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[参考译文] LM5122:负降压的形成

Guru**** 1630180 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5116, LM5112, LM5122
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/894071/lm5122-making-of-negative-buck

器件型号:LM5122
主题中讨论的其他器件:LM5116LM5112

尊敬的工程师:

首先、我将尝试解释我的情况:

我需要使对称电源+/-30V @15V:

输入电压为75V

对于正极侧、我选择了 LM5116。

对于负极侧、我希望使用 LM5112、如负极降压:

在这里、您可以找到我的负极侧设计: e2e.ti.com/.../zaporna-cast-v1.pdf

由于 LM5112只能承受65V 电压、因此我制作了一个具有齐纳二极管和 NPN 的简单稳压器。

我想问您一些有关我的设计的问题:

  • 外部元件的计算方法是否与 LM5116 (正降压)中的计算方法相同?
    • 作为模板、我将此 正降压设计用于 LLM5116
      • 如您所见、我使用了相同的 Rt、Css、输入和输出电容器、电感器、补偿网络
  • 由于 LM5122具有不同的斜坡补偿原理、我想问您如何处理这个问题。

非常感谢您的回复。

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    尊敬的 Martin:

    感谢您的提问。 我可以更深入地了解这一点、并在星期二之前向您提供答复。

    谢谢、

    Richard

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    尊敬的 Martin:

    只要负降压转换器的输入与正降压转换器的输入匹配、就应该能够按照与 LM5116 (电感器、输入/输出电容器、MOSFET、补偿)相同的方式来调整功率级的大小、因为传递函数应该是相同的。

    但是、您应该确保 LM5122设置与系统设置相同(因此请确保 UVLO、RT 和 SS 以及其他系统参数与 LM5116电路的设置相匹配)。 然后、您需要检查保护电路。

    至于斜率补偿、您需要确保添加的外部斜率补偿至少是电感电流下降斜率的一半、因此您需要相应地调整 R_slope 的大小。

    此外、您的输入/输出电容器应分别从输入/输出连接到 GND。 请确保极性与电解电容器所需的极性相匹配。  

    谢谢、

    Richard

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    您好 Richard、

    如何确定 R_sense 的正确值?

    我应该用这个方程式来代替:

    (LM5122手册中的方程式6)

    该修改后的公式?

    非常感谢您的回复。

    Martin

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    尊敬的 Martin:

    我认为数据表中的等式6可能有拼写错误、或通过实验推导出、因此我可以向您展示理论上如何获得不同的等式。

    在负降压转换器中、您的下斜率相当于(-Vin+Vout)/L、其中 Vin 和 Vout 是输入和输出的幅度。 为了防止次谐波振荡,您的附加斜率应该至少为0.5*电感器下降斜率。 在本例中、我将调用此因子(0.5) K。IC 中的斜率发生器等于(6*10^9)/R_slope。

    因此、我要将这两个值设置为等效值:

    (6*10^9)/R_slope =(K)*(-Vin+Vout)/L*(Rs)*10;Rs*10来自感应电感器电流。 在这里、为了防止出现负电阻值、您采用(-Vin+Vout)的幅度。

    最后、Rslope =[(6*10^9)*(L)]/[Rs*10*K*(|-Vin+Vout|)。

    希望这对您有所帮助、

    Richard

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    您好 Richard、

    我还有一个问题:

    我有点困惑、为什么负降压转换器的下降斜率等效  于(-Vin+Vout)/L

    在第 6页的本 TI 文档中,我找到了以下内容:

    对于任何运行模式(峰值、谷值或仿真)、提供给调制比较器输入的斜升的最佳斜率等于电感器上升斜率和下降斜率的绝对值之和、该斜率由电流感测增益调节。 这将导致在一个开关周期内出现任何次谐波振荡趋势减弱。

    对于降压稳压器、这相当于斜率为 VIN·Ri / L 的斜坡
    上斜率=(VIN - VO)·Ri / L
    下降斜率= Vo·Ri / L

    对于升压稳压器、这相当于斜率为 VO·Ri / L 的斜坡
    上斜率= VIN·Ri / L
    下降斜率=(VO - VIN)·Ri / L


    实际上、我使用正升压 IC 来实现负降压转换器。

    根据您的解释、我似乎应该为升压转换器使用斜率方程。 我是对的吗?

    请您向我解释原因吗?

    非常感谢。

    Martin

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    尊敬的 Martin:

    很抱歉耽误你的时间。

    您购买的纸张代表正降压输入转换器。  

    在这种情况下、在开关导通期间、电感器电流的斜率为(Vin-Vo)/L 由于 Vin 大于 Vo、因此斜率为正。  

    在负降压转换器中、在开关导通期间(由于您将其连接到 LO)、KVL 方程如下所示:-(-Vin)+ V_L+(-Vout)= 0;因此 V_L =-Vin + Vout。 通过输入和输出电压的幅度、您的斜率将为负。 由于峰值电流模式使用基于负斜率的斜率补偿、这就是我在上面使用的公式的原因。

    我认为它看起来与升压转换器的原因可能相似、那就是降压转换器和升压转换器彼此是双路(如中所示、它们使用相似的拓扑、但具有翻转的输入和输出)。 假设有单向电流流动、斜率会发生翻转、因为电感器的极性也会根据电流流动的方向发生翻转。  

    因此、如果您计算降压和升压转换器的上升和下降斜率、同时保持两种拓扑之间的电感器极性一致并使用各自的主开关、您会发现它们看起来是相同的。 但愿这对您有所帮助。  

    不过、我将重点介绍在开关导通和关断期间、您的负降压转换器的外观、并计算每个情况下电感器上的电压 (电感器电压的极性应保持恒定、以确保不违反伏秒平衡原理)。  

    谢谢、

    Richard