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[参考译文] LM5007:如何降低输出端极高的 Pk-Pk 电压?

Guru**** 1164650 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5007
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/592311/lm5007-how-to-reduce-a-very-high-pk-pk-voltage-on-the-output

器件型号:LM5007

您好、社区

简介/背景:
我目前正在与 PoE 合作设计用电设备(PD)。 此 PD 需要4类功率、其中包含15.4W、PD 输入端将提供12.95W 功率(大约足够的功率)。 经过 PD 接口芯片的分级过程后、我计划使用直流/直流转换器来获得较低的可用电压。 我想通过2个直流/直流转换器对输入 PoE 电源进行分压、以获得3.3V 和12-24V 输出。

问题:
但是、对于此主题、我将重点介绍第一个步骤、其中包含使用 LM5007将36-57V 转换为12V。 通过遵循数据表、我计算了所有值、并决定通过仿真并在试验电路板上构建该电路。 下面的原理图中显示了我计算并用于仿真的新值:  


使用 TINA 此原理图可仿真正确的输出行为。 但是、当我在试验电路板上构建此电路时(使用100欧姆电阻作为负载)、我在负载电阻器上得到了1.5V 电压、Pk-Pk 值为~13V。 (注意:返回时、我对 Ron 使用243k、对 Rcl 使用8K。 经过几次测试、第一个 LM5007芯片开始吸烟、第二个芯片甚至不再响应。 现在我计算出 Ron 为121k、Rcl 为110k……当我很快得到另一个 LM5007时、我将在试验电路板上测试它)。  
这就是使用 Ron 和 Rcl 的旧值以及作为负载的100欧姆电阻器进行回顾的方式:

即使仿真提供了良好且稳定的输出(包括 Ron 和 Rcl 的旧值)、也会发生这种情况。

已尝试/待定的解决方案:
1.我已经多次重新检查了试验电路板上的电路、找不到意外的短路连接、这可能导致前两个 LM5007突然死亡。
2.我尝试使用较大的 L1和 Cout 值、但没有结果
3.尝试了 WEBENCH 建议的电路,但 L1没有1mH……所以用了我原来的150uH。 这仍然不起作用、但一旦我获得订购的器件、我将从 WEBENCH 重试此电路。

问题:
尽管我已经计算了 Ron 和 Rcl 的新值、但我几乎不相信我会在示波器上突然获得一个良好的输出信号。 因此,我想问是否有人知道我在这里可能犯了什么错误? 我希望具有最大200mV 纹波的稳定输出、从而降低这一巨大的峰值电压。  

请告诉我是否需要更多信息(尽管我在描述我的问题时似乎过多地描述了我的问题)。  


此致、

弗林特

  • 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。
    虽然可以在试验电路板电路上制作一个正常工作的直流/直流转换器、但通常您需要一个设计良好的实际印刷电路板来使您的设计正常工作。
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    感谢 John 的回复!

    但是、目前无法为我的 PD 的电源专门制作单独的 PCB。
    是否有其他迹象表明我还没有尝试过? 还是此处存在一些计算值故障?

    我意识到、我可能/不会通过试验线路获得完美的输出、但我会寻求一些方法来将峰值电压固定在至少2-3V 的水平。 这样、我就可以确认电路的功能并知道在哪里/如何解决问题。

    弗林特
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    我们必须知道您的所有输入(Vin、Vout、Iout)才能在 Webench 中重新创建此设计。 我不直接支持 LM5007、但我看到这些类型的文章有一定的规律性、用户无法通过点对点有线电路使其电路正常工作。 如果您将其构建在双面铜板上、底部用作专用 GND 平面、并密切注意组件放置和布线、则您的电路可能会正常工作。 另一种选择是购买官方的 TI EVM、并对其进行修改以匹配您的原理图。
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    就我的输入和输出而言:

    输入:(目前) 电源 EST 150、提供36-50V (但应为36-57V)
    所需输出:12V、0.500A

    感谢您的其他建议、我认为如果可能、我可能会尝试使用双铜板。
    在思考一点之后、我发现了在末端放置一个齐纳二极管以限制峰值的想法。 这也可以正常工作吗?

    弗林特

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    实际上、您所说的在 WEBENCH 中重新创建设计让我想到了(不知道可以更改值)、因此我自己尝试了它、输入的几乎所有组件的特性都与我在试验电路板上使用的"对"组件的特性几乎相同。 在仿真几次并与 WEBENCH 本身根据输入和输出计算的默认值进行比较之后、我发现影响峰值电压的一个主要因素是 ESR。

    我使用了 Cout 的 ESR、并注意到我有一个具有正确电容的直电容器、但 ESR 为13 Ω、而不是~4m Ω(WEBENCH 默认使用该电阻)。 仅根据 ESR 更改 Cout、可得出 ESR 为13 Ω 时的峰值电压接近2V、ESR 为100mV、ESR 为~4m Ω。

    在上面的 WEBENCH 更改了原理图中、我圈出了 Cout。 在该屏幕截图中、我选择了13欧姆 ESR 电容器。 当我使用13欧姆和~4m 欧姆 ESR 时、您可以看到下图中的效果。  

    首先是13 Ω ESR Voor Cout:

    其次、我们得到~4m Ω ESR Voor Cout:

    这些结果使我意识到、我有一组具有不同或未知 ESR 的其他电容器/元件、所有这些都可能是导致此类异常峰值的主要(或其中之一)原因。 因此、我将尝试在双面铜板上使用一些 ESR 较低的 SMD 组件、WEBENCH 建议使用这种组件。  

    在这方面、我将再次发布我的调查结果。 如果有任何其他建议、我很乐意阅读这些建议。  

    弗林特

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    一段时间后、我设法在一个单面铜板上构建 WEBENCH 建议电路、该电路板上整合了穿孔和 SMD 组件(只有电阻器是到的、DE REST 为 SMD)。  

    WEBENCH 建议的电路、具有36-57V 输入(PoE)以及所需的12V 和500mA 输出:

    在100欧姆负载下:
    输出:~4.38V
    输出 Pk-Pk:~2.24V


    在4.7kOhm 负载下:
    输出:~7.3V
    输出 Pk-Pk:~2.08V

    似乎不知怎么说、我不再获得~13V Pk-Pk 值。 但是、它仍然具有较低的2.5V 电压值。是否有办法解决此问题?

    此外、我已经使用 WEBENCH 设计了该电路、以便在输出端产生12V 电压(和500mA 电流)。 我很难看到输出电压似乎取决于负载电阻(正如您在我的上述结果中在本帖子中看到的)。 它是否应该提供12V 的稳定输出值?

    有什么建议吗?

    弗林特

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    您好、Flint、

     

    我强烈建议您在 PCB 上进行此设计、在试验电路板上对电路进行布线将不起作用。  即使在 PCB 上、也请务必严格遵循数据表中的布局指南、强烈建议这样做。  否则、设计可能无法正常工作。  

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    感谢 David 的回复。

    我想当时没有办法解决这个问题、但是时间是关键...我正在考虑购买 LM5007的 EVAL 板。 不过、它配置为10V 400mA 输出。 是否允许/打算更改/更换电路板上的器件以获取和测试我所需的输出?

    此外、我认为 LM5007毕竟可能无法为我的应用提供足够的电源...但我将为它介绍一个新的主题。

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    您好、Flint、

    通过更改反馈电阻器、您当然可以将输出调整为12V、500mA 也是可以的。