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[参考译文] LM5163:反相降压无法实现 CCM、且输出电压纹波为>1Vpp

Guru**** 2526700 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5163

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/959581/lm5163-inverting-buck-fail-to-ccm-and-1vpp-output-voltage-ripple

器件型号:LM5163

我将使用 LM5163作为电压反相降压稳压器测试一小批电路板;这些是设计规格:  

Vout=-17V

VIN (最小值)=36V (即:18V+17Vout)

Vin (nom)=65V (即:48V+17Vout)

最大输出电流= 150mA (由于增加了安全裕度和反相配置、额定电流为70mA、降额)

开关频率=320kHz

实际输入电压为+48V、输出电压为-17V @60mA 负载电流。

我的问题是在8-10kHz 频率范围内输出电压具有2Vpk-pk 的叠加纹波。 我认为控制器未能进入 CCM、或者出现了过多的相位裕度、从而导致控制环路不稳定。 此外、电感器( Mouser 的 Bourns SRR1260-391K)会产生一些可闻"嘶嘶"噪声。  

我出什么问题了?

我在本论坛中已经阅读了有关该控制器的一些主题、主要围绕"3类"配置详细信息;LM5163是否应该在"2类"纹波反馈电路中正常工作?

这是 Webench 设计:

这是实际电路:

  • 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。

    您好、Eugenio、

    您能否通过屏幕截图发送输出电压上叠加的纹波以及 SW 至(-Vout)电压波形的一些图像。

    如果您可以发送布局图像、这也会很有帮助。

    LM5163应能够处理2类纹波注入、但如果您的设计不稳定、则可能需要3类。

    在尝试3类之前、您可能能够通过增加输出电容来增加相位裕度。 考虑到降额、请尝试选择额定电压为35V 或更高的22uF 陶瓷电容器。 请告诉我这是否会导致任何性能改进。

    由于感恩节假期、我将在下周早些时候再次与您联系、敬请期待收到延迟的回复。

    谢谢、

    Harrison Overrurf

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    你(们)好哈里森。

    这是电路板布局(双层 PCB):

    在以下示波器屏幕截图中、我已获取 VSW (CH1)和输出纹波(CH2):

    正如您所建议的、我已经尝试了增加输出电容的解决方案、但这实际上使情况更糟。

    然后、我阅读了"AN-1481《在 恒定导通时间(COT)稳压器设计中控制输出纹波并实现 ESR 非相关性》文档(编写良好的文档、采用直观的方法)、并尝试了3类反馈拓扑。

    这解决了问题! 在请求的频率下具有干净稳定的开关行为(CH1、红色)、具有~100mV 的输出纹波(CH2、绿色):  

    添加47uF 电解电容器可降低输出纹波、并且不会扰乱稳压:

    现在看来还可以,我还能不能再去做其他的陷阱了吗?

    谢谢、  

    Eugenio。

  • 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。

    您好、Eugenio、

    感谢您分享您的电路板布局和屏幕截图、我很高兴听到您通过关注应用程序来实现这一目标。 请注意以上内容!

     您的布局看起来不错、似乎您只需要向 FB 引脚注入更多的相电压纹波。

    确保在负载电流和输入电压范围内测试您的设计、以确保设计真正稳定。 如果您注意 到任何其他非正规人员可以发布新主题、以便有类似问题的人员可以搜索您的问题。  

    此致、

    Harrison Overrurf