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[参考译文] LM5109B:具有奇怪的高峰值的半桥转换器

Guru**** 657930 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5109
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/1186082/lm5109b-half-bridge-converter-with-strange-high-peaks

器件型号:LM5109B
主题中讨论的其他器件:LM5109

尊敬的支持:

在 LM5109BMA 半桥转换器设计中、我需要一些帮助。

LM5109安装:  2个 PWM 信号控制 LM5109BMA 输入、该输入驱动2个功率 MOSFET (Idmax = 56A)、然后开关输出电压 HS 由电感器和大电容器进行滤波、以创建线性输出电压 HS (LC) 、因此我可以通过软件调节  0至24VDC 的 HS (LC)电压。  LM5109BMA 由12VDC 供电、MOSFET 由24VDC/200W 电源供电:

应用:我在  HS (LC)电压(例如调整为16VDC)和接地之间连接一个负载、并且我 在  低负载下平稳地增加电流消耗(请参阅中范围)。 HO LO HS 信号稳定、 200W 电源电流消耗增加至约4A。  

我  20µs 平稳地再次增大负载、电流突然变得很高、信号不稳定、开关电流呈现2 μ A 峰值60A! 这是200W PSU 的过高电压。 在正常情况下、当我直接连接其上的24VDC PSU 时、负载消耗的电流不超过8A。

在负载被移除或减少后 、信号和转换器 再次保持稳定并正常工作:

您是否对这些60A 高电流峰值的原因有任何了解? 以及如何校正?  

提前感谢您的反馈。

此致、

Julien

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    您好、Julien、

    感谢您对该器件的关注。 看起来您可能在半桥中击穿了。 您使用的死区时间是多少? 您可能需要增加器件上的死区时间。

    对于您的低负载示波器图像、您具有哪种类型的电阻? 降压转换器停止工作的负载类型是什么?

    您能否获取同时显示低侧栅极电压、高侧栅极电压和24V 导线电流的示波器图像?

    此致、
    Edthan Galloway

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    您好、Edthan、

    非常感谢您的快速回答。 由于它是 由 AtMega328p 的直接快速 PWM 31KHz 生成的、无需预分频、因此无法真正管理死区时间。 当然、我可以重新创建我自己的 PWM 信号、并通过使用计时器集成死区时间、但 PWM 频率将更低。

    您可以在此400ns/div 图像上看到、 在正常空载条件下、低侧和高侧 HI (黄色) LI (蓝色)电压是非常同步的:

    因此 、低侧和高侧 HO (蓝色) LO (黄色)栅 极电压 也没有导通/导通时间:

    绿色信号是24V 高漏极线电流。

    关于负载类型、我们使用转换后的电压为三相桥 MOSFET 电机驱动器供电、然后施加到电机上的负载会使转换器负载发生变化、直到电机在最大电机负载时停止(并出现62A 电流峰值)。 我们在释放电机上的负载时、转换器再次呈现良好的信号条件。

    编辑:

    我更改了软件以包含300ns 死区时间:

    如果我施加一个低负载、但 信号在施加高负载时发出噪声并受到干扰、然后高侧 MOSFET 烧断、则工作正常。 也许这是一个必须增加死区时间的迹象?

    此致、

    Julien

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    您好、Julien、

    感谢您的结果和死区时间测量。 您可能不需要900ns 的死区时间。 我认为现在300 ns 的死区时间应该足够好了。 您可以稍后将死区时间调整为更低。

    您能否相对于 HS 测量 HO 并将其放在具有 LO 的同一图上? 要获得 HO-HS 测量值、您可以在 HO 上使用探针、在 HS 上使用探针、然后减去差值。

    此外、您能否测量电感器电流?

    此致、
    Edthan Galloway

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    您好、Edthan、

    下面是所需的300ns 死区时间图片:

    转换器快速出现故障、我无法施加如此大的负载。

    感谢您的支持。 如果您有任何包含死区时间的代码示例或库、我当然会对此感兴趣。

    此致、

    Julien

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    您好、Julien、

    电感器电流看起来不是很好。 电感器电流通常是锯齿波形。 您如何测量这些信号? 确保使用 Tip & Barrel 方法获得最佳信号。

    顺便说一下、您是如何获得电感值为820uH 的呢? 这似乎太高了。 我计算出输出12V 电压的200W 电源的最小电感仅为53uH

    电感器的电流饱和额定值是多少?

    此致、
    Edthan Galloway