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[参考译文] LM5121-Q1：负到正转换器问题

admin
Guru**** 2390730 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5121
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/772453/lm5121-q1-negative-to-positive-converter-issue

器件型号：LM5121-Q1
主题中讨论的其他器件：LM5121

我们在可插拔板上使用 LM5121将-28V 从机箱背板转换为+12V。 12V 馈入另外两个直流/直流转换 器以产生+5V 和+3.3V 电压。 当电路板在机箱中运行时、+12V 输出相当稳定、但是当电路板在加电时从机箱中拉出时、+12V 会峰值到大约+17-20V。 此尖峰会对下游直流/直流转换器造成灾难性损坏(+12V 输入和 GND 之间的内部短路)。

 

LM5121电路由第三方设计、不再提供帮助。

 

似乎导致问题的区域位于反馈环路中。 分压器直接连接在+12V 输出和-28V 之间。 因此、移除电路板后、-28V 跳向0、导致+12V GND 也跳转、这会导致下游直流/直流输入上出现尖峰并最终导致故障。 我们认为、我们需要 RFB2/RFB1路径中的某个器件来稳定+12V 电源的 GND 基准。 不能完全确定执行该操作的最佳方法。

 

如果有任何帮助，我们将不胜感激。

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    TI__Guru**** 2390730 points
    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、Scott、

    感谢您发布问题。 您可以分享原理图吗？

    谢谢、
    Youhao
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    TI__Guru**** 2390730 points
    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。

    感谢您的回应。 请参阅随附的原理图页面。 请注意、值以@符号开头的器件未被组装。

    e2e.ti.com/.../3731._2D00_28VTo12V.pdf

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    TI__Guru**** 2390730 points
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    您好、Scott、

    我查看了原理图、您的反馈不正确。 当您希望从负输入产生经调节的+Vout、并且需要使用电平位移电路来感测+Output 电压时、因为 Vout 参考系统 GND、而 IC 则参考负输入轨。  

    您的电路在插入时会工作、因为您实际上会将升压稳压电压设置为40V wrt 至 IC GND 引脚(即负输入电源轨)。  当您突然移除输入时、IC GND 将不再停留在系统 GND 的-28V、但您的反馈设置仍希望调节至40V、这会导致 Vout 上升至系统接地。

    如果您对 FB 使用电平位移电路、此问题将得到解决。  附件是此类系统中反馈的电平位移电路。

    e2e.ti.com/.../Level-Shift-Sensing.docx

    此致、

    应用 工程学 Yohao Xi

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    TI__Guru**** 2390730 points
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    您好、Youhao、

    非常感谢您查看原理图并提出建议。 我们认为问题在反馈中、但不确定如何解决。

    关于电平位移电路、我有一点不清楚：

    1. IC = Vout /R1  是 Vout wrt IC GND 还是系统 GND？
    2. Vfb = IC x (1+HFE) x R2  HFE 看起来可能是一个较大的范围(通常介于60 - 400之间)。 使用此变量的计算将根据使用的 HFE 值而有很大的差异。
    3. VFB = VREF = 1.2V、对吧？ 这是1.2V wrt IC GND 吗？

    感谢您的反馈、

    Scott

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    TI__Guru**** 2390730 points
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    您好、Scott、

    很抱歉、公式中有拼写错误、但我之前提供的图中的基本想法是正确的。  我弄乱了 IE 和 IC (发射器和集电极电流、抱歉造成混乱)。  我随附了以下更新图。  现在、您的问题的答案是：

     Vout 为系统 GND。  IE (发射器电流)由 ie = Vout/R1确定。  可以考虑将两个 NPN 的 VBE 相互抵消。

    2. VFB = IE x HFE /(1-HFE) x R2。   HFE 的影响实际上非常小。  请插入60或400、您似乎没有太大差异。

    3、是的、VREF 为 IC 接地。

    希望这能澄清。

    e2e.ti.com/.../Level-Shift-Sensing-RevA.docx

    谢谢、

    Youhao

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    TI__Guru**** 2390730 points
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    是的、这澄清了我的问题。 谢谢你 Youhao。

    对于输出电压，使用12V 电压，对于 R1使用10K 电阻，对于 R2使用1K 电阻(另一个电阻连接到第二个晶体管)。 VFB 略低于1.2V (1.18)。

    然而、在电路板上执行修改时、输出电压不是预期的12V。 使用这些计算值、它更改为约18V。 VFB 电压测量值为1.19V。

    将 R1更改为47k、将 R2 (和其他电阻器)更改为4.7k。 同样、测得的 Vout 为18V、VFB = 1.19V

    将 R1更改为43K。 VOUT = 16.8V、VFB = 1.18V。

    将 R1更改为39K。 VOUT = 14.8V、VFB = 1.18V。

    此时、我们探测了 Vout、以查看从机箱中卸下电路板时它是否出现尖峰。 它没有。 因此、这种修改方法可以解决我们的问题、但输出电压不是我们想要的12V 输出。

    我们可以继续尝试减小该值或 R1、但似乎其他因素(Rcomp、Ccomp 值)会影响 Vout 值。  

    有什么想法吗？

    谢谢、

    Scott

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    TI__Guru**** 2390730 points
    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、Scott、

    应使用配对/匹配的 PNP 双极来抵消两个器件的 VBE 电压、以实现精确的输出设置。 否则、VBE 差异将引入调节误差。

    您可以通过交换 PNP 来验证这一点、您将看到在交换后 VOUT 将降低。

    希望这能澄清。

    此致、
    Youhao Xi
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    TI__Guru**** 2390730 points
    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。

    感谢您的建议。 我们移除了两个单双极晶体管、并将其替换为双 PNP (本质匹配)晶体管。 使用上述电阻值组合、Vout 保持大致相同。

    我们实验了几个值的组合、R1稳定在12K、R2稳定在2.7K。 这提供了12V 的输出电压和1.2V 的 VFB。  

    从机箱中卸下板时或在该板运行时将其他板热插入机箱时(以前在没有此电路的情况下发生)、Vout 没有尖峰。

    不知道为什么数学不起作用、但从所有客户来看、这似乎解决了我们的问题。  

    非常感谢您的所有帮助。

    此致、

    Scott Rubenstein