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[参考译文] LM5161:Flybuck 拓扑、初级输出端出现尖峰

Guru**** 2386610 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5161
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/706968/lm5161-flybuck-topology-spikes-on-the-primary-output

器件型号:LM5161

大家好!

我在 Flybuck 拓 扑中设计了两块基于 LM5161的电路板;电路板 A 具有1个初级输出和5个隔离输出、电路板 B 具有1个初级输出和9个隔离输出。

使用的组件是根据"LM5161FBKQuickStartCalculator.xls"表选择的。

两个电路板在其初级输出端都具有非常高的尖峰、均为约420kHz (但设计用于不同频率下工作、A 为300kHz、B 为400kHz)。

我之前有一个修订版电路板 A、具有相似的原理图、但尖峰非常小、因此我无法理解这些修订版为什么会出现这样的问题。

您对如何消除这些尖峰有什么建议吗?

提前感谢。

此致、

Stefano

电路板 A 原理图:

电路板 A 尖峰(示波器屏幕截图):

电路板 B 原理图:

电路板 B 尖峰(示波器屏幕截图):

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    您好!

    您是否在电路板的不同版本之间使用相同的耦合电感器/变压器?
    此外、在电路板 A 和 B 之间、当您有2个变压器而不是1个变压器时、似乎有更多的尖峰。 此外、我在您的次级侧没有看到正常 Flybuck 拓扑所具有的二极管。

    除了在以前版本的电路板上更改布局之外、是否有任何器件型号更改?
    之前版本的电路板上的尖峰也有多大?

    我看到的另一件可能缺失的事情是从隔离接地到初级接地的电容器、例如本设计中的 C15
    www.ti.com/.../tidrbk5.pdf

    谢谢
    -Arief
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    你好,Arief,感谢你的答复。

    二极管全部都在那里、但它们不能放在一个原理图页面中。 我使用的型号是 NTSA4100。 以下是所有 A/B 隔离式输出(A 中的 VMAIN 除外)的原理图:

    我还有从输入 GND 到每个隔离 GND 的电容器。 使用的电容为 C1210C682KGRAC7800 (1210、6.8 nF、2 kV、X7R)。

    当前 A 和 B 版本都使用变压器 749196508;之前的 A 版本使用不同的变压器750315038。 所有器件 均来自 Wuerth Elektronik。 之前版本上的尖峰具有大约1Vpp 的振幅。

    如果您需要更多信息、请随时咨询。 再次感谢。

    Stefano

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    Arief、您对我的问题有什么新闻吗?

    谢谢
    Stefano
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    您好!

    您是否尝试在次级接地和初级接地之间添加电容器?
    R2、C2和 C7的纹波注入值是否基于 webench?
    尖峰也可能来自变压器上的寄生效应、例如绕组电容、泄漏等

    您是否正在尝试将初级侧用作下游电源?

    谢谢
    -Arief
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    您好、AREF。

    在电路板 A 上、接地端之间已经有电容器:

    还可以吗? 在板 B 上、我错过了它们、因此我将添加它们。 但是、它们是否是我问题的原因?

    R2、C2和 C7的值是使用 TI 提供的"LM5161FBKQuickStartCalculator.xls" Excel 表格进行评估的。

    您能否更具体地回答您的最后一个问题? 我使用初级作为非隔离式器件的电源、但我不知道不建议使用初级... 不是吗?

    再次感谢

    Stefano

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    您好、Stefano、

    您可以将输出电容器增加到22uF/25V 或47uF/16V 陶瓷电容器。 此外、我们能否回顾布局以查看 IC、磁性和输出电容环路的布线?

    正如 Arief 提到的、初级绕组的寄生电容在这里至关重要、因为它将一条从 SW 节点到输出的路径转换为电流。 另请注意、当施加外部 VCC 时、高侧 FET 的导通速度更快、从而产生高 dv/dt、因此这也是一个因素。

    此致、
    Tim
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    您好、Tim、
    A 板上的输出电容器仍然为22uF/63V、但问题仍然存在;但我不得不说、A 板上的峰峰值振幅略小。 顺便说一下、我刚刚购买了一些47uF/25V 电容器、我将在两块电路板上试用它们、以防万一。
    关于布局、如果我可以向您发送所有光绘文件会更容易、但作为机密信息、您可以提供电子邮件地址吗?

    关于初级绕组、我可以尝试什么? 我需要使用初级侧、那么我该怎么办?

    再次感谢
    Stefano
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    Stefano、

    请注意、您正在使用适当的输出电压纹波和噪声测量技术。

    在降噪方面、您可以在 SW 和 GND 之间连接一个 RC 缓冲器。 尝试将2.2欧姆和100pF 作为起点。 此外、请在初级侧功率级组件正下方的第2层上使用 GND 层。

    以下是有关 EMI 和噪声的文章系列、您可能会发现它很有用:
    www.how2power.com/pdf_view.php

    此致、
    Tim
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    你好、Tim。
    在过去几天中、我们进行了以下改进(B 板):
    -在接地端之间添加了电容器
    -在初级输出上添加了电容器(高达330uF、但仍在试验中)
    -添加了 RC 缓冲器;我们从您建议的值开始、但目前我们正在尝试不同的值、以便找到更好的解决方案
    -在开式次级绕组上添加了一个10千欧电阻器(请参阅电路板 B 电路原理图 U2、引脚3和4)

    由于"尖峰"振幅现在约为1V、因此我们有了很大的改进。但显然、这还不够。 我们如何进一步改进解决方案?

    谢谢、此致、
    Stefano
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    您好、Stefano、

    请确保在进行示波器捕获时使用的是非常短的 GND 引线、以避免拾取由示波器 GND 引线构成的大环路上的噪声。 建议在外露探针管上使用弹簧夹、并以开尔文连接至最小值陶瓷(去耦电容器)。 这将使我提出下一项建议。 您是否与最大的 Cout 尺寸更小的陶瓷电容并联、从而在输出端提供更高的频率衰减?


    希望这对您有所帮助?


    David。
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    尊敬的 David:
    现在电路板正在进行功能测试、因此我无法测试其电力线、但希望更好地了解您对示波器捕获的建议... 您能更详细地解释一下吗?
    大输出电容器与100nF 电容器并联。 这是好的、还是应该选择较小的?

    感谢你的帮助。
    此致、
    Stefano
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     您好、Stefano、

    您可能需要尝试100nF//10nF//1nF。  测量1nF。  

    请参阅随附的图纸、以帮助描述我所说的内容。

    希望这对您有所帮助?

    David。

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    尊敬的 David:

    这正是问题的关键。 通过使用您建议的测量方法、电路板 B 上的峰峰值电压尖峰约为500mV、电路板 A 上的峰值电压尖峰约为300mV、并且我仍然没有1nF 电容器。

    非常感谢 TI 全体员工的帮助。

    Stefano