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[参考译文] TPS92691:意外波形、无法正常工作

Guru**** 2747345 points

Other Parts Discussed in Thread: TPS92691

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/812765/tps92691-unexpected-waveforms-and-not-working-properly

器件型号:TPS92691

大家好、我正在使用 LED 驱动器板、遇到一些意外行为。    (请参阅随附的示波器屏幕截图)。

拓扑: 升压。

输入电压: 11伏

LED: 一个5的链、正向电压为2.8-3.5伏、具体取决于电流

使用低侧 LED 电流感应、Rsense = 0.10 Ω、 Viadj = 0.14伏

使用 PWM 调光、具有低侧 FET

因此、问题如下:  

为什么在导通周期的一半时间内开关才开始?

为什么 LED 电压上升?

为什么开关关断后会有一些振铃。

有什么想法或理论可以导致这种情况?

对于屏幕截图:  

  通道1 (黄色): PWM FET 栅极电压

  通道2 (蓝色): 开关 FET 源极的电压。

  通道4: PWM 输入信号。

提前感谢!

-Michael Shonle

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    您好、Michael、

    我们没有得到示波器捕获。  请附上、我们可以对此发表评论。

    谢谢 Tuan

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    对不起、希望这次能正常工作、以为我已经完成了...

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    您好、Michael、

    首先、VIAJ 为0.14V ...由于电流感测电路中的偏移、这位于器件可接受的真正低侧(请参阅第7.3.7节)。  您尝试控制多低的电流?  请在 LED 的输出电压范围和电流范围内向我们提供您的规格。  此外、请将您的原理图转发给我。  当我从您那里获得这些信息时、我会做更多的评论。

    开关 FET 源极处的振铃在末端振铃是指电感器中的电流、当 FET 关断并变为零电流时、电感器放电。  这对于任何 FET 和电感器开关电路都是正常的。  振铃是电感器及其上的任何寄生电容的固有频率。

    谢谢 Tuan

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    大家好、非常感谢您的帮助!  

    在总体设计方面、我们实际上希望以5安培脉冲电流(因此总电压约为60伏)运行15个 LED 的链、占空比为1%、但我们希望以缓慢的速度开始工作并继续工作。  我们确实尝试将 Viadj 增加到0.8伏、但这甚至更加不稳定、LED 的电压甚至更高、然后在 OVP 达到70伏阈值时将其关闭。

    下面是原理图、pdf 格式、不确定它是否连接正确。

    e2e.ti.com/.../IrSuperDriver_5F00_A.pdf

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    您好、Michael、

    瞬时功率水平非常高、为300W。  您是否通过我们的设计计算获得了您的值?  从原理图中可以看到、这些值似乎是错误的。  列出的电感器值为26uH、但器件型号为68uH。  在实际设计中、根据您的开关频率420KHz (Rt=18.2k)、它应该更接近6.8uH-12uH。  原理图显示24V 输入...最小输入电压是多少?  您将需要该值进行计算。

    除非有某些原因、否则不应使用 R14和 D01。  关断时间会很慢...您应该从 R14上的0-10欧姆开始。

    补偿似乎相当高的带宽。  您应该从0欧姆的 R46开始、C61大约为0.1uF-0.22uF、以便首先使系统稳定、然后通过瞬态响应或扫描环路更好地进行补偿。  您所说的"不稳定"最有可能是环路不稳定、这将有助于实现这一点。

    我将从您所做的低电流(VIADJ = 0.8V)开始、然后根据需要进行调整。

    谢谢 Tuan

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    大家好、感谢后续行动。   关于输入电压、将对其进行严格调节、因此 Vin = Vin (min)、我们最初设计为24伏、但我们也可以根据需要进行更改。

    是的、我们确实使用了数据表中的设计计算、如果我不理解这些计算、您或许可以帮助澄清。  (是的、原理图电感器名称中有一个错误、它实际上是68uH、这是设计方程式的计算结果、基于:)

    V IN = 36伏   V LED = 60伏、 I LED = 5安。   Fsw = 420KHz

    Dmax = 0.4

    如果我们假设纹波为5%、

    DeltaI = RR * I led /(1 - Dmax)=.05 * 5 /(1-.4)=  .42

    根据公式8:

      L =(36 *.4) /(.42 * 420000) = 81 μ H。

    如果我使用 eqn、 11相反、它计算:

      L =(36 * 36)/(2 * 300 * 420000)*(1 - 36/60)= 2uH、

    那么、不太清楚这些应用是否正确?  这在 EQN 中似乎毫无意义。 8例如、较高的电源电压需要较大的电感器。

    希望您能对此进行澄清。

    此外、关于 R14的需求和值、这是基于此处摘录的数据表以及评估板的原理图、您能否详细说明您的建议?

    8.1.12 PWM 调光注意事项
    当 PWM 调光时、TPS92691/-Q1需要与 LED 负载串联另一个 MOSFET。 这种情况
    MOSFET 的额定电压应大于输出电压 VO、且电流额定值至少为10%
    高于 LED 标称电流 ILED。
    必须控制外部 FET 的压摆率、以实现对 PWM 的阻尼 LED 电流响应
    上升沿转换。 对于低侧 N 沟道调光 FET、通过放置一个电阻器来控制压摆率
    与栅极引脚串联。 上升和下降时间取决于电阻器和栅源极的值
    电容。 串联电阻可通过二极管旁路、以实现快速上升时间和慢速下降
    以实现100:1或更高的对比度

    (另外、请注意、最初我们以5的字符串开始、并以大约12伏的电压运行、但设计值似乎没有太大变化)

    我们将尝试更改 R46 COMP 电阻器、但我会注意到、它是图32 (该原理图中的 R19)(第8.2.1节)中指定的值、并由 EQN 65计算得出)、这与我们的设计有点相似。   此外、您是否认为它仅适用于"整体补偿"、甚至不适用于比例术语? (例如、图30与图31) 以及您建议使用的电容值是多少?

    此外、在查看第8.1.9节时、我没有看到仅为升压拓扑执行 Ccomp 的公式、是否允许使用 EQN。 37也适用于升压模式?

    再次感谢您的帮助、以及您建议的任何其他更改?

    Michael

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    您好、Michael、

    我将首先从积分补偿开始、如果您需要更高的 BW、则具有比例项。  一般而言、LED 实际上是恒定负载、不需要真正的高控制环路带宽。 我将从计算得出的 CComp 开始、或者您可能会增大0.1uF-0.22uF、以确保我首先具有环路稳定性以避免故障。  

    以下链接中的"软件"下提供了一个电子表格计算器、您可以使用该计算器来计算您的值、

    http://www.ti.com/product/TPS92691/toolssoftware

    PWM FET ...您可以使用当前的电路、但您可能会发现您可以减小 FET 栅极的电阻。

    谢谢 Tuan

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    大家好、非常感谢您的建议、我们用0.1 μ F 代替了 CComp (电子表格建议的值为0.04 μ F)、用6.8 μ H 替换了电感器、现在已经非常好用了!  我们将使用0.025欧姆的 FET Isense 电阻器(电子表格建议使用0.050欧姆)。

    我们还有一个"改进"问题:达到最终输出电压大约需要15 μ s、我们想知道它是否可以更快地实现它?  以及应更改哪些组件?  更大或更小的电感器是否有帮助、Ccomp 或 ISense 电阻器、或者这是否与它能得到的一样好?  

    它的供电电压为36伏、通过15个 LED 的链、输出电压约为55伏、并以5安培(0.033欧姆 CS 电阻、Viadj = 2.25伏)的电流运行。

    谢谢!

    Michael

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    您好、Michael、

    由于 PWM 具有1%的占空比、因此 PWM 关断时电压下降需要很长时间才能形成电压。  实现这一速度更快的唯一方法是减少放电并增加控制环路的带宽。  这样做的方法是:

     R6和 R5乘以系数3X。  这将提供相同的有效 OVP、但会在关断期间减少输出电容器上的放电。

    2. 降低 Comp 上限,但您可能会遇到稳定性问题。  另一个补偿是具有串联电阻器(超前延迟网络)的2类补偿

    3. 我不知道 R14是否仍为10K、但将其减小为100欧姆、以查看其是否有用。

    实际上、输出电流是您关注的问题、因此示波器捕获应显示 LED 上的电流、这是真实的矩阵。

    它用于什么系统?  另一种方法是在可以的情况下将占空比增加一小部分、以补偿较窄的电流脉冲。

    谢谢 Tuan

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    大家好、感谢您的建议、我们将尝试一下。

    它用于照亮摄像头、以便与摄像头快门同步、因此我们可能能够提前一点启动、但总体而言、它工作得非常好、感谢您的所有帮助!

    -Michae