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[参考译文] LM2588:LM2588振荡

Guru**** 1079370 points
Other Parts Discussed in Thread: LM2588
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/847545/lm2588-lm2588-oscillations

器件型号:LM2588

我对我在这里看到的一个问题有疑问。  我们已经在反激式器件上使用了一段时间(大约5到10年),并且在 S.E.中出现了一系列故障 亚洲的二次整流二极管。  我相信我们已经确定它是二极管上的电压应力。

我已确定这些二极管的额定电压没有裕量、需要将其从100V 升级到200V、但我认为当控制器发热时变得不稳定时、它们会发生故障。  

我们将频率引脚断开、使其以100kHz 的频率进行切换。  当我们对其施加一些热量时、频率开始发生变化。  频率增加至200kHz。  但我认为真正的问题是、当我们使它变得更热时、它看起来像是立即打开和关闭开关、然后立即重新打开。  控制器的引脚5或晶体管的集电极首次缓慢地导通(缓慢 dv/dt)、不会完全导通、然后关闭。  第二次尝试开启时、晶体管看起来希望开启、dv/dt 要快得多。  该频率约为5MHz。  第二个导通会导致次级上出现过多的电压尖峰。

我们能够在多个电路板上始终如一地重复此过程。  我想我要采取的下一步是实际查看初级侧电流、然后在电路板外对反激式电路板进行试验、但从那里、不确定要去哪里。

关于频移的想法是、在频率引脚断开的情况下、这可能是一个问题。  但我们遵循数据表。  对于高频开关、似乎控制器没有通知晶体管第一次导通、因为它从未完全导通、dv/dt 很慢。  

我想知道 TI 以前是否曾遇到过这样的问题、或者能否提供有关可能发生的情况的任何见解。  

如果有任何帮助,我们将不胜感激。

谢谢、

 

 

 

 

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    您好、Matthew、

    首先、您能否分享原理图和关键波形(控制器的引脚5首次缓慢开启、并非每次完全开启、然后关闭、5MHz)。 当您发现此问题并让我知道输入电压范围、输出电压、输出电流时、环境温度是多少。 谢谢。

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    您好、Matthew、

    此案例的最新状态是什么? 是否有任何更新?

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    嗨、Zack、

    很抱歉耽误你的时间。  原理图与数据表第21页上的内容几乎相同。  除了您显示的钳位外、我们还可以缓冲 IC 的集电极。  FREQUENCY 引脚也是开路的。  相同的补偿。  输入为6 -36V (我们最差的值越高)。  输出电压17/-17和5V。  电流非常低。  输入上可能为200mA、12V/-12V 上几乎没有任何电流)、而5V 上可能为200mA。  经常发生的环境温度为55°C (从45°C 开始)。  黄色是+17V 绕组次级侧整流器的阳极、紫色是 IC 的引脚5。

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    您好、Matthew、

    根据您共享的波形、+17V 绕组峰值反向电压的次级侧二极管为100V+17V=117V、高于绝对 VRRM 限制。 初级侧导通时、次级侧整流器二极管反向电压为 Vin/NPS (一次侧与二次侧的比率)+Vout。 这就是你看到 Vin 最高的原因。  

    变压器的器件型号是多少?

    您能否在输入电压=36V 时共享25C 温度下的波形、请记住将时间刻度更改为2us/div、以便我可以看到更多信息。 我想查看下冲振铃是否与补偿或其他相关。

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    您好、Zack、

    是的、了解方程、它不考虑振铃。  上面的波形图是在28V 下完成的。  下面的第一幅图是25C 32V (我知道您要求的是36V)。  这是我们首先看到的。  在我们下周进行测试时、我们再也看不到尖峰、因此我们使用了热风枪来使其发生。  然后、我们将注意力集中在使电路板发热上。  第二幅图是我们首次开始使用热风枪时的情况。  您可以在这里看到 IC 正在做一些有趣的事情、并且频率从100kHz 变为200kHz。  下面的两个波形图仅是整流器的阳极。  我讨厌这种情况、但我无法提供有关变压器的任何信息。  我知道它的 PN 是 Precision 019-2707-00R。  我们帮助他们在一段时间前进行设计、我们无法获取有关信息。 下面显示的是我所拥有的全部。  我知道我需要将变压器取出并进行测量。

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    您好、Matthew、

    我想获取变压器信息的原因是我想知道匝数比、以便我可以计算二极管阳极引脚在最坏情况下的最大电压(最大输入电压、36V)。 但是、第一个波形显示当 MOSFET 内部的 LM2588导通时、二极管电压的阳极引脚约为-50V。 因此变压器的匝数比可能接近1:1。  

    很难找出根本原因、因为我没有电路板可以自行测试。 它可能与补偿有关、因为您只能在高温/低温下看到这种行为。  

    我建议您进行快速测试、以了解系统的相位裕度。 您能否在5V 输出电压下进行负载瞬态测试? 与数据表中的图19类似。 将 Iout 电流从0A 更改为最大输出电流、在一张图片中探测 Vout 和 Iout。

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    嗨、Zack、

    再次感谢您的回复。  我们将测量此处的变压器、以确定匝数比、我将尽快向您提供该信息。  是的、我在我要做的事情清单上做了一个负载瞬态。  我们目前还没有波特图设备(不过我正在请求它)、因此查看瞬态响应可能会告诉我们一些问题。  唯一的问题是频率不应因不稳定而改变。  尤其是不应执行我们看到的5MHz 任务。  

    再次感谢、

    Matt

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    您好、Matt、

    负载瞬态测试结果如何?

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    您好、Zack、

    我们将用于整流器资质审核的电路板已经很晚了、因此我可以查看 一些内容。  负载瞬态测试将于下周初完成。 我会在得到结果时向您提供建议。  但是、我认为问题与稳定性无关。  控制环路无法在~300ns (1/3MHz)内响应。  

    请忽略我关于频率转换为200kHz 的说法。  这是范围的时间刻度错误。  我发送的示波器截图显示它从50kHz 到100kHz (而不是从100-200kHz)。  因此、该器件只是跳过了一个正常的脉冲。

    至于其他方面:

    拔出变压器并进行特性描述。  下面显示了该特征的一个片段。  我还测量了初级侧电流、这在异常运行期间看起来正常。  我认为二极管上出现大电压尖峰的原因是晶体管导通(反向偏置二极管)、关断(正向偏置二极管具有正向电流)、然后立即关断。  因此、与晶体管导通时没有电流流经二极管的正常运行不同、我们有它。  导致反向电流增加、从而与漏电感一起作用。   

    其他已经完成的测试更倾向于将电路板暴露在更高的环境中、我们将环境温度保持在25°C、并移除了 LM2588上的散热器、让电路板在不影响周围器件的情况下进行自热。  部件升温、现象出现。

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    您好、Matthew、

    我猜测系统可能不稳定或电路相位裕度不够高的原因是、从示波器波形来看、晶体管导通(时间很短、仅100ns)并立即关闭、然后再次打开/关闭。 我曾看到不稳定的系统表现得像这个。 整流二极管的反向电流(是否为肖特基二极管?) 具有寄生电感和电容的环会导致高尖峰。

    下面是数据表中的负载瞬态 Vout 和 Iout 波形。 我们可以说这是很好的、该系统的相位裕度低于45度。

    但是、如果系统负载瞬态的行为与下图中的红色曲线类似、则相位裕度不够。  

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    嗨、Zack、

    我能够实现.65A 的负载阶跃(这比我们的最大负载高、然后回到空载。  响应看起来不错。  由于我们测试的系统、我们不会连接到电子负载。  我只需使用开关来开关负载输入和输出。  您可以看到以下内容。  蓝色表示正在加载的稳压输出。  忽略开关引起的井号。  响应看起来正常。  它看起来非常稳定。  由于响应速度相当慢、相位裕度可能过高。  不过、如果您可以研究上述内容(由于增益或相位裕度较低、您之前已经看到过这样的操作)、这可能非常重要。  对我和我的经验来说、您上面显示的图是合理的、但我看到的"干扰"似乎不会由低增益或相位裕度引起、因为环路应该永远不会这么快(电源永远不会工作)。   

    在鉴定新二极管时、我看到的一件意外事情是、在我的研究过程中、我从未在电路板上加载过比正常(或极低)负载更高的负载。  当我将650mA 电流放在那里时、问题就会消失。  可能在轻负载时跳过脉冲是一个因素????

    再次感谢您的帮助。

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    您好、Matthew、

    很抱歉耽误你的回答。

    通常、正如您所说的、相位裕度和增益裕度过低会导致非常明显的高-低-高占空比、因此 Vout 将升高和降低。 但根据我的经验、您从 TI.com 购买的所有 IC 都应通过测试并符合 EC 表。 您在高温下发现的双脉冲(或称为高频)非常奇怪、但原因可能是 IC 本身非常小。  

    我确实看到了类似的行为、即如果相位裕度不够或布局不良、FB 和 COMP 处的噪声过大、则其他反激式转换器 IC 中会出现两个脉冲。 在650mA 负载电流下问题消失的现象可能与补偿有关。当您进行负载瞬态测试时、我担心使用开关的速度可能不够快。 通常、我们将使用电子负载并将负载上升和下降速度设置为100mA/us、并将 Vout 的垂直刻度设置为100-200mV/div、以查看更多信息。 您知道下图中干扰的原因吗?

    您可以执行几个快速测试:

    在相同的负载电流和相同的高温下(当您看到双脉冲时)、更改补偿电阻器和电容器。 现在、R 和 C 值是多少? 您可以使用半个值 R 和更大的 C 来降低系统的速度。

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    嗨、Zack、

    是的、 我提到了没有使用电子负载以及开关引起的干扰。  感谢您对薪酬的建议。  我们现在拥有的补偿是3.01K 和.33uF。  我没有参与设计、但这些值与非常相似的电源的数据表中的值相同。  我们将尝试进行此操作、并将1K 与反馈串联(由您的同事给出的建议)。   仅供参考的是 、我们 知道有这种操作、因此仅凭二极管变化就可以继续。  我知道、您提到 IC 可能会导致这种情况、我倾向于同意这种说法。  但是、我们有3个反激式电源、它们在相同的配置(与数据表第21页上的配置几乎相同)中使用 IC、并且具有不同的布局。  所有3个电路板都显示相同的症状、多个电路板(我会说从2014年至2019年的生产日期代码范围内、大约10个电路板)存在相同的问题。  IC 的温度达到大约65C 时、它开始具有双脉冲。  

    谢谢、

    Matt

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    您好、Matt、

    同时、如果您有急事、您可以向我发送一个电路板进行调试。

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    您好、Matt、

    测试结果是什么? 是否有任何更新?  

    温馨提示、如果问题仍然存在、您可以通过 FAE 向我发送一个板进行调试。  

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    您好、Zack、

    如果我们有 NDA、我将检查我的一方。  我们无法想象。

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    您好、Zack、

    我们确实签订了 NDA。  您能为我提供发送电路板的物流服务吗?

    谢谢、

    Matt

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    您好、Matt、

    我已在 E2E 上向朋友发送请求、以便我可以告诉您我的地址。 您可以批准吗?  

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    我接受了。

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    我将关闭此主题并通过电子邮件继续提供支持。  

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    嗨、Zack、 我没有您的电子邮件地址、想确认我要向您发送电路板的地址。

    谢谢、

    Matt