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[参考译文] LM25017:开关在开通后很快关闭、然后再次快速导通

Guru**** 2387090 points
Other Parts Discussed in Thread: LM25017MRFBEVM
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/716590/lm25017-switch-turns-off-shortly-after-turn-on-and-then-quickly-on-again

器件型号:LM25017

您好!

我正在使用修改的演示板(LM25017MRFBEVM)评估 Flybuck 转换器。 使用1:3耦合电感器、初级输出为5V、次级隔离为15V。 它专为20-40V 输入而设计。 除了电感器之外、我还修改了次级侧具有更高电压齐纳二极管的演示板、并将导通时间电阻器(Ron)降低到70k Ω 以实现更高的频率。

它在低输入电压下似乎工作良好、但超过20时开关"犹豫"、它在大约50ns 后打开、然后关闭、然后再次打开。 示波器图显示了开关节点和反馈节点。 导通时间大约为350ns、而下降时间大约为50ns。 反馈中的大纹波对应于开关节点中的骤降。 在较高的输入电压和大约30V 的电压下、压降会更深、脉冲开始以不规则的间隔出现。 如果次级侧为空载、则在输入电压低于20V 时已经出现问题。

我不明白这种下降的原因。 开关应处于全开状态、如果激活电流限制、则应使 IC 关断更长时间。 我认为阅读数据表时出现这种情况没有充分的理由。

谢谢、此致、

安东

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    Anton、

    这很有意思。 我的想法:

    1. VIN 是否会折叠? 检查以确保进入 Flybuck 的电源不会达到电流限制。 VIN 越高、IIN 越尖锐、VIN 电源中的东西就会跳闸。
    2.如果有 Cboot、您可以尝试增大 Cboot 和/或减小 Rboot。 由于瞬态、它可能是引导 UVLO 跳闸、但这似乎不太可能。
    3.检查以确保 VCC 稳定(探测引脚)。 瞬态可能会导致该压降。 也不太可能。

    Sam
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    我还有一些有关输入电压、VCC 和自举电压的示波器图片。 在 Vin 和 VCC 上可以看到两伏的纹波、但在开关节点电压下降后会出现大纹波。 自举电压看起来与开关节点电压相同、只是直流偏置为6V (VCC)。

    输入电压:

    VCC:

    自举引脚:

    我尝试将自举电容器更改为15nF、但它没有任何效果。

    谢谢、此致!

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    一些进展:

    我通过将次级接地端连接到初级而摆脱了倾角、即次级不再隔离、这对于我的应用来说是可以的。

    在中等负载下、我可以提供高达30V 的输入电压并获得良好的性能。 脉冲序列变得不连续。 我怀疑这是由过流保护引起的、但我尚未验证过流保护。 脉冲序列中出现的一个缺口是7uS、看起来有点太大。 在次级输出上的轻负载下、当次级负载为20mA 时、在低至20V 的输入电压下会发生不连续性。 初级侧的负载对这一点的影响较小。 我将尝试使用较小的 Ron、现在为100k。 电感器一次侧/二次侧电感为100/900uH。

    电感器的匝数比为3:1、但由于某种原因、次级电压更接近初级电感器的4倍。 当次级侧有中/高负载时、我希望获得的初级电压比初级电压低3倍。 这是为什么?

    现在最严重的问题是电感器过热。 无论负载如何、电感器都会变得非常热。 这可能是什么原因? 电感器的焊盘图案与演示板不同、因此我必须使用短(2cm)导线来连接它、这是否会导致发热?

    感谢所有的帮助!
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    Anton、

    如果您不需要隔离、为何要使用 Flybuck? 传统的升压转换器是否适合您的应用?

    请附上不连续脉冲序列的示波器照片。

    正确、在负载条件下、二极管压降应小于初级侧输出的3倍、但轻负载不同。 您可能需要预载。 查看此帖子中的最后一个问题。

    电感器是否比原始电感器小得多? 确保它的额定值符合您推动的电流。

    2cm 导线可能会导致我们看到的一些问题。 这会增加电感、这是很糟糕的、尤其是对于 Flybuck 转换器而言。 您能否发送设置图片以便我了解一下?

    Sam

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    我使用 Flybuck 转换器获得15V 和5V 的紧凑且便宜的电源。 我是否有一种更好的方法没有考虑过?

    我可以在大约12小时内提供更多图片、但现在我可以解释一下。 有时我们将其称为脉冲跳跃。 开关导通时间约为400ns、关断时间为1.5us、但有时开关关断的时间为7us。 我认为这是过流保护随着电感器中的电流增加过多而有效。

    电感器的尺寸与演示板上安装的电感器的尺寸相同、制造商相同、但比率为1:3 (最初为1:1)。 请记住、当次级侧的负载较低时、较低 Vin 会出现问题。 负载越大、效果越好。 这项技术并不是很容易理解、我甚至很难猜测正在发生什么。

    感谢您的支持!
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    Anton、

    哦、不、您回答正确。 如果您希望从输入端获得这两个输出、则可以使用 Flybuck 转换器。 不错的选择

    如果 ILIM 跳闸且您看到7us 关断时间、则您应该能够看到~.15至~.25的 FB 电压、具体取决于 VIN。 请检查情况是否如此。

    与其他拓扑相比、Flybuck 无疑会更加令人困惑。  如果 您想详细了解哪些参数会影响哪些性能、请参阅这篇文章、详细了解其工作原理。

    我期待示波器快照。

    Sam

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    谢谢 Sam、您用这个 pdf 保存了我的夜晚!

    我必须再次检查反馈、但我很确定它是1.225V 或大约。

    有关 DIP 以及我如何清除它以及演示板的设计方式的信息。 次级接地连接到次级输出减去引脚。 它通过一个电容器耦合到主接地、并将一个电容器连接到正极以存储电荷。 我想、当次级二极管反向感应60-90V 时、它只能从两个电容器汲取电流、并且电压很快就会崩溃、转移到初级电容器并从自举电容器汲取电流、从而强制开关关闭。 电阻负载越低、电流越大、电流越可能走该路径。 如果我需要隔离、则应使用更大的隔离耦合电容器以及对主接地短路。 当电压增加3倍时、我没有增加电容器的值。 我将看到我们是否有电流探头、这可能会清除问题。

    请帮我解释电感器发热的原因、这是由于磁芯和导线中的损耗。 这给我留下了两个可能的发热原因:

    1、某种谐振电流会导致大量浪费? 我看不出如何、二次侧的电流必须为0.5A、以4欧姆为单位产生1W 的发热。 我消耗的电流为20-200mA、相比之下、损耗是否可以大得多?

    2.开关速度太快、磁芯损耗增加、即我是否使用了错误类型的铁氧体? 这对我来说也不太可能、因为我是如何订购的。

    然而、12x12mm 电感器在30秒内会变得很热而无法触摸。 我没有让它运行很多分钟、因为它似乎变得太热了。

    再次感谢您的支持!
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    尊敬的 Sam:

    脉冲跳跃和次级输出电压、可以看出在脉冲期间、脉冲跳跃和间隙减小:

    反馈电压。 首先在较低的输入电压下运行、并且无脉冲跳跃。 然后是两张脉冲跳跃的图片:

    和设置:

    此致、

    安东

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    进度! =)

    我在初级输出上有一个过小的电容器。 这使得初级输出产生很大的纹波、而纹波被传输到反馈节点、从而导致脉冲跳跃问题。 如前两个示波器快照所示、反馈从不会降至1.225V 以下、而是再次反弹、因此不会启动新的脉冲。 这一问题现已解决! 该控制器适用于我需要的所有输入电压。

    两个问题仍然存在。 首先、次级输出在很大程度上取决于负载。 负载为1.5k 欧姆、可提供30V 电压! 即它提供20mA 的电流。 负载为100欧姆时、电压降至11V、即110mA。 我将在其后面放置一个线性稳压器、以获得稳定的13V 电压并以高达60mA 的电流对其进行加载、我认为它将起作用。 初级绕组现在已得到很好的调节、很大程度上与负载无关。

    第二个问题仍然是电感器过热。

    是否有关于我的新问题的任何建议或链接?

    谢谢、此致、
    安东
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    Anton、

    这是个好消息! 你正在做我的工作:)

    次级输出调节的第一个问题。 我认为、当制造新电路板时、这将会有所改善。 电感器的长导线电流设置会增加电感、从而对 Flybuck 转换器的性能产生负面影响。 我认为、使用良好的布局将其焊接应该有助于解决此问题。

    我认为过热的原因是电感器未焊接。 通常情况下、电感器位于电路板上、这允许热量通过引脚逸出到电路板上的铜。 现在、散热的唯一方法是直接进入空气。 也可能与铁氧体(不太可能)有关、但请提供器件型号、我将查看该型号。

    Sam
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    尊敬的 Sam:

    感谢您的鼓舞人心的消息!

    线圈是一种特殊缠绕的 Coilcraft MSD1260、比率为1:3。 我认为这是安装在演示板上的完全相同的内核。

    我测量了效率。 在中等负载下、其范围为40-50%。 在高负载和低输入电压下、它达到65%。 输入功率为5.4W、初级输出为2.6W、次级输出为0.9W。 这是我需要的最大功率输出。 假设我从最终设计中获得了一些好处、我认为我对此感到满意。

    再次感谢! 我认为这已经解决了。

    最棒的餐厅

    安东

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    Anton、

    太棒了! 很开心!

    Sam