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[参考译文] LM5141-Q1:LM5141无法调节-电感器问题还是稳定性问题?

Guru**** 2350610 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5141-Q1, TPS62150
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/616555/lm5141-q1-lm5141-failure-to-regulate---inductor-issue-or-stability-issue

器件型号:LM5141-Q1
主题中讨论的其他器件: TPS62150

您好!

我刚刚开始测试我将用于基于 LM5141-Q1的功率级的设计。 还有一个 TPS62150提供次级电源轨。  

我的设计要求是24Vin、3.3V OUT @ 2A 最大值、1.9V OUT @ 1A 最大值 这里是我的原理图以及为本例生成的 WebBench 原理图(它们应该是相同的)、

e2e.ti.com/.../LM5141-Design.pdf

因此、我遇到了这个问题、当我连接一个直流负载来测试功率级(连接到3.3V 输出)并消耗超过~0.1A 的电流时、电源输出会关闭、然后周期性地尝试重新启动(大约15Hz)、如下所示:  

经过一些检查后、我使用的电感器的饱和电流仅为~.25A、额定电流为~0.3A。 这是一个非常令人惊讶的发现、因为这是 WebBench 在 PDF 中列为可接受替代电感器之一的电感器。 即使如此,我本应该更仔细地看一下。  

它的运行温度也很高、约为71摄氏度、电流~0.5A (使用 Rsense 测量)。 完全不是意外的。  

有趣的是、当我在 WebBench 上再次运行同一设计时、我会得到非常不同的电感器值。 在相同的输入/输出条件下、有时建议使用3.3uH 电感@ 2.2MHz、有时在440kHz 时使用15uH 电感、有时完全其他一些。 当然还有不同的补偿网络。  

我的问题是:这种行为的主要原因是什么? 这是 稳定性问题还是电感器饱和问题? 也就是说、如果我使用具有更高饱和电流的相同值电感器、这个问题是否会消失? 或者、问题是否是需要调整补偿网络或进行其他更改的控制环路稳定性问题? 当达到电感器饱和电流时、未能进行调节是否是一种常见行为? 我将介绍 LM5141-Q1的完整设计过程、但我希望通过更有经验的眼睛来确保不会忽略可能会造成问题的东西。

感谢您的任何帮助!

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    我首先尝试用额定电流较大的电感器代替电感器;即使是暂时的、也要看看这是否有用。

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    刚刚接收到几个我过夜的电感器...最适合这个封装的是1.6A 饱和电流额定值。 现在、电压轨在高达~1.6A (通过感应电阻器)的电压下保持稳定、之后未能进行调节并表现出相同的行为。

    因此、这似乎是问题所在! 我认为这是有道理的、因为一旦电感器磁芯饱和、电感就会下降并使控制环路失控。 数据表中给出的方法和公式会在最坏情况下导致饱和电流要求>=3.05A。 我仍将完成补偿环路计算、以确保我已涵盖所有基础。

    谢谢!