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[参考译文] LM5088:直流/直流转换器通电时的咔嗒噪声

Guru**** 2553260 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。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/794597/lm5088-clicking-noise-when-power-is-applied-to-the-dc-dc-converter

器件型号:LM5088

我有一个 LM5088-2 48V 至24V 降压设计、当我为器件通电时、电路板上的某个位置会产生咔嗒声。 我很喜欢自动生成的设计、但有一些不同。

电感器为100µH μ H

大输出电容为2200µF μ F

Cboot 为33nF

其他所有内容大致相同。

现在、我怀疑我有某种形式的过流情况。

我已经尝试通过 Rsense 电阻器来查看问题是否是过流问题、这没有帮助。

然后、我尝试删除 Crst 以查看它是否有用、但没有

此参考设计使用以下设置生成:

40 - 60V 输入电压

24V 输出电压

9A 最大负载

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    Michael、

    检查控制器的输出、看看是否看到一些振荡。 如果是、请确认其频率与点击频率相同。 如果是:

    • 较小的 CBOOT 可能会导致您达到引导 UVLO。 检查以确保引导电容器电压(BOOT 至 SW)始终高于3V。
    • 另请检查您是否具有良好的补偿值。 您可以使用 快速入门计算器 进行检查。

    另请分享原理图以供进一步审阅。

    谢谢、

    Sam

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    我会在有机会时将 Cboot 换成更大的 Cboot。

    当我220µF 一个较小的 Cout 电容器(2200µF ->)时、我确实发现滴答被正常的电感器葡萄酒所取代。 现在、频率越高、负载越大。

    电感器葡萄酒基于降压转换器的开关频率、对吧?

    这是电路板的原理图

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    Michael、

    您的线索使我认为这可能是一个稳定性问题。 检查输出电压是否稳定。 如果这是问题、则 whine 可能处于输出不稳定的频率。 在这种情况下、您需要使用快速启动计算器来重新补偿 Rcomp、Ccomp 和 CHF。

    Sam
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    我将示波器连接到负载、输出在峰峰间约800mV 时相当稳定。 我确实发现在1A 负载下输出频率为~8kHz、在2A 负载下输出频率为~25kHz。

    我检查了引脚13的开关频率、发现频率大约为15kHz、并且有一些噪声混合在中。

    黄色是24V 输出、蓝色是 IC (SW)中的引脚13

    下载快速入门计算器时遇到问题、尝试下载计算器时收到站点维护警告。

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    Michael、

    这很奇怪。 RT 电阻为28.7k 时、您应该期望开关频率约为200kHz 至250kHz。 我认为问题是稳定性。 请使用 Excel 计算器进行重新补偿(直接链接 此处 并随附于下方)。

    e2e.ti.com/.../6710.LM5088_5F00_Quick_5F00_Start.xls

    Sam

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    这是根据快速入门计算器将补偿滤波器切换为25kHz 后的结果。

    负载当前为~2.4A、但当我将负载升至~3.6A 时、电源开始关断。 我已将 Rsense 降低至~7Ω Ω、因此我不希望这是过流情况、

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    补偿电路的输出。

    2.4A 负载

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    Michael、

    您应该期望开关频率大约为220kHz。 请重新补偿220kHz 的频率。 较低的频率(15kHz、25kHz)是我们尝试消除的不稳定频率。

    Sam
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    实际电路中的 Rt 为24.9kΩ Ω、可提供~250kHz 的开关频率。 我应该尝试补偿更高的频率吗?

    由于某种原因、我似乎存在过流情况。 一旦我将 RESET 引脚接地短路、电压就停止下降
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    Michael、

    可以、补偿~250kHz 的开关频率。 您的交叉频率不应超过25kHz、但您的开关频率为250kHz。

    RES 引脚短接至 GND 是一个良好的数据点。 我们将在您推荐后对此进行研究。

    Sam
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    满负荷下、我在~30秒后自己工作的板被熏了。 我将使用交叉频率为25kHz 的电路重建电路、并再次查看输出。
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    Michael、

    保持发布状态。 谢谢、

    Sam
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    由于某种原因、新电路板在负载下无法保持24V 电压、我仍对电感器 whine 有疑问。 所有器件与正在工作的其他电路板相同。

    压降通常是电感器过小导致的、对吧?

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    Michael、

    压降可能是许多因素造成的、包括电感器过小。 它还可能是不稳定或电流限制或其他一些问题。 请分享您的电流原理图和一些显示正在发生什么情况的波形(负载时压降如何? 线性地? 一次全部? 还有事吗? 输出电压是什么样子的、SW 在250kHz 时看起来是稳定的?)。

    我仔细看了一下您的布局。 以下是我的评论:
    1.尝试切断电源板的 CSG 连接。 此和 CG 应具有连接到传感电阻器的差分布线、您的布局可以实现这一连接、但连接到 IC 下方的 GND 层会破坏此测量。
    2.尝试在靠近 IC VIN 引脚的位置放置一个1uF 陶瓷电容、该引脚连接到 GND 层、刚好在 CVCC 左侧的 IC 上方
    散热焊盘应具有通孔。 这有助于散热、但更重要的是、提供了一条更直接的 IC GND 引脚路径。 现在、所有返回电流必须流经底层到达 CIN2和 CIN3过孔、然后到达散热焊盘、到达 IC 的 GND 引脚。
    4. RSENSE GND 相对于 CIN 电容 GND 的放置形成了一个较大的返回路径-->大环路,这对于这个高 di/dt 环路是不利的(增加了电感、振铃、过冲和可能的耦合)。
    5.与4.相同的问题。 而是 COUT GND。 这是一条长路径、可创建一个大环路。 最好有一条直接返回底层的路径。
    6. RT 电阻器下方是否有布线? 确保未在不应该连接的位置连接。

    您只能对当前电路板上的这些注释执行大量操作、但它们值得考虑用于调试和下一个旋转。

    Sam
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    对于第4点和第5点、最终版本的电路板将是4层电路板、而不是2层电路板。 这将导致较大的接地平面。

    这应该解决这些潜在问题、对吧?

    我当前使用的电路板有一些热化合物、以改善芯片下方焊盘的散热。 这也会导致一些问题吗?

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    Michael、

    是的、中间层上的实心 GND 将解决问题4和5。

    热化合物不会优于将 EP (外露焊盘)直接焊接到电路板的 GND 平面。 这肯定会导致您的问题。 去除 IC 下方的所有热化合物、并将 EP 焊接到电路板上。

    Sam
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    这是我正在使用的电流板、我将 CSG 迹线切割到芯片下方的接地层。 我没有得到我预期的24V 输出。 相反、我在非常小的负载下获得4.2V 电压、随着我增加负载、这会进一步下降。

    R1和 C1当前未使用。 如果我需要添加缓冲器电路、就可以使用它们。

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    Michael、

    请尝试切割将 CSG 连接到 IC 下方 GND 平面的布线。 这可能会与电流感应混淆。

    请确认您已将散热焊盘焊接到 IC 上。

    Sam
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    我切断了布线、并合理地确定散热焊盘已焊接到其下方的接地层。 这些器件是手动焊接的、因此我无法100%确定。
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    上图中的蓝色信号是 IC 引脚13处的电压。
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    Michael、

    引脚13是开关节点。 这应该是从0V 到 VIN 的方波。 您的电路有一些问题、但我不确定它是什么。

    我建议返回 WEBENCH 并导出仿真文件。 然后检查每个引脚并与您的设计进行比较。 哪些引脚的工作不正常?

    Sam
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    Michael、

    这怎么了? 几天没听到。

    Sam
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    遗憾的是、我不得不优先处理一些不同的任务、几周后才能回到这个项目。

    当我返回此项目或继续在此处发布更新时、我应该创建一个新帖子吗?

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    Michael、

    我知道。 您应该发布一个新主题(自第一个帖子发布30天后、此主题将锁定)、但请将其重新引用到此帖子以供参考。

    我将关闭此帖子。 谢谢、

    Sam