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[参考译文] LM3150:单位增益带宽

Guru**** 2349670 points
Other Parts Discussed in Thread: LM3150, TPS53355
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/607302/lm3150-unity-gain-bandwidth

器件型号:LM3150
主题中讨论的其他器件: TPS53355

您好!

我正在设计一个使用 lm3150为 CPU 内核生成1.0V 12A (从12V 开始)的设计。 这种情况下可以正常工作、但是 CPU 具有电压调节控制、该控制通过电阻器连接到器件的 FB 引脚。 CPU 供应商告诉我、一旦直流/直流的单位增益带宽在15-300kHz 范围内、这应该起作用。 我找不到此器件的此信息-您能提供帮助吗?

我发现1.0V 可扩展至1.6V、这不应该是这样、所以我尝试进行调试、它显然与 CPU 的反馈控制有关-您能为上面的查询提供帮助吗?

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    请注意、LM3150基于恒定导通时间控制循环。 没有典型的误差放大器和基准。 当输出电压已锯齿形到下限时、有一个比较器跳闸。 这会导致输出电压在轻负载时上升。 此外、这类控制环路需要将纹波电压注入 FB 输入、以便在常规(伪恒定频率)开关操作下运行、而不是完全迟滞。

     e2e.ti.com/.../LM3150_5F00_FB.docx

    随附的原理图应可改善轻负载调节、但尚未针对动态可调的 Vout 情况进行测试。

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    好的、因此该部件听起来不适合我所描述的 AVS 应用。  TPS53355可能更适合您吗?

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    Ciaran、

    您的降压设计的开关频率是多少? 我建议选择导通时间,使频率在100kHz-150kHz 范围内。 如果在较高频率下使用,则可能会出现最小导通时间问题。
    COT 调节架构(如 LM3150中的架构)可实现快速瞬态响应,无需环路补偿,从而减少了外部组件数并降低了设计复杂性,非常适合 AVS 应用。

    ----阿姆布雷什
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    您好、Ambreesh、

    感谢您的回复。 我更喜欢使用 LM3150、因为我已经在板上的5个其他位置使用了它-但在其他情况下不使用 AVS。 在本例中、它根据原始 Webench 设计以100.24kHz 的频率进行开关。 我之前的评论认为 LM3150的反馈机制不合适吗? 这是原理图。

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    大家好、Alan、

    对于 LM3150 for AVS 的适用性、如原理图中所述、您是否还有任何反馈?

    Ciarán μ A

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    您好、Ciaran、
    您是否在 AVS_VDDFB 处使用电流阱来更改输出电压?
    此外、LM3150是一个 COT 控制器、典型的 COT 迟滞控制器需要大量的输出电容 ESR、以便在 FB 引脚上保持最小的纹波、从而正确切换并保持高效调节。 您可以尝试在电感器上添加一个纹波注入电路,使交流电耦合到 FB 节点。 请按照以下应用手册了解更多详细信息。
    www.ti.com/.../snva166a.pdf
    这里的想法是实现稳定的开关。

    ----阿姆布雷什
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    您好、Ambreesh、

    AVS_VDDFB 处的网络确实会更改输出电压-或者至少这是目的。 它直接连接到 CPU、因此我没有对它的实际控制。  遗憾的是、几乎没有关于 CPU AVS 信号的文档。

    我已经注意到您对纹波注入的看法、但我认为这不是问题、因为我的输出稳定、开关波形看起来稳定。 此外、LM3150中的"ERM"是否消除了对 FB 引脚的人工纹波注入? 我还应该提到-当 AVS_VDDFB 引脚断开连接时、我也有一个稳定的1.0V 电压。

    我已附加一个波形、显示1.0V 跳至1.85V。 您 还可以看到反馈引脚信号。 它从0.6V 下降到~0.5V、但从未被驱动回。 一旦 CPU 完成复位、电源轨和 FB 会略微下降。

    这是从具有相同 CPU 的 TPS53355 1.0V 实施中获取的相同波形。 这按预期工作。 为什么 LM3150不能以相同的方式运行、或者为什么在 LM3150而不是 TPS53355的情况下 AVS 信号下降那么低?

    Ciarán μ A

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    Ciaran、

    当 AVS_VDDFB 连接时,开关是否稳定?

    请移除交流耦合电容器 C1371并重新评估性能。 AVS-VDDFB 会破坏反馈,而通过 C1371注入的交流纹波会使反馈变得更加严重。


    此外、LM3150确实有 ERM、但由于低侧 FET 阻抗非常小、因此产生的纹波也非常小、不足以确保稳定运行。

    ----阿姆布雷什
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    您好、Ambreesh、

    好的、感谢您的提示、今天取得了一些进展。 当我移除 C1371时、我获得1V 输出(而不是1.85V)、但它具有大量纹波/噪声、并且不稳定。

    我尝试了不同的 C1371值、然后使用比4.7nF 更高的阻抗、发现1nF 最好。 这是相当好的、除了早期的不稳定时期:

    我将研究添加您建议的纹波注入电路。 我不确定 R582的值。 您是否认为这将使系统现在使用 AVS 实现稳定?

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    Ciaran、

    在进行任何进一步更改之前,您能否添加200毫欧串联电阻器(与 C1379、C1380和 C1381串联)。 这应该足以产生纹波以实现稳定的开关。

    一旦获得,您就可以轻松地尝试使用纹波注入电路重新创建相同的电路。

    请转至以下应用手册的第7页和第8页,了解如何设计纹波注入电路。 此外,您也可以对相同的使用 Webench。 在 Webench 中为设计选择低输出波纹选项。

    www.ti.com/.../snva166a.pdf


    ---- Ambreesh
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    您好、Ambreesh、

    感谢您的建议。 昨天我曾有过类似的想法、并在输出电容器中添加了30MR 串联电阻器。 它导致了与我们开始时类似的不稳定条件- 1V 跳至1.85V。 今天、我在2个输出电容器(C1381未安装)中的每一个上都尝试了150mR、结果是类似的。

    然后、我们根据 Webench 建议修改了电路以添加纹波注入、但这并不比我将 C1371修改为1nF 时好。 IE 它通常是稳定的、除了前50ms 内的一个周期。 护罩很整洁、所以我不认为会有额外的拾取。 对于这个 CPU、它开始看起来不能稳定?

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    Ciaran、

    您可以通过减小 RR 电阻器来增加注入反馈的纹波幅度。 您能否尝试将 RR 电阻降低到100k 并重新评估解决方案。

    此外、SGND 连接非常重要、并且对布局非常敏感、即 应单点连接到 PGND。

    电阻器需要以 SGND (类似于 CSS CAP)为基准。此外,耦合电容器 CAC 应放置在更靠近 FBnode 的位置。

    有关更多详细信息,请参阅以下 EVM 布局。

    http://www.ti.com/lit/ug/snva371d/snva371d.pdf

    ----阿姆布雷什  

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    您好、Ambreesh、

    感谢您在这方面的帮助。 我了解了您的所有建议、最后我发现 CPU 的 AVS 工作不正常、修复后、我的原始电路工作正常。

    Ciarán μ A