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[参考译文] LM5175:在将输入电压从10变为32VDC 后、反之亦然、SW1和 SW2中的 PWM 行为会发生变化

Guru**** 2383340 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5175, CSD18563Q5A, LM5176
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/861926/lm5175-after-varying-the-input-voltage-from-10-to-32vdc-and-vice-versa-the-behavior-of-the-pwm-in-sw1-and-sw2-changes

器件型号:LM5175
主题中讨论的其他器件: CSD18563Q5ALM5176

我们将 LM5175用作卡车中的直流/直流转换器。 输入电压可为12VDC 或24VDC、输出电压为15VDC。 12VDC 和24VDC 的输入电压都可能有所不同、其中12VDC 的电压范围为10.5VDC 至14.8VDC、24VDC 的电压范围为21VDC 至30VDC

在上一批电源板中、我们在现场遇到了两个问题、其中 LM5175死于24V 叉车。  

在实验中、我们遇到 MOSFET 开关信号的奇怪行为、在将输入电源从10VDC 变为30VDC 后、反之亦然、开关信号 SW1和 SW2的行为会发生变化。

最初、在13VDC 下、仅 SW2进行开关、从~14VDC 到~19VDC、SW1和 SW2都进行开关、超过20VDC 时、仅 SW1进行开关。 在此过程中、电感器在19VDC 附近产生一些噪声、然后在20VDC 后停止

在改变输入几次后、行为变为:

在13VDC 下、只有 SW2进行开关(image1)、接近14VDC、SW2开始使用 SW1 (image2)进行开关、直到19VDC、SW1和 SW2的波形 彼此之间的区别非常大。 在19VDC 和21VDC 之间、开关波形在某些点开始重叠、我们可以在 SW2 (image3)中看到噪声、我们可以听到电感器发出的大量噪声。 开关稳定在22VDC 至26VDC 之间、但 SW1和 SW2都在开关(image4)、而高于28VDC 的情况下、两个信号中都存在噪声(image5)、电感器再次开始发出噪声。

15VDC 输出中的负载是一个10欧姆的电阻器。

您能帮助解决这个问题吗?

下面是来自 SW1 (橙色)和 SW2 (蓝色)以及原理图的图像。   

图1.

图2.

图3.

图4.

图5

直流/直流转换器原理图

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    其他信息、

    T10的高侧栅极信号(HDRV2_P)从7.2V 减弱到4.4V、并且在 MOSFET T10中进行开关。

    以下是 HDRV2_P 信号和 VCC 信号的图像。 图像的差异是 HDRV2_P 的振幅值

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    您好、Gilson、

    支持该器件的工程师现已不在办公室。 他将在本周就职并回复你。

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    您好、Gilson、

    感谢您使用 LM5175。  在降压/升压模式期间、您的电路似乎不稳定。  当输入电压接近输出电压时、电路以降压/升压模式运行。  由于相对输入电压电平存在进入和离开降压/升压模式的迟滞、因此在您改变几次输入后、您可能会看到不同的开关行为。  这不是问题、因为关键点是调节输出电压。  

    可闻噪声似乎是由降压/升压模式下的不可稳运行引起的。  您是否会将斜率电容器(C57)降低50%并查看可闻噪声是否得到解决?   此外、检查可能具有较大寄生电感的电流感应电阻器、电感将使感应到的电流波形失真、并导致异常开关、尤其是在降压/升压模式下。  感应电阻器应为非感应电阻器。  请查看电阻器数据表、如果未提供电感、请联系电阻器供应商以获取信息。  了解了寄生电感后、我们可能会帮助您优化 C62的选择。  

    谢谢、

    应用工程学 Yohao Xi

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    您好、Youhao、  

    我将向制造商询问有关去寄生电感的信息、但数据表中未提供相关信息。  

    同时、您能否查看我发布的最后两个波形? HDRV2_P 信号存在问题、驱动器无法在 MOSFET 栅极中维持7V 电压。 这似乎是芯片启动内部电路中的问题。 @而言、当我改变输入时、电感器不会发出噪声、但在输入电压发生一些变化后、HDRV Δ_P 的启动似乎被阻尼、然后电感器发出的噪声可察觉、电感器开始发热。  

    在"LM5175:高驱动器问题"主题中、冯旭发布的问题似乎相同:

    https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196/t/756968?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=lm5175

    谢谢。  

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    关于电阻器的电感、我收到的信息是它小于1nH。  

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    您好、Gilson、

    首先、关于电感、如果小于1nH、则会非常好。  您能告诉我器件型号和供应商名称吗?   

    关于最后两个波形、它可能与 e2e 线程不同、但您可以检查升压电容器是否使用了错误的器件、比如它不是100nF、而是100pF? 如果是100nF、您能否监控 HO-SW 而不是 HO-GND?   

    顺便说一下、您是否使用降低的 Cslope 进行了测试?

    谢谢、

    Youhao

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    您好、Youhao、  

    我移除了电路板上存在此问题的电容器、并进行测量、测量值为100nF。 我将其更改为220nF、但它无法解决问题。

    我们 在最后一个批次中使用的电阻器是 Panasonic 公司的 ERJ-M1WSF15MU、但我们会将其更改为另一个模型、因为它正变得 osbsolete。 您是否推荐器件型号?  

    MOSFET 均为 TI 的 CSD18563Q5A。

    在有问题的电路板中、我将 LM5175更改为新的电路板、问题得到了解决、但在改变输入几次后、它又回来了。 当我提到几次时、可能会在进行10次互动或进行几次互动时发生这种情况。 在其中一个电路板中、我花了几个小时改变输入、直到问题发生。  

    关于 Sloope 电容器、我将在一个新电路板中对其进行更改并进行测试。 我将在今天晚些时候报告。  

    从 HDRV2到 SW2拍摄的图像如下:

    • 如图9和10所示、HDRV2脉冲的频率不是持续的。  
    • HDRV2的振幅正常下降至接近4V、并且脉冲发生。 这在图10中是不同的、其中信号下降到接近4.8V
    • 图11显示了具有振铃噪声的脉冲。  

    图8 - HDRV2最小信号= 4.15、最大信号5.84

    图9 -脉冲之间的增量时间5us

    图10 -脉冲之间的增量时间为2.56us

    图11 - 有噪声的下降信号

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    您好、Youhao、  

    我在新电路板中将斜率电容更改为68pF、当控制器从降压/升压转换为降压时、电感器中会出现一些噪声、SW1和 SW2的频率变得不稳定(下图)。 它发生在18.5V 至19.2V 之间、并且仅在输出端无负载时。

    通道1是 SW2、通道2是 SW1。  

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    您好、Gilson、

    这与降压/升压模式期间的噪声有关。  您能否放弃 DCM 并以 CCM 运行电路?  如果可以、我建议您切换到 LM5176、这是一款引脚对引脚兼容的控制器、除了不支持 DCM 之外、性能更好。

    如果您使用 LM5176、请记住根据 LM5175数据表更改 RT 电阻器以保持相同的频率。 您可能还需要将 R64从10R 更改为2k、并删除 C54或使其小于100pF。  您的电路的其余部分可以保持不变。

    请告诉我这是否可行。

    谢谢、

    Youhao

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    您好、Youhao、  

    切换到 LM5176将解决 BOOT2所发生的问题?  

    我有两张 LM5176卡、其中我将 R72 (RT)更改为20K、使频率接近 390kHz、将 R64更改为2k、删除 C54并将 R70更改为93.1K。

    观察 LM5176的 PWM 运行情况、似乎比 LM5175更能切换烟雾模式。  

    我在´ve 论坛中了将8.2V 齐纳二极管置于 BOOT 和 SW 信号之间的建议、在使用 LM5175时、也建议 LM5176采用这种方法?

    关于感应电阻器、我想将实际电阻器 从 Bourns 移至 CRA2512-FZ-R015ELF、或 从 Riedon 移至 CSR2512C0R015F、这些电阻器的阻抗拉斯大于5nH、您是否对其有任何确认或评论?

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    您好、Gilson、

    感谢您灵活地将 IC 更改为 LM5176。   LM5176不需要外部8.2V 齐纳二极管、因此 您可以节省 BOM 成本。  

    关于感应电阻器、我们的 EVM 使用了一个芯片电阻器、您可以参考该电阻器、包括供应商。  我对您提到的供应商没有任何经验。  我们尝试选择具有最小电感的器件。

    谢谢、

    Youhao

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    您好、Youhao、  

    很抱歉坚持处理 boot2问题、这让我很担心。 LM5176 MOSFET 驱动器中的增强功能将保证降低此问题的概率?

    谢谢。  

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    您好、Gilson、

    了解您的疑虑。  您的电路上的 LM5175 IC 可能会因某种原因受损。  总之、LM5176是一款更强大的器件。  引导电压(实际上是 BOOT 至 SW 电压)通常相当稳定、在同一开关周期内不会出现如此大的压降。  

    谢谢

    Youhao

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    我是否可以假设问题已解决、我可以关闭此主题?  欢迎您通过添加新帖子或创建新线程重新打开此线程。

    谢谢、

    Youhao