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[参考译文] LM27403:在中等瞬态和负载期间关闭无法重新启动

Guru**** 662690 points
Other Parts Discussed in Thread: LM27403, CSD17309Q3, CSD17312Q5
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/731961/lm27403-shutdown-an-unable-to-restart-during-moderate-transients-and-loads

器件型号:LM27403
主题中讨论的其他器件: CSD17309Q3CSD17312Q5

我们在12V 3p3V 电源中使用 LM27403、Imax=9A。 从 Webench 参考设计开始:

我们实现了此处所示的转换器(C18、C32和 C38未填充):

  

Webench 部件 WebBench 器件型号 数量 属性1值 封装尺寸 设计参考 REACH PN
CSS GRM155R71E393KA88D 1 39 nF 402. C35. 11-0182-01
Cboot C0603C104Z4VACTU 1 100nF 603 C17. 11-0116-01
CC1 C2012C0G1H472K060AA 1 4.7nF 805. C33. 11-0184-01
CC2 CL21C471KBANNNC 1 470pF 805. C36. 11-0128-01
CC3. CL21C621JBCNNNC 1 620pF 805. C21. 11-0183-01
CD GRM033R71A152KA01D 1 1.5nF 201 C2 11-0185-01
客户尽职调查 GRM219R61E106KA12. 1 10 μ F 805. C31. 11-0170-01
cf GRM188R61E105KA12D 1 1uF 603 C30 11-0186-01
Cin CL32B106KBJNNWE 3. 10 μ F 1210_270 C20. 11-0173-01
科茨普 GRM155R61C104KA88D 1 100nF 402. C34. 11-0116-01
COUT GRM32ER60J476ME20L 1 47 μ F 1210_270 C32. 11-0187-01
CS C0603C224Z4VACTU 1 220nF 603 C19. 11-0188-01
Csby TMK063CG101JT-F 1 100pF 201 C29. 11-0181-01
Dboot SBR0230T5-7-F 1 0.58V SOD-523 D4 08-0104-01
L1 XAL1010-472MEB 1 4.7 μ H XAL1010 L1 18-0062-01
M1 CSD17309Q3 1 30伏 DQG0008A 问题3. 08-0105-01
平方米 CSD17312Q5 1 30伏 TRANS_NexFET_Q5 问题6. 08-0106-01
问题1. MMBT3904T 1 0.2A SOT-523 问题5. 08-0107-01
RC1 CRCW04023K57FKED 1 3.57k Ω 402. R24 10-0380-00
RC2 CRCW040254R9FKED 1 54.9欧姆 402. R20. 10-0381-00
RCS CRCW04023K09FKED 1 3.09k Ω 402. R16. 10-0382-00
射频 CRCW04022R21FKED 1 2.21 Ω 402. R4 10-0383-00
Rfadj RC0201FR-07105KL 1 105k Ω 201 R22 10-0384-00
Rfbb RC0603FR-074K3L 1 4.3k Ω 603 R23 10-0385-00
Rfbt ERJ-6ENF2002V 1 20千欧姆 805. R19. 10-0379-00
旋转 CRCW040284K5FKED 1 84.5k Ω 402. R21 10-0386-00
RpGood RC0201FR-0756K2L 1 56.2k Ω 201 R18. 10-0387-00
Rs CRCW04028K25FKED 1 8.25k Ω 402. R3 10-0388-00
Rset CRCW04023K09FKED 1 3.09k Ω 402. R17. 10-0382-00
U1 LM27403SQ/NOPB 1   WQFN-24   02-0239-01

问题在于、如果在中等负载下开始设计、则施加更大~2A 的负载瞬态或施加超过5A 的总负载、转换器将关闭、并且无法在负载移除之前重新启动。

对设计进行重新补偿以提供更多相位/增益裕度:

稍微提高稳定性、但不会太高。 您对此处发生的故障排除有什么建议吗?

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    Eric、

    我看到电流限制设置电阻器处于关闭状态、并且相位裕度较低。 请修改为附件。 其他建议是通过在 HS FET 旁边添加一个额外的22uF 电容器以及一个0.1uF 电容器来增加输入电容器。 如果您需要更好的瞬态下冲和过冲、或者您可以将开关频率增加到500kHz 并增加带宽、也可以增大输出电容。 但首先尝试这些值、问题应该得到解决。

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    我将交换值、看看会发生什么情况

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    尽管输出电容为188uF、但更改这些值后仍会在8A 负载瞬态下下降4ms。 它可以通过更刚性的工作台电源进行馈送、从而实现更好的效果。

    您是否知道 webench 值是如何关闭的? 它们通常是非常准确的
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    使用推荐值重新实现后、负载下的启动(0.5欧姆)仍然不稳定。 使用0.5欧姆100W 电阻器或 Rigol DL3021负载。 您还有其他建议吗?

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    Eric、

    您是否在连接负载的情况下加电? 您是否可以尝试断开负载、然后在加电后进行连接。

    您可能需要尝试增加软启动时间。

    此致、

    Mathew

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    将 SS 时间延长一倍(将 CSS 从47nF 更改为94nF)无法解决此问题
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    在无负载的情况下加电、无问题
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    好的、一旦您在无负载的情况下加电、请增加负载电流、直至在关断发生之前可以加载什么电流。 不是瞬态负载阶跃、而是线性增加负载。 请在示波器上没有带宽限制的情况下以5A 的电流获取 SW 引脚波形。 我对波形感兴趣、尤其是在过冲超过额定值的情况下。 此外、VDD 电容与 IC VDD 引脚之间的距离是多少? 它需要紧挨着它。
    OTP 引脚可接地以排除任何噪声问题。
    此致、
    Mathew
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    以0.1A 的阶跃增加负载、它在10.2A 时下降

    SW 引脚波形:

    如此处所示:

    CDD 地点:

    它不是关闭的。 我要将其移至更靠近引脚的位置、并将其从该通路上取下

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    是的、SW 节点超过绝对最大值、因此需要控制过冲。 您可以尝试将3.3欧姆电阻与 Cboot 串联。
    当负载电流接近10A 时、SW 节点峰值可能更高。 从 SW 引脚到接地之间似乎没有 RC 缓冲器的占位符。
    此致、
    Mathew
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    内部无3.3欧姆603、因此与 Cboot 串联使用2欧姆:

    它肯定会减弱振铃的振幅  

    在10欧姆时、其方法更好:

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    Eric、

    10欧姆看起来不错。 如果您的电阻为6.8欧姆、可能没问题、但可以稍后完成。  最好使用一个1nF 和2.2欧姆的缓冲器从 SW 引脚接地来抑制振铃。

    此时、我们只是尝试降低电路板上的噪声。 您是否还将 VDD 电容移动得更近?

    如果 OCP 跳变点随着负载的逐渐增加而变得更好、则需要首先重点关注该跳变点、以便根据计算使其跳变。

    此致、

    Mathew

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    VDD 电容被移至更近的位置、但对负载瞬态的敏感度没有降低。

    添加了缓冲器、振铃再次得到改善:

      

     在6A 瞬态下的响应仍然很差、但这可能足以使该电路板旋转、因为这需要很快就能实现

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    Eric、

    您是否尝试将 Csby 从100pF 增加到更高的值? 我建议使用差分探针在 CS+和 CS-引脚处采集波形、以测量电平。

    此致、

    Mathew

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    Matthew、  

    昨天刚刚收到第二块电路板旋转。 负载瞬态会得到改善、但即使在 SW 上重新调整 RC、振铃也会明显得多。

    9A 负载时:

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    Eric、

    我认为这看起来不错。 如果您可以发送更新的原理图、可以提供建议。 出现一点振铃和过冲是很正常的。 您越多地抑制它、效率就越低。 关键是确保它不超过 SW 引脚额定值和 FET 额定值。

    此致、
    Mathew
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    Eric、

    您的值看起来正常。 也可以尝试使用1欧姆的 R26值。 您会看到您没有高侧 FET 栅极电阻器、但由于您有一个引导电容器电阻器、因此可以正常工作。 基本而言、该设计适用于14A 电流限制设定点。 如果您使用2.2uH 电感器、则由于 DCR 较低、效率会更高、瞬态响应也会更好。 补偿值可以保持不变以用于试验目的。 R16和 R17可以减半、以防切换到2.2uH。

    此致、
    Mathew
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    我将在星期一尝试2.2 μ H、看看情况如何。