Other Parts Discussed in Thread: LM5116
我们最近收到了一批新电路板、其中包含24V 降压转换器、但未通过生产测试。 生产测试打开4Ω Ω 电阻负载、启用24V 转换器、然后测试24V 电压轨。
该转换器使用 LM5116、规格如下：
输入电压：36-85V
输出电压：24V
输出电流(最大值)：8A
Fsw：200kHz
TSS：50ms
高侧开关：SIR632DP-T1-RE3
低侧开关：BSC077N12NS3 G
该转换器过去工作正常(尽管不是最佳)；但是、这些电路板确实发生了元件变化。 转换器原理图如下所示。 与低侧同步开关并联的 D44 (NTS10120MFS)已更改为正向压降稍高的新组件：+0.2V (MBR15200DJF)。 由于不需要这个二极管、我怀疑这是问题的原因。
在测试过程中、我发现 VCC 电压源从内部7.4V LDO 更改为 VCCx 后、转换器很快就出现断续模式。 此时、VCC 降至~5V、然后在接下来的几个开关周期中以更慢的速度衰减至4.7V。 仅当在~4.5A 以上的负载下启动时才会出现这种情况。 下一幅图显示了断续周期期间 VCC 下降的情况。 黄色为 Vout、蓝色为 VCC、红色为 VCCX。
在此期间、低侧和高侧开关的 Vgs 也会下降、从而导致 FET 增强不良。 在下图中、VCC 为蓝色、高侧 Vgs 为橙色、 黄色和绿色信号分别为 HO 和 SW。 请注意、这种糟糕的导通也会出现在在在负载启动并通过生产测试的电路板上。 此外、如果转换器能够超时这段时间、VCCX 将增大、栅极开始正常运行。 完全启动 和不启动之间的裕度显然很小。
我过早地发布此帖子、因为我将要执行更多测试；但是、获得以下问题的答案是有益的：
1) 在此期间、不同的并联低侧二极管是否会导致开关节点发生显著变化、从而说明这些板不能正常工作的原因？ 我都移除了二极管、并将其替换为旧的二极管、在每种情况下都得到相同的结果。 然后、这是否指向另一个变化？
2) 如果开关未完全导通、那么实际导致转换器关断的原因是什么？ 我们此时会看到大电流尖峰(使用 CS 和 CSG 的差分电压进行测量)、但这些尖峰持续时间很短、我认为不会触发 OCP。 转换器是否刚刚遇到 VCC 欠压故障？
3) 如果我们在 VCC/VCCX 上添加额外的电容以使 VCC 保持更高的持续时间、这是否会让转换器完成初始启动？
4) 我计算出的 IGC 为14mA。 如果我接地 VCCX 并移除其功能、我们会遇到过热或性能不佳的情况吗？ 数据表建议电流< 15mA。
5) 组件(VCC/VCCX 电容器、自举二极管、LM5116 VCC 欠压)中的容差堆叠是否恰好足以影响转换器、因为它具有较小的 VCC 裕度？
此转换器的设计正在电路板的新修订版中进行更新、但我们有当前修订版的库存、需要使用。 我们已经注意到新设计中将涉及的一些次优因素。 此时、我所关心 的是导致这一最新电路板无法正常工作的原因、而其他电路板则是如此。
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