[参考译文] LM5175EVM-HP：使用 FB 电压分压器将输出电压调整为18V

您好！  

感谢您的联系。 为了更改输出电压、您需要更改反馈分压器、如您所说、并检查补偿组件是否仍然符合新的设计规格。 要帮助您选择这些组件、请参阅 Excel 快速入门计算器 ：https://www.ti.com/tool/LM5175QUICKSTART-CALC 
请告诉我们是否需要进一步的帮助。  

此致、
Em  

您好、EM、

感谢您的快速回复、我想与您确认新的价值观

- LVM5175EVMHD：我一直在用 LVM5175EVMHD 更改反馈分压器，以使用分压器和修整输入的电流值达到18V 输出，通过使 R15变为13.3k Ω，我可以达到18V。 现在、我们将尝试在18V/4A 下使用 EVM、以查看它是否将负载保持在4A、而不会出现任何问题。 您认为我可以在4A 电流下提供更大的电流、还是存在某种限制？

- LVM5175EVMHP：查看 LM5175QUICKSTART-CALC 以获得18V/12A 输出而不是12V/6A 输出。我注意到12V/6A 和18V/12A 之间的差异仅见于补偿组件部分 RC、CC1、CC2。

12V/6A：RC=2.1k Ω、CC1=18nF、CC2 =68pF，而18V/12A：RC=3.74k、CC1=10nF、CC2 =27pF

除此之外、还需要更改 R11、R14、R22以配置12V 输出、从而调节至18V。

您能确认我的上述信息吗？

Zabieru。

您好、EM、

LVM5175EVMHP 的一些更新：我已将 R22更改为13k 以获得可正常工作的 Vout=18V (我没有更改补偿组件，但在 查看原理图时，我相信有 R22、C23、C28，因为它们连接到 COMP 引脚)。

现在、我使用电子负载来测量可能的不可承受电流、它在0A 时的读数为18V、但电压会随着电流在1A 时以16.7V 的电压增加而下降、在1.35A 时、负载电压会突然下降(大约21W) 我希望达到至少120W 的标称值、如原理图所示。

您能帮我达到18V/6A 以遵守我们的规格吗？

此致、

Zabieru。

您好、Karcel、

请使用快速入门计算器检查达到输出电压和功率级别所需的更改。 是的、首先要更改反馈分压器、但由于额定电流、您可能还需要更改感应电阻器以及输入和输出电容器(由于额定电压)或电感器。 如果您正确填写计算器、它应该起作用。

BTW、由于补偿可使输出稳定、因此补偿可能会导致输出功率受限的问题。 更改所有必要组件后、请查看示波器。

此致、
Brigitte

您好、Karcel、

一些意见：

-您还需要为新电压更新反馈电阻分压器

-输出电容器看起来很低、但这取决于您可以允许的纹波-请仔细检查

-还要再次仔细检查输入电容器

此致、

 Stefan

尊敬的 Stefan、Hi Brigitte、

感谢您的反馈、基本上是我对修改的理解

- FB 分压器：这已经很好，提供18V 输出

- Rsense：在计算器输出中，我们需要为目标的18V 输出设置6mohms

- Cin 和 Cout 我们将增加更多电容器，但 LVM5175EVMHP 已经配备了很多电容器。 我们将看到输出上的纹波

-电感：我们需要(根据计算器的结果)将 LVM5175EVMHP 当前的4.7 μ H 调整为2.1 μ H 和17A 额定值(Wurth 7443551200看起来很适合该规格)

-补偿组件(我认为在 Brigitte 的消息中电流增加时保持18V 非常重要)：我们将设置 C_C1=10n、C_C2=27p、R_c=3.74k

这基本上就是我们想象在 LVM5175EVMHP 上发生变化的组件。 是否可以确认更改？

此致、Zabieru。

您好、Karcel、

我有点困惑- EVM 在输入和输出端具有很大的电容器-这是正确的、但您给出了：

Cin = 42uF 0V、Cout = 50uF 25V

此致、

 Stefan

您好 Stefan、

-来自计算器结果(请参见随附的)
* Cin   > 42uF (ESR=2mohms) 25V (在我们的情况下输入将为13-22V)--> EVM-HP 配备了32.9uF/80V：因此我们添加了10uF/25V 并联，我们应该是正确的吗？
* Cout > 128uF (ESR=2mohms) 25V (我们需要18V 输出)                --> EVM-HP 配备了132uF/22V (6*22uF 并联)和660uF/16V (2*330uF 并联)，总输出792uF：大于128uF，因此我们不需要更改 Cout？

－对于其它组件，是否确认所需的修改？ 即 Rsense 为6mohms，以确保输出电流更大？

此致、Zabieru。


e2e.ti.com/.../LM5175_5F00_Buck_2D00_BoostQuickstartTool_5F00_18V_5F00_12A_5F00_Results.pdf

您好、Karcel、

Cin：输入范围为13-22V 时，25V 的裕度要小一些-至少可以达到35V

其他设置看起来正常。

此致、

 Stefan

您好 Stefan、

感谢您的反馈 、对于附加 Cin=10uF、我将以35V 为目标

有关 LM5175EVM-HP 在数据表和实际 PCB 之间差异的说明

- LM5175EVM-HP：4.7uH/3.5mohms (XAL1510-472MEB 或74439370047)

实际 PCB：2.6uH/1.58mohms/31.5A (Wurth 7443555626)

因此、我相信我们可以将配备的 L1留在 PCB 上(而不是我们要安装的7443551200 = 2.1uH/2.6mohms/23A)

您是否确认我们可以将配备的 L1留在 PCB 上？

此致、Xavier。

尊敬的 Stefan、Brigitte、

我一直在相应地更换组件、并进行了一些负载测试(使用150W 电子负载)和稳定的电源(也限制在150W)。 到目前为止、我们可以达到18V/3A 输出(在受到电源5A 最大输出的限制之前)。
我将在明天将测试扩展到18V/6-10A、并向您提供反馈。

关于效率的一个问题是、我目前观察到91%的效率(在电源和负载时显示的功率)。 LM5175表示超过96%。

我应该担心某个地方，还是有改进的空间？

谢谢、Xavier。

您好、Karcel、

感谢 您的更新。

在进行效率测量时、需要使用高分辨率万用表来测量输入和输出侧的电流和电压(因此总共4个)。 使用电源和负载可能会产生错误的结果、因为这通常不是很精确、您还可以测量电源线上的压降。

此致、

 Stefan

尊敬的 Stefan、Brigitte、

我在18V/6A 下运行了更多测试、看起来不错、并将测试推至12A 和反馈、除此之外、我还有几个问题

1.如果 LM5175EVM-HP 板上有保护或错误，它是否会在引脚或信号上触发可用于外部 GPIO 的内容？
2.如果以较高的电流运行 LM5175EVM-HP，我们可能会遇到一些发热问题？ 您是否建议在电路板的某个位置监控温度并放置散热器？ 有关此电路板热设计的任何应用手册？
我们的目标是获得18V/12A (标称最大电流)，但在较高电流(20A)时，我们可能会有一些短暂的(几毫秒)峰值电流，电流设计是否有任何限制，以防止出现这种短暂的峰值电流？
是否有方法可以通过 GPIO 启用/禁用 LM5175EVM-HP 上的输出、数据表会指示

此致、Zabieru。

您好、Karcel、

1.您可以使用 PGOOD -这并不涵盖所有故障、但如果无法保持输出、则会在此处发出信号。

2.对于热性能：最好加载具有最差负载和条件的电路板、并使用热像仪检查热性能。

EN/UVLO 引脚可用于实现该功能。 如果应使用 EN 和 UVLO、只需在 EN/UVLO 和数字控制信号之间添加一个二极管。

此致、

 Stefan

您好 Stefan、

1.您可以使用 PGOOD -这并不涵盖所有故障、但如果无法保持输出、则会在此处发出信号。
=>例如、我可以将 PGOOD 连接到监控电平的 MCU 上拉 GPIO。 如果 PGOOD GPIO 电平上升、则会发生故障、对吧？

2.对于热性能：最好加载具有最差负载和条件的电路板、并使用热像仪检查热性能。
=>我在更高的电流条件下使用热像仪运行了更多测试
- 12A/18V 持续10分钟、热部件为 L1自身(目前 Wurth 7443551200 = 2.1uH/2.6mohms/23A)、当然还有 MOS (不用担心太热)
-在12.5A 时达到电路限制(在12.4A 时仍然正常)、然后输出电压下降、但电流保持在12.4A
－如何提高18V 时的最大电流？

EN/UVLO 引脚可用于实现该功能。 如果应使用 EN 和 UVLO、只需在 EN/UVLO 和数字控制信号之间添加一个二极管。
=>我想您正在回答问题4 ("是否有办法通过 GPIO 启用/禁用 LM5175EVM-HP 上的输出、数据表指示？") ？
LM5175EVM-HP 配备了 SW2手动开关，因此我想知道如何绕过此开关以通过 GPIO 从外部控制 LM5175 EN 信号？

此致、Zabieru。

您好、Karcel、

1、否-另一方面、如果 PGOOD 变为低电平、则输出不在指定范围内、这可能表示存在错误。

2、它可能达到连接到 VSNSP 和 VSNSN 的 R1设置的电流限值 (12.5A * 0.004 Ω= 50mV)

  您需要减小 R1。

4、是的、这应该是4 -因此再次使用4：SW2也具有开关断开的中心位置

此致、

 Stefan

您好 Stefan、

1.PGOOD：好的，我了解并将用软件监控 MCU 中的低电平
2.VOSNS+/- R1：我将尝试使用0.002 Ω/3W，以获得25A*0.002 Ω=50mV 的反馈。 您是否在 EVM 的某个位置看到任何其他限制以达到24A？
我已经确认中央位置的 SW2和将 EN 置于 GND 的外部 GPIO 会禁用 LM5175、当 LM5175被禁用时、负载确实会看到 C1、C13、C14的放电。
最佳、Xavier。

您好、Karcel、

EVM 尚未设计、也肯定未针对该电流进行测试。

因此、至少需要检查这些点。

-是能够处理该电流的 PCB 布线

-是能够处理该电流的所有组件

-当加载此电流时、是能够耗散损耗的组件

这些要点中的大部分都无法轻易回答、需要进行详细的分析或 计算。

此致、

 Stefan

您好 Stefan、

当然、EVM 不是针对24A 电流等高限制而设计的。 此 EVM 的最大额定电气额定值是多少？
在设计方面，我们可以达到哪些可接受的限制？
我们的计划是根据应用规格设计 PCB、但目前使用 EVM 验证概念、将其作为概念验证设计。

您能否从 EVM 设计团队那里获得一些反馈、以了解他们在此设计中使用的限制？

此致、Xavier。

您好 Stefan、

将 R1更改为2mohms/5W 后、我们测试了 EVM、直到30s 的18V/15A 输出、运行正常。 L1自身是指在手指触摸时温度迅速升高但低于60度的组件。

如果超过15A 电流、我不会太高、也不会损坏我们拥有的 EVM。 查看有关布局的 SV601157A_PCB.PDF 文档、可以看到 Signal3和底层最终应该在布线宽度方面有一些限制。 其他图层似乎是实心多边形。 我们不能更深入地研究布局、因为我们不在内部使用布局工具、但如果您有有关设计实际限制的 TI 内部信息、这将是很好的。

如果我们要开始设计18V/24A 输出规格的 PCB 布局，您建议在哪份文档中提供设计指南？

此致、Xavier。

您好、Karcel、

很抱歉、也没有更多数据可供 PCB 处理的最大电流。 我只知道它的设计目标数据、这就是 EVM 用户指南中给出的数据。

第一篇文章(共4篇) https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/posts/four-switch-buck-boost-layout-tip-no-1-identifying-the-critical-parts-for-layout 是布局的良好起点

下一个是第一个中的链接。

在这里您还可以找到有关 PCB 的一些信息(Page77...)

https://www.ti.com/amplifier-circuit/analogue-engineers-pocket-reference-guide.html?keyMatch=ANALOGUE%20ENGINEERS%20CALCULATOR

或工具：

https://www.ti.com/tool/ANALOGUE-ENGINEER-CALC?keyMatch=ANALOGUE%20ENGINEERS%20CALCULATOR

此致、

 Stefan

您好 Stefan、

感谢您为 PCB 布局设计提供了很好的指示、我们在后续步骤中将其铭记在心
我们已将一个 GPIO 从 MCU 直接连接(无 PU/PD 电阻器)到 EVM 上的 EN 引脚、并且当从 MCU 驱动信号为低电平时、它确实能够提供足够的驱动、以触发 EN 为低电平 (而将 EN 引脚直接接地会禁用电路板)。 您是否有从外部电路 GPIO 驱动 EN 的命令电路？
LM5175是单相降压/升压架构，对于较高的电流(18V 时为~30-40A)，您是否推荐 TI 的多相架构产品？

此致、Zabieru。

您好、Karcel、

2.是否存在两个器件(MCU/LM5175)中只有一个器件通电的情况？
   驱动电平是否与 EN 输入的电平匹配？
   如果这是可以的、并且它满足了您的要求、那应该是好的。

3.是的，因此您应该使用多相体系结构。 如果需要降压/升压、LM5177可能是一个选项。 对于仅升压设计、您可以查看 LM5122。

此致、

 Stefan  

您好 Stefan、

2. MCU 和 LM5175应同时供电(可能是 MCU 通电和 LM5175电路板断电后再恢复通电的情况，MCU 和 LM5175之间是否存在与 EN 相关的问题？)。
MCU 是具有3.3V GPIO 的经典 Arduino 式 MCU、我们使用其中一个 GPIO 作为输出、将 LM5175 EN 驱动至 GND。
这样做时、GPIO 似乎不够稳定、无法将 EN 驱动至 GND。
查看数据表(Enable/UVLO)的第8.3.3节、似乎需要 votlage 或。 但是、目标非常简单、只需将 EN 置于低电平、然后释放即可锁存 LM5175。
您是否有一个有关如何将 Arduino 连接到 LM5175 EN 引脚的示例电路？

如果 LM5175不足以提供更高的电流、则稍后使用。
此致、Xavier。

您好、Karcel、

如果可以在 LM5175未上电的情况下为 MCU 供电、我建议在 MCU 和 EN 引脚之间添加一个串联电阻器以限制电流。

(在这种情况下、电流可以从 EN 流向 LM5175内的保护二极管)。

MCU IO 无法将引脚驱动为低电平、这听起来很奇怪。 交叉检查只需在 EN 和 GND 之间放置一个例如10K 的电阻器、然后 EN 应该为0V。 (我假设您没有其他连接到 EN 的设备)。

我不太了解 Arduino MCU、但使用 MSP430不是问题。

此致、

 Stefan

您好 Stefan、

我已经对 LM5175-EN 和 MCU GPIO (MCU=ESP32)之间的信号使用不同的 PD (下拉)电阻值(10k、1k、100、1、1)进行了一些测试、没有人给出正确的值来驱动低电平(GND)和高电平(来自 LM5175EVM-HP 信号的7V)。
我们可能需要线路电阻器来正确驱动来自 LM5175EVM-HP 的 EN 信号吗？
您是否有一个在 MSP32和 LM5175之间驱动电路(或其它电路？)的示例。

此致、Xavier。

您好、Karcel、

您能否分享原理图、特别是部分、其中显示了 MCU 和 LM5175之间的连接、其中所有元件都连接到该连接。

此致、

 Stefan

您好 Stefan、
很抱歉、我的回复较晚、基本上 ESP32和 LM5175EVM-HP 之间的连接如下所示
ESP32 (GPIO13)<--> LM5175EVM-HP (连接到 EVM 原理图上 R19 93k 下拉电阻的 EN 引脚)
目标是能够将 GPIO13的 EN 引脚驱动至 GND。
此致、Xavier。

您好、Karcel、

R19连接到 MODE 而非 UVLO/EN

此致、

 Stefan

您好 Stefan、
让我检查一下实际连接、如果实际连接到 R19、这种情况似乎正常。 将使用 R18进行测试、稍后进行反馈。
此致、Xavier。

您好 Stefan、
我已检查连接、使用 R18不起作用、EN 信号保持在2V 电平。 我错过了什么？
除了 EVM 上现有的59K 电阻外、我还没有添加任何其他的 PD 电阻器。
最好的，Zabieru

您好、Karcel、

由于我们没有收到您的回复、我希望问题得到解决、我现在将关闭此主题。 请在下方发布或开始新主题、以了解更多问题。

此致、
Brigitte