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[参考译文] LM3409:意外输出电流

Guru**** 2480665 points
Other Parts Discussed in Thread: LM3409

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/690274/lm3409-unexpected-output-current

器件型号:LM3409

我使用 LM3409通过50m Ω 感应电阻器驱动最大输出电流设置为约4.85A 的电流控制器件(不是 LED)。  但是、我打算使用 IADJ 引脚动态减小电流、以控制输出器件。  但是现在我只是测试电路,以确保它按预期工作,而不是。

问题在于、当连接输出器 件(使用板载 H 桥或手动完成)时、输出电流立即跳至具有可编程电流限制的实验室工作台电源的限制。  目前、我只使用0.1欧姆10W 功率电阻器来简化操作。

我已对 IADJ 引脚和 EN 引脚进行了范围划分(连接时:深蓝色为 IADJ、浅蓝色为 EN)。  我动态控制这两个器件、因为这是目标器件所必需的。  您可以看到、我每1.2秒左右就会关闭 LM3409、IADJ 引脚驱动至0V。  然后、开关输出 H 桥、再次启用 LM3409、然后 IADJ 引脚斜升至其最大值(在本例中为~350mV)。  这一切都是为了减少输出电路中的热应力、尽管最终应用的周期将延长大约100倍。  我缩短了测试时间、使测试更轻松、更快速。  该示波器是在移除输出器件时获取的、因此没有负载。  这也证明了我不会得到 H 桥 FET 的死区短路。

我的理解是、当 IADJ = 350mV 时、输出电流应限制为感应电阻设置的最大电流的0.35/1.24。  因此、在本例中、该值为~1.4A。  但当我连接负载时、我看到电源达到电流限制、输出电流高达5A!  因此、由于某种原因、LM3409未观察到电流限制。

我填充了 C3、因为根据数据表第22页的讨论、Q1最初具有大得多的栅极电容。  我还没有更新原理图来解决这一问题、尽管我的理解是、这会导致更多的电感器纹波、这一点现在不太令人担忧。

是否有任何关于正在发生什么或如何调试发生什么的想法?

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    这是一件非常奇怪的事情:我停止了 EN 引脚的驱动、因此它只通过1K 电阻器被拉至低电平、同样的事情发生了! 由于导通 FET 由 LM3409控制并且禁用后、导通 FET Q1不应打开、这是怎么可能的。

    我将栅极电压与输入电压进行了限定、Q1导通 FET 栅极电压似乎在电压崩溃之前开始下降。 为什么/如何在 EN=GND 的情况下驱动导通 FET 栅极? 我还在12V 左右设置了 UVLO、而在 VBAT=9V 输入时、我也看到了同样的情况。 我尝试将 VBAT 增加到14V、但行为没有差别。
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    我还确认了使用相对精确但未校准的欧姆表在检测电阻器上测量到的48.8m Ω 电阻。 我还测量了感应电阻器两侧的电压、让示波器进行计算(没有浮动的差分探针)、我在峰值电流期间的感应电阻器上读出大约940mV 的值、就在其开启后。 再说一次、无论 LM3409 EN 引脚是 GND 还是3.3V、这都是很奇怪的。

    我怀疑我的电源使用了不同的电源、没有电流限制。 它可以执行15V 13.5A、并在连接输出负载时崩溃。 因此、对于电流限制而言、肯定不正确。

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    您好 James、

    我可以理解的初始帖子及范围截图。 这可能只是器件进入低功耗关断模式、这通常发生在 EN 被拉低大约10ms 的时间内。 这很容易修复、您只需驱动 UVLO 引脚、而不是 EN 引脚。 这将阻止器件关闭、IADJ 将保持高电平、VCC 将保持活动状态。

    至于将 EN 连接到低电平、器件仍然运行异常、这听起来像是其他问题、可能是噪音? 如果 DAP 未正确焊接和/或布局较差、这些器件可能会出现问题。 布局在开关稳压器中至关重要、如果这可能是一个问题、我很乐意检查您的布局和评论、因为您是正确的、 VCC 应为0V、EN 保持持续低电平、并且由于 VCC 是栅极驱动源、因此 FET 应该无法导通。

    此致、

    克林特

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    谢谢您、Clint、

    上面的第一个示波器屏幕截图显示了我如何相对于 EN 引脚控制 IADJ 引脚。  此后、我启用了该器件、现在将其保持开启状态、以使事情变得更加简单。

    我切换到使用我打算使用的实际器件(珀耳帖)、这解决了电源欠压问题。  我之前使用的是0.1欧姆的电阻器、当时我认为 LM3409的电流限制可以很好地驱动它。  但我想它不喜欢这么低的负载。  我本来希望它限制电流、而不会降低电源电压。

    切换到珀耳帖、现在外部电源不会崩溃。  但是、无论 IADJ 引脚上的电压是多少、我仍然可以通过珀耳帖看到~4.85A。  我在10秒内将电压从240mV 降至0mV、并且我看不到输出电流有任何变化。  这不应该是模拟 DIM 引脚吗?

    现在我可以看到我根据感应电阻器值达到了极限,所以这是一个进步。  现在、我需要了解 IADJ 引脚为何无法正常工作。

    至于布局、附加的是屏幕截图。  LM3409 (U1)的引脚1位于左上角、如图所示:

    James。

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    您好 James、

    您是否直接在引脚上测量了 IADJ 电压? 是否有可能有一个连接到另一个引脚的焊接桥? 另外、C2到底是在哪里接地的? 如果 IADJ 引脚上的电压直接降低(低于2.4V)、则应降低输出电流。

    不过、除了想知道 C2的接地位置之外、我对布局确实有一些担忧。 您的组件放置非常好、但我不确定接地情况。 在正向开关电流路径之后具有接地回路至关重要。 否则、您将创建会导致各种问题的大型辐射环路。 另一层上是否有接地平面? 如果是这样、我至少会在 C5和 D1的接地点附近放置一些过孔。 如果不是、我强烈建议添加接地平面。 如果这是不可能的、我至少会继续、用接地淹没顶部平面的其余未使用空间。

    此致、

    克林特

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    感谢您的反馈 Clint。

    至于短接在一起的引脚、它们之间没有硬短路的相邻引脚-我测量了这一点。  从视觉上看、焊接看起来正常。

    我在 C2上测量了 IADJ、该值非常接近器件。  因此、我认为这应该是可以的。

    是的、我应该已经提到、这是一个4层电路板、并且在这个部件下面有一个实心接地层。  我在接地层顶层的开关节点覆铜正下方创建了一个空洞、以减小其电容。  至于返回路径接地环路、我尝试将其完全保持在顶层、并且只有1个到内层的连接点。

    除了对未来设计的布局进行更改之外、您是否有任何关于如何排除输出电流似乎不在 IADJ 引脚电压的影响的想法?  这是我们需要的功能-事实上,这是我们选择此部件而不选择仅具有 PWM 调光的其他部件的原因之一。

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    还有一件可能有助于诊断正在发生的情况的提示。 当我提供最大电流(因为我无法获得除最大电流以外的任何其他电流)并且我将 EN 引脚驱动为低电平(通过示波器确认)时、输出电流不会改变! 这是怎么可能的? 我不认为这是损坏、因为自调试开始以来、我已经看到了这两个症状:EN 引脚不会关断电流、电流始终处于最大值。

    有什么想法吗?
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    我还注意到、当 EN 引脚处于活动状态(高电平)且电流按预期流动时、VCC 引脚为@~8.6V。 但是、当 EN 引脚被驱动为低电平时、VCC 变为悬空状态、达到14.5V、其中 VBAT=15.1V。 这看起来像是一个二极管压降、但正如您所解释的、当 EN 引脚为低电平时、我希望 VCC 变为0V。

    这能告诉你什么吗?
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    二极管 D1在布局中向后显示(错误侧的点)。 它装配了连接到电感器引脚的阴极。 为了节省您的时间、可能会沿着这条路走。
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    我想我明白了。 Q1 PFET 具有4S 引脚和3D 引脚、但符号的引脚相反。 因此、我认为 PFET 的体二极管始终处于导通状态、电流刚刚流经 FET、这就是 EN 或 IADJ 引脚产生任何影响的原因。 不幸的是,如果不旋转电路板,这将不会很容易修复。。
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    您好!

    是的、我只检查您的原理图、MOSFET 连接不正确。

    此致、
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    是的、在交换 FET S+D 的情况下、电路现在的行为符合预期。