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[参考译文] LMR14030-Q1:空载时的开关节点振铃

Guru**** 2322270 points
Other Parts Discussed in Thread: LMR14030-Q1
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/595596/lmr14030-q1-switch-node-ringing-at-no-load

器件型号:LMR14030-Q1

您好!

我们收到了客户关于 LMR14030-Q1的问题。
请帮帮我们。

[问题]
当 IC 在 Vin=16V 且无负载时导通时、SW 上会出现振铃。 请参阅以下屏幕截图。
他们担心此现象是 IC 的异常现象。 为什么会发生这种振铃?

-条件-
VIN=16V
VOUT=5V
Iout=0A
FSW=2.1MHz

*当 Vin=12V 时,SW 上没有振铃。

此致、
tateo

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    您好、我们需要您的帮助。 如果您能向我们提供反馈、我们将不胜感激。

    此致、

    tateo

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    您好、tateo、

    在16VIN 条件下、似乎存在一个短期意外的 HSON。 您能否提供原理图和布局以供参考? 同时、您是否有16VIN 的缩小波形? (其中包括两个或三个振铃波形。)

    此致
    张文森
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    感谢你的答复。
    它们通过 EVM 测量了波形。 电路板设置如下。

    L1 = 2.2 μ H
    R3=10k
    J3=短路

    我将在下周一之前发送16VIN 的缩小波形。

    此致、
    tateo
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    您好、Tateo、

    明白了。 我今天可以在 EVM 上测试条件。 同时等待您的波形、以便我们可以从 Buth 端再次检查性能。

    此致、
    张文森
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    大家好、这里是缩小波形。 可以检查一下吗?

    此致、

    tateo

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    您好、Tateo、

    我在 EVM 上测试条件、并复制您的波形。 我认为这是因为 在轻负载条件下、IC 进入 PFM 模式、脉冲不是偶数、而是产生两个或三个脉冲并等待一段时间。  在您的波形中、HS 导通时间很短、然后 SW 上升至 VIN、但在这种情况下、HS 未完全导通、因此无法达到 VIN。 我在20mA-0mA 范围内连接16VIN5Vout Iout、您可以看到第一个脉冲变得越来越小、直到与 EVM 上的测试结果相同为止。

    20mA

    10mA

    5mA

    0mA

    此致、

    张文森

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    大家好、感谢您的支持。
    他们想知道不全面打开的原因是什么、以及这种现象是否可能会损坏 IC。
    您可以向我们提供您的意见吗?

    此致、
    tateo

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    您好、Tateo、

    不可以、在这种情况下不可能损坏 IC。
    我认为这里的 HS MOSFET 无法完全导通是因为驱动电流不够。

    此致、
    张文森
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    您好、那么您是说 Vin=12V 时驱动电流足够、Vin=16V 时驱动电流不够? 我们想知道、在输入电压为16V 且无负载的情况下、驱动电流为何不够。

    此致、
    tateo

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    您好、Tateo、

    我认为内部 LDO 驱动能力在 PFM 模式下会减弱、但我需要咨询设计工程师。 我将在获得结果后向您提供反馈。

    此致、
    文森特
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    大家好、感谢您的支持。 我期待您对其进行任何更新。

    此致、

    tateo

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    您好、tateo、

    与设计人员讨论后、我必须纠正我的假设。 这不是因为隐藏侧未完全打开、而是使用引导电容器充电/放电电路。

    请参阅以下电路。 在 IC 内部、有一个与 HS 并联的引导电容器充电电路。 IC 将感应到开启左 侧 FET 时的引导电容电压。  当 FET 导通时、  存在一条来自 VIN-Boot -电容电感器的路径、这就是电感增加的原因。   

    此致、

    文森特

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    大家好、感谢您的支持。 您意味着启动电压在高侧 SW 打开之前不够、启动电路将处于激活状态、因此会出现这种现象。
    我的理解是否正确? 我们还想知道另外一件事。 为什么在16V 输入电压下会出现这种现象、而在12V 输入电压下不会出现这种现象?

    此致、
    tateo

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    您好、Tateo、

    是的、你是对的。 12V 和16V 输入之间的差异为:IC 将感应内部引导电容器电压(前一个模块中的 VAB)以打开/关闭内部 FET。 一旦低于5.5V、内部 FET 将导通。 VAB 与输入电压、频率、电感器和负载电流有关。 在该电路中、16V 输入使 VAB 低于5.5V、从而使引导电路激活。

    此致、
    文森特
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    你好、抱歉、我的回复延迟了。 感谢您的支持。
    他们正在思考造成这种现象的原因。 比较波形、16V 输入时的导通脉冲短于12V 输入、16V 输入时二极管的导通周期长于12V 输入。 因此、他们认为16V 输入比12V 输入更适合启动充电条件。
    他们无法想到16V 输入导致 VAB 低于5.5V 的原因。 请告诉我们造成这种情况的可能原因。

    此致、
    tateo

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    大家好、有没有更新吗? 如果您能给我们反馈、我将不胜感激。

    此致、

    tateo

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    您好、Tateo、

    很抱歉迟到了!

    我们将检查此 ob EVM 并在几天内返回给您。

    B R

    Andy

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    您好、Tateo、

    让我解释一下:

    通常情况下、VAB=Vboot 约为6V、刷新开关将在低于5.8V 时打开
    2.刷新电路只有在从睡眠模式恢复后才会激活。
    阻断二极管 VF 约为1V、Vboot 约为6V、因此 Vin 应至少比 Vout 高7V、以便为 Cboot 充电。
    4.刷新开关打开后,会出现瞬态周期并在 SW 节点上的电感器和寄生电容之间引起谐振,您可以在输入电压大于20V 时看到更多谐振周期。
    5.对于5V 输出,您将看到输入电压>13V 时的小振铃。 对于10V 输出电压、在大约18V 时会发生振铃。
    6.对于低于12V 的输入电压、刷新电路无法为 Cboot 充电、并且没有充电电流时不会发生振铃、但以下主开关开/关周期将导致 SW 节点降至0V、这将有助于为 Cboot 充电。

    B R
    Andy