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[参考译文] WEBENCH®︎工具/LM5160A：LM5160ADNTT

admin
Guru**** 657930 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5160
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/867305/webench-tools-lm5160a-lm5160adntt

器件型号：LM5160A
主题中讨论的其他器件：LM5160

工具/软件：WEBENCHRegistered设计工具

您好！

我在我的设计中使用此转换器生成隔离式5V/1.5A、输入电压范围为20V-65V。

在选择这个之前、我是通过 webench 检查器件的：
https://webench.ti.com/power-designer/switching-regulator/customize/149

我使用了 TI 的"LM5160 QuickStartCalculator - FinalVersion"计算器(显示我只能达到1.2A、也可以)、并根据器件数据表自行计算、以确保器件符合要求、一切正常。

在设计完成的那几天、开始检查它、我遇到了一个问题、即当我在 次级侧(隔离侧)上施加至少消耗200mA 的负载时、电平电压下降到4.5V (10%！！)。

webench 和我的设计之间的区别在于：

  • 相反、Cout I 放置一个33uF 多形钽电容器(T543X336K050ATW040)
  • 相反、我放置了一个330uF 多马钽电容器(T530X337M010ATE006)
  • 而是 D1我放置 MBRAF3200T3G

在我继续检查电路并尝试查找问题时、请帮助解决此问题。

希望得到快速 和有用的答案：)

BR、
Itzik

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    TI__Guru**** 657930 points
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    Itzik、

    该链接不会带我进入设计。  

    您可以共享原理图吗？

    －奥兰多

  • 0
    TI__Guru**** 657930 points
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    您好！

    附件。

    BR、

    Itzike2e.ti.com/.../7776.LM5160DNTR_5F00_WBDesign147.pdf

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    TI__Guru**** 657930 points
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    Itzik、

    转换器开关稳定吗？

    我之前已经看到过、将陶瓷 COUT 替换为聚合物会导致输出电压振铃、从而导致转换器不稳定。

    您能否尝试用陶瓷电容器替换 COUT 并提供 SW 节点的示波器截图？

    －奥兰多

  • 0
    TI__Guru**** 657930 points
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    您好、奥兰多、

    是的、转换器开关是稳定的。

    • 在二极管的阴极侧、我看到电压电平符合我的预期(根据数据表)
    • 在二极管的阳极侧、我看到稳定的电平电压为5.16V (由于二极管和电容、但负载非常小)
    • 在我被施加216mA 的负载后、电平电压下降至4.6V

    我进行了一些 检查：

    • 首先、将 Ron 替换为较小的电阻器、使频率降至115kHz
    • 然后在初级侧、靠近对流器的"sw"引脚、我看到了11%的 D.C、 这使得次级侧(二极管阳极侧)获得 5.36V 的稳定电平电压、在我被放置与之前(216mA)相同的负载后、电平电压下降至4.995V (二极管工作正常、完美！)

    后续步骤和假设：

    • 现在、我希望尽可能增大 Ron 电阻、以认可转换器的效率
    • 我 再次检查了电流电源问题、并发现变压器的 IRMS (0.95A)限制了我的电流消耗：
      • 次级侧最大电流为0.875A、这意味着初级侧上的转换器需要提供1.3125A、因为比率为1.5 (>变压器 IRMS = 0.95A)、不好！
      • 为确保电源正常、我希望将比率更改为1、将初级侧的电平电压大约更改为5.4V (因为二极管的电平电压)、然后初级和次级电流将是相等的(转换器和变压器的固定电流)

    请您的意见、您的看法是什么？

    BR、
    Itzik

  • 0
    TI__Guru**** 657930 points
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    Itzik、

    降低开关频率是可以的、但我不知道为什么这会改善您在负载上的输出电压调节。

    较低的开关频率将导致纹波电流增大、因此在降低频率时、必须增加电感以减小峰值电流。

    如果纹波电流过高、产生的峰值电流会触发电流限制、或者电感器饱和的情况更糟。

    请参阅 LM5160数据表第19页的公式14和公式15。

    您的意思是"靠近转换器的"sw"引脚、我看到的 D.C 为11%？ 您是否使用示波器来查看 SW？ SW 节点在 VIN 和 GND 之间切换。 应该没有直流偏移、您可能会看到"平均"电压。

    请告诉我、

    －奥兰多

  • 0
    TI__Guru**** 657930 points
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    您好、奥兰多、

    一开始、频率为260kHz (尽管 webench 给出的频率为230kHz)、当我施加260mA 的负载时、电平电压仅达到4.6V、而 LM5160的能力并不合理、因此我搜索最合适的频率并得到200kHz。

    根据等式14和15、最大电流纹波为0.338mA、最大 IL (峰值)为1.3A (变压器 I (SAT)= 1.55A)。

    关于 SW 节点、我正在使用示波器、只是想看到直流电流(不是电平电压或平均值)

    最重要的问题是、当我在次级侧达到0.875A 时、可能是变压器和变压器电容的比率会限制我的电路、并想知道我是否要将转换比切换为1：1 (并生成电容)、 这是一个好的做法想法吗？

    谢谢、
    Itzik

  • 0
    TI__Guru**** 657930 points
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    您好、Itzik、
    对于降压输出电感器、电流在导通和关断期间提供输出电流。
    但是、对于 Flybuck 输出、变压器仅在 SW 关断期间提供 Flybuck 输出电流。

    降压占空比 D 设计为小于0.5、以便为 Flybuck 输出保持足够的 SW 关断时间。
    Vin > 2*Vout-pr.

    然后、匝数比和二极管压降将 Vout-iso 设置为 Vout-pri。

    Vout-ISO =(N*Vout-pri - Vfwd)


    如果您将匝数比更改为1、则必须将初级输出电压更改为5.84V 以获得5V 电压。

    在 VIN 小于11.5V 时、隔离式输出将具有大得多的纹波电流和更差的纹波电压、尤其是因为您仅使用聚合物电容器。 (聚合物电容器的 ESL 高于陶瓷电容器、在较高频率下、寄生电感主导了电容、这种情况不好)

    如果您将匝数比更改为1：1、则初级峰值电流将正常、但您会在低 VIN 下看到较差的响应、我不建议尝试低于11V。

    http://www.ti.com/lit/an/snva674b/snva674b.pdf 提供了与 SW 节点开关相关的 Flybuck 电流的良好图示。

    希望这对您有所帮助、

    －奥兰多

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    TI__Guru**** 657930 points
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    您好、奥兰多、

    感谢您的回答、我使用了本应用手册。 谢谢。。。
    接下来、我将进行更改、并向您介绍解决方案的最新信息...

    谢谢、

    Itzik