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[参考译文] LM5141:无输出

Guru**** 2384460 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5141, CSD18563Q5A
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/794663/lm5141-no-output

器件型号:LM5141
主题中讨论的其他器件: CSD18563Q5A

我使用 LM5141基于 WebBench 设计构建了一个电路、用于24-48V 输入至5V/5A 输出。

但是、当我对其进行测试时、我不会得到任何输出。

一些观察结果:

*低侧 FET 栅极被驱动至5V。看不到开关活动。 高侧 FET 的栅极上为0V。

*当 EN 输入被置为有效时、SS 引脚最初斜升至5V (大约需要25ms)、但随后很快下降至~0.19V

*我已验证 EN 引脚上是否存在3.3V 电压。

*我已验证 VCC 引脚上是否存在5V 电压。

*升压二极管(D8)阴极上存在~4.9V 电压。

*到目前为止、我将在 VCC_48节点上以24V 电压和轻负载(空载或56欧姆负载)进行测试。

我注意到 LM5141数据表中的这段文本、并想知道它是否相关(基于 SS 引脚的行为):

当 SS =μA 时、软启动序列开始时、内部20 μ s 软启动
电流源逐渐增加连接到 SS 引脚的外部软启动电容器上的电压
从而导致 FB 和输出电压逐渐上升。 控制器处于强制 PWM (FPWM)模式
当 DEMB 引脚连接到 VDDA 时。 在此模式下、SS 引脚被钳位在反馈之上200mV
压。 这可确保当 FB 在短暂过流事件期间下降时、SS 将快速拉低、以防止出现这种情况
恢复期间 VOUT 过冲。 SS 可通过外部电路拉低以停止开关、但这不是
推荐。 将 SS 下拉为低电平也会导致 COMP 在内部下拉。 如果控制器是这样
运行在 FPWM 模式(DEMB = VDDA)下、LO 将保持导通状态、低侧 MOSFET 将对进行放电
Vout 电容器、从而产生较大的负电感器电流。 而 LM5141在内部将 SS 拉低
由于存在故障情况、LO 栅极驱动器被禁用。

如果您对可能的根本原因或后续调试步骤有任何想法、我们将不胜感激。

谢谢

Matt

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    您好、Matt、

    CSD19534 100V FET 不是逻辑电平阈值器件、因此不适合5V 栅极驱动振幅。 需要一个额定 RDS (ON)为 Vgs = 4.5V 的 FET。

    考虑在高侧和低侧位置使用以下 FET:
    CSD18563Q5A 60V NexFET、在 Vgs = 4.5V 时、RDS (on)= 8.6m Ω。

    以下是一些其他建议:

    70V/0.1A 自举二极管就足够了、例如采用 SOD523封装的1PS79SB70肖特基二极管。
    2. IC VIN 引脚上的0.1uF/100V/0603陶瓷电容足以进行去耦。 在 FET 附近使用两个1uF/100V 电容器。
    3.移除低侧 FET 上的栅极电阻器。
    4.考虑将降压电感器 L3降低到6.8 μ H 以获得30%的纹波电流。
    5.环路交叉频率看起来较低(取决于输出电容器的 ESR)。 如果需要更好的瞬态响应、请增大补偿电阻器 R59并减小电容 C97和 C98。 使用快速入门计算器在此处帮助选择组件。

    此致、
    Tim
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    您好、Tim、

    感谢您的回复。

    我将尝试您推荐的 FET、并谨记可能的控制环路调优。

    您能提供快速入门计算器的链接吗? 我以前从未听说过该工具。

    至于自举二极管和旁路电容器、您是否认为这些可能是我的问题的一部分?
    我使用这些器件型号、因为它们在我的设计中的其他地方使用。 通过重复使用同一器件、我减少了拾放机器上的卷带数量、减少了必须跟踪的采购件数量、减少了将来因停产而可能需要工程部门注意的器件数量、增加了订单数量(并降低了价格) 每个器件型号等

    谢谢、此致、

    Matt
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    您好、Matt、

    以下是链接 http://www.ti.com/product/LM5141/toolssoftware#softTools

    此处的问题是 FET、其他评论 只是一般电路优化建议。

    此致、

    Tim

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    您好、Tim、

    我已使用 CSD18563 FET 对电路板进行了返工。  

    我没有看到行为发生变化。

    如果有任何进一步的想法、我将不胜感激。

    谢谢、

    Matt

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    我使用推荐的 FET 对电路板进行了返工、并且行为没有改变。
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    您好、Matt、请为此设计发送布局和完整的快速入门文件。

    此致、

    Tim

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    这是 Quickstart 文件。

    *我不确定如何输入反馈电阻器。 我将 FB 引脚直接连接到 AGND 以获得固定的5V 输出。 电子表格中的"RFB"和"RFB_USed"值(单元格 C62和 C63)似乎存在很大差异。

    *电子表格上的两个原理图显示了不同的补偿网络。 这些条目似乎假定比较简单(一个 R、一个 C)。
      我的实际设计使用 WebBench 推荐的另一个(一个 R、两个 C)。

    *我的重新启动电容器似乎与电子表格的预期(1uF 与80pF)远远不一致、这可能会导致加电失败? 我将研究离线问题。

    我将很快发送布局。

    此致、谢谢。

    Matt

    e2e.ti.com/.../LM5141ADESIGN_2D00_CALC_5F00_Filled.xlsx

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    您好、Tim、

    我找到了问题。 COMP 引脚短接至其中一个未命名的引线框角焊盘、我想该焊盘已接地。

    需要研究 PCB 布局工具中的 DRC 为何不会发现这一点。

    感谢您对此提供的帮助。

    Matt