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[参考译文] LM5176:稳压器未开启输出晶体管。

Guru**** 1617045 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5176, CSD17527Q5A, LM5175
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/903944/lm5176-regulator-not-turning-on-output-transistors

器件型号:LM5176
主题中讨论的其他器件: CSD17527Q5ALM5175

我使用 LM5176构建了一个电路、但在使其正常工作时遇到了困难。 输出晶体管(高侧 U105或低侧 U106)在工作开始时均未导通、这会导致 U105的体二极管成为视在导电路径。 当低侧被转换到时、整个过程停止。 VCC 线路压降、开关停止位、VCC 恢复位、开关再次启动、VCC 压降、一切都暂停几 ms。

下面是原理图:

e2e.ti.com/.../biccmpb_5F00_regulator.pdf

高侧(U105)栅极:

低侧(U106)栅极:

VCC:

在所有三个示波器布线中:

  • 黄色- L_in 节点
  • 绿色- L_out 节点

在前两项中:

  • 蓝色- V_OUT
  • 粉色-门

在最后一个中:

  • 蓝色- VCC
  • 粉色-无

驱动输出栅极似乎存在问题、但栅极未短接至源极(对于高侧 U105)、当我测量两个高侧晶体管上的栅源极电阻时、我会得到570/980 Ω 电阻(取决于极性)。 当然、这是我要测量的一些非线性器件、但电阻在大约1%范围内保持一致、这表明输入和输出晶体管之间没有差异。

我不确定问题是什么、请随时告诉我要测量的内容、我将添加到中。

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    尊敬的 Alex:

    感谢您使用 LM5176、很遗憾听到您的设计有问题。

    您可以探测 SS 引脚吗? 我想看到它被拉低、因为这可能表示正在触发峰值电流限制。 此外、如何将 EN/UVLO 引脚上拉为高电平?

    谢谢、

    Garrett

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    对于 EN/UVLO 引脚、我实际上没有将其连接到任何器件、而是将其打开。 我刚才将一个3V 工作台电源连接到了我的终端块、它没有发生任何变化。

    下面是您要求的跟踪。 蓝色表示 SS、SW1/2和之前一样、粉红色表示未使用。

    在我假设 HDRV2被拉至高电平的时间段内、似乎没有 SS 被下拉。 它最终会被下拉、但这似乎是在其他几件事发生错误(如 VCC 发生故障)之后发生的。

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    我刚才意识到、我还应该提到输出负载仅为0.1A。它是一种电子直流负载。 如果我不施加负载、它确实会达到预期的12V 输出、但似乎有很多纹波、这是由于它打开和关闭。

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    Alex、

    这是否仅在低输入电压下发生? 看起来您的工作电压大约为7V、这是正确的吗?

    请使用 LM5176 快速入门计算 器、仔细检查组件值是否适合您的应用。

    -Garrett  

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    实际上、它在所有8-20V 电压下的行为类似。 它在8V 附近是最"稳定"的、因此我可以得到一个值得任何东西的示波器迹线。 此外、我发现、如果我取出两个输出晶体管并使用二极管替换高侧晶体管、那么它在降压模式下是稳定的。 我还注意到、在关闭低输出侧晶体管之前、您可以看到、只要输出低侧开关、VCC 就会显著下降(一到两伏)、然后在周期的剩余时间内缓慢恢复。 当我降低工作频率时、这似乎提供了更好的恢复。 我使用的晶体管是否可能需要过多的栅极电荷?

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    尊敬的 Alex:

    我开始对 MOSFET 上的栅极电荷进行同样的思考。 您的测试似乎开始确认这一点。

    最大输入电压是否为20V? 在这种情况下、可以使用30V MOSFET。 30V MOSFET 往往具有低得多的栅极电荷。 我可以帮助选择不同的 MOSFET

    另一个问题是布局。 看起来 SS 引脚上注入了大量开关噪声。 如果您用短接地线小心地探测 SS 电容器上的噪声、是否仍然存在?

    谢谢、

    Garrett

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    两件事。 首先、我打算将其用于10-48V 输入和12-48V 输出。 我提供的8V 和20V 的范围只是几个电压、这些电压恰好能正常工作。 因此、从长远来看、20/30V MOSFET 当然不起作用。 其次、我设法通过向 VCC 引脚施加7V 电压来使其"工作"。 这使得稳压器在所有输入电压和输出负载上以~13V 输出保持稳定工作(此电路板上没有 DIP 开关)。 我已将所有四个晶体管切换至 CSD17527Q5A、该器件在8V 时的栅极电荷约为5nC、并将开关频率降至约270kHz。 不过、VCC 引脚在7V 时的功耗约为0.2A。 即使所有四个晶体管在每个周期都进行开关、应该只消耗大约5mA 的电流。 这里发生什么事了?

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    嗯、我发现了一些相当有趣的东西。 我决定 将二极管(DSS16UTR)串联、以便能够将电压馈入中点、从而测量每个桥臂使用的电流。 然而奇怪的是、在我开始使用这些导线之前、电路更加稳定。 不能像这样处理100W 的全功率、但可以处理大约50W 的功率(甚至超过它以前可能处理的10-15W 功率)。 我不知道二极管会出现什么问题。 有什么想法、可能会出什么问题?

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    尊敬的 Alex:

    很抱歉我在办公室外耽误了我的时间。

    您在原理图中添加了哪种二极管? 您可以在原理图上进行设计吗?  

    您只在多个电路板上或仅在一个电路板上看到此问题吗?

    谢谢、

    Garrett

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    很抱歉耽误你的时间。 在对另一个板进行烘烤后、我制作了一个具有太大电流消耗的新板(测试超过设计规格)。 新电路板、这样我就不会有看起来很糟糕的设置来让电阻器进入。 这是新原理图。

    但是、我仍然有一个问题。 除 HDRV2外,所有设备都能完美地工作。 它根本不会切换。 如果栅极驱动电阻器上有东西、并且自举电容器以大约3V/us 的速率消耗、那么我将栅极驱动电阻器关闭、对于0.1 μ F 电容器、这意味着漏极电流大约为0.3A。 您能帮我解决这个问题吗? 在12V 电压下、体二极管上的压降约为0.7V、这会浪费大约5.5%的效率、因此这是相当大的问题。

    e2e.ti.com/.../4048.biccmpb_5F00_regulator.pdf

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    粉红色是 boot2节点、黄色是 SW2节点(仅作为触发源包括在内、因为更容易削波)。 之前的周期(您可以看到的尾端)未执行此操作、我假设 boot2仍然是 UV。 我的印象是、BOOT2正超出 UV 限制、尝试对栅极充电、发生了一些0.3A 放电问题、它会低于 UV、需要几个周期才能清除、然后重复。

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    哦、最后一个 PS。 原理图中确实显示了 LM5176、但我在 LM5175中尝试利用 DCM 模式。 目前未使用 DCM、因为我已经了解到这可能会导致这些问题、但它是 LM5175。

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    NVM。 在我们的端部、封装生成过程中出现了混频、同时 HDRV2和 SW2也出现了混频。 正如您可能预期的那样、这会导致很多问题。 现在一切都很好、在12V 5A 输出时效率为93%。

    很抱歉听到噪音。