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[参考译文] LM5085:计算出的频率高于频率。

Guru**** 2513185 points
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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/1192223/lm5085-frequency-above-frequency-calculated

器件型号:LM5085

您好 Daniel Li14和 Hongja-Wu。

在新设计中、我们使用 3类纹波注入方式、并更改了布局以减少环路、系统工作正常、使用负载(1A)、13.5V 时无负载作为输入。

我们所使用的原理图和新布局。

我现在唯一的问题是频率、在 RT = 21千欧(1%容差)和 TD = 64.8ns (50ns + 14.8ns)时计算出的频率约为726KHz、但我们测量的频率约为806KHz (图像随附)。

我们使用的是 MOSFET CPH6355。 我知道、由于电阻器容差(RT)以及导通和关断延迟时间(典型值或最大值)、频率可能会有一点变化、 但我正在进行微积分、并且得到的频率不超过760 KHz。

那么、什么会影响频率呢? 测得 的频率和计算出的频率之间的这种差异可以被视为直流/直流转换器工作不正常吗?

如果您需要更多信息、请告诉我更多图形。

谢谢、 此致。

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    您好!

    您能否为器件加载一定数量的电流(500mA -1A)并检查开关波形? 我想确保它处于连续导通模式(CCM)、以查看稳定的开关波形。

    此外、您提供的波形看起来有点波形、因为我希望开关波形为方形。 您在哪里进行探测、您能否在功率电感器的暴露初级端子处进行探测?

    此致。

    Jimmy

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    你(们)好 Jimmy。

    很抱歉造成混淆。 我之前上传的波形是 VOUT 而不是 VSW。

    所连接的是负载为1A 的 VSW

    和 VSW、负载为650mA。 相同的频率。

    此外、我在850mA、750mA 和700mA 下进行了测试、其形式和频率相同。

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    您好!

    抱歉我没有收到您的回复。  

    这看起来在 CCM 条件下以833kHz 的频率持续切换。 很高兴知道它是在运行和调节的。  

    我已确认、根据该公式、预期开关频率应更接近726kHz。  

    我想知道您是否可以尝试使用另一个器件来查看开关频率是多少、以查看这里是否存在任何器件间的差异。

    此致、

    Jimmy  

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    你(们)好 Jimmy。

    明天或星期五、我将发送结果、请保持此帖子打开。

    谢谢。

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    当然可以。 我将等待您的最终反馈

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    你(们)好 Jimmy。

    已在有负载的情况下连接其他3块板的 VSW。

    650mA 时的电路板1 (左图)和1A (右图)。

    650mA 时的电路板2 (左图)和1A (右图)。

    650mA 时的电路板3 (左图)和1A (右图)。

    所有650mA 和1A 的电路板均高于800kHz。 似乎所有电路板的工作方式都相似。 您对此有何看法?

    此外、还有一个与轻负载或空载时的性能相关的问题。 我们看到的行为与在附加的链接中发布的行为相同:

     LM5085:在断续导通模式下遇到多个脉冲-电源管理论坛-电源管理- TI E2E 支持论坛。

    下图是我们在无负载(电流、单位为 uA)情况下看到的情况。

    在该帖子中提到、行为"可能与 FB 引脚处的本底噪声以及 FB 网络和纹波注入元件的布线长度/布线有关"。 那么、这种行为会影响转换器性能?  如果是、您推荐了什么?

    谢谢、 此致。

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    您好!

    感谢您提供有关软件行为的详细图。  

    让我回顾一下曲线、并与内部团队一起检查该频率为何与方程略有不同。

    此致、

    Jimmy

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    我建议使用 LM5085EVM 并使用原理图中所示的完全相同的组件对其进行配置、以检查其运行情况。 它可能是电路板布局布线、可能会导致在空载/ DCM 条件下出现多次脉冲。 EVM 布局将是首选布局、预期的 SW 节点应看起来像单个方波脉冲、由于环流二极管上的寄生谐振而产生一些 DCM 振铃。  

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    你(们)好 Jimmy。

    我将对 DCM 进行测试。  

    关于 CCM 中的频率、请告诉我您的团队何时可以检查它。

    谢谢、此致。

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    您好!

    感谢您的更新。 我将等待有关在 EVM 上测试您的组件的更多详细信息。

    我还试图与团队联系、以了解 CCM 中的公式、并将很快向您提供有关该公式的更多详细信息。

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    你(们)好 Jimmy。  

    我们无法使用我们的组件测试 EVM、至少目前无法测试 EVM、但我们使用 LM (2) 5085_QuickStart 作为参考来执行以下操作。

    从开始、我们将看到以下 DCM 和当前实施方案。

    1、从  LM (2) 5085_QuickStart 中为纹波注入电路选择典型值3、与 TI Webench 的值相比、我们具有不同的值。

    因此、我们更改了以下组件:

    结果是 DCM 中的类似行为、但在 DCM 期间、脉冲数增加、看起来像 CCM 一样工作。

    在 CCM 模式下仍然运行良好(1A 负载)

    2.从  LM (2) 5085_QuickStart 中为纹波注入电路选择类型2、我们进行了以下更改:

    在 DCM 模式下、这种情况运行良好、只有一个脉冲。

    但负载未正确调节、第一篇文章中的类似行为是 LM5085:输出电压问题。 -电源管理论坛-电源管理- TI E2E 支持论坛

    考虑到我们所做的第一个帖子的评论以及 LM (2) 5085_QuickStart 的建议、在最大负载电流下 Rsense 的两端为50mV、对于第1点和第3点、我们将 Rsense 从10mOhms 更改为30mOhm、 将 Radj 从1.07千欧更改为2.7千欧。

    3、第1点、Rsense = 30 Mohms、Radj = 2.7千欧。

    我们仍然看到与第1点相同的行为。

    在 CCM 模式下仍然运行良好(1A 负载)

    3、第2点、Rsense = 30 Mohms、Radj = 2.7千欧。

    与 DCM 中的第2点一样、我们仅看到一个脉冲。

    但在 CCM 下无法正确调节。

    所以、

    对于2类纹波注入电路、DCM 中只有一个脉冲、但在 CCM 中无法正确调节。

    对于3类稳压器、在 CCM 下可以很好地进行调节、但在轻负载或无负载的情况下、我们似乎将 CCM 切换置于 DCM 状态、并考虑到 DCM 期间 CCM 的脉冲数、 目前的最佳情况是电路板具有未修改的3类纹波注入电路。

    我希望这能有助于了解正在发生的情况。

    谢谢、 此致。

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    这些新图像与我在本帖子开头看到的图像不同、您只关心 CCM 下的开关频率。

    根据我自己的理解、从那时到现在、有什么变化? 在 CCM 模式下、SW 看起来稳定且呈方形、尽管它在833kHz 左右的频率下开关、而不是按照数据表公式计算得出的726kHz。  这是在什么配置中进行的?

    现在、我看到了2型和3型纹波注入的 SW 波形。 您能否将 LM5085设计计算器工具与您填写的信息一起附加以供审核?

    对于以1A 电流运行的12Vin|3.3Vout|730kHz、我怀疑您的电感器过低。   

    此致、

    Jimmy

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    你(们)好 Jimmy。

    是的、最初我只关心 CCM 的开关频率、但在检查 DCM 时、我们看到我们有几个脉冲、而只有一个脉冲。

    在下一幅图像中、通过以下3类纹波注入、我们在 CCM 中实现了稳定的 VSW 和方形、但频率约为833KHz 而非726KHz (我们的第一个关注点)

    但在 DCM 中、我们具有以下特性:

    您可以看到、多个脉冲代替一个脉冲、似乎是 DCM 模式中的 CCM。

    因此、在我们的两个电路板中、我们对元件进行了修改、一个电路板保持3类纹波注入、但更改了元件的值、另一个电路板更改为2类纹波注入。

    您可以在前面的注释中看到的结果是、更改3类纹波注入的分量、增加了 DCM 模式下的脉冲(CCM 仍然工作正常)、使用2类纹波注入时、DCM 模式下只有一个脉冲、但 CCM 不能正常工作。

    附件是包含我们的价值观的计算器。

    e2e.ti.com/.../0564.LM_2800_2_2900_5085_5F00_Quick_5F00_Start.xls

    Excel 计算器建议的3类纹波注入值与 TI webench 中的值不同。

    关于电感器、我们使用的电感器是 IHLP25CZER6R8M11、6.8 μ H。

    在 TI webench 中、我们可以选择电感器、但在 Excel 计算器中、建议使用大于9.1uH 的电感器来降低纹波电流。

    感谢您的评论。

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    你(们)好 Jimmy。

    我在3类纹波注入中进行了以下更改(C119、从2.7nF 到3.3nF、C120从270pF 到100nF)、DCM 和 CCM 正常工作(CCM 仍高于800KHz、不是726kHz、但调节正常)、 但在本答覆的末尾,我有一些问题。

    通过上述更改、我将获得以下内容:

    电压为13.5V

    在 CCM 模式下(1A 负载)、Vsw (绿色)和 VOUT 纹波(黄色)  

    VFB 纹波

    在 DCM (负载时小于10mA、由于电流在 uA 范围之间变化小于10mA、因此每个脉冲之间的频率可能会稍有不同)、Vsw (均在下方为绿色)

    输出电压纹波

    VFB 纹波

    因此、有两个问题:

    1.我仍然有疑问,为什么在 CCM 模式下,我们的频率高于800KHz,而不是726KHz? 您可以检查一下吗?

    2.对于 R133 (3类纹波注入的一部分)、我在前面的注释中所附的 LM (2) 5085计算器中指示应小于15.8Kohm、并且执行数据表中指示的计算、我将获得大约20Kohm 的电阻(4.5V 为最小输入电压)、 但是、在 R133中放置一个15K 欧姆或20K 欧姆的电阻器(C119 = 3.3nF 和 C120 = 100nF)没有什么帮助、在 DCM 模式下、我有这样的东西。

    只有在增大 R133 (我尝试使用43千欧、66.5千欧和75千欧)之前、我才能获得正确的性能、正如您在本答复的第一个图表中看到的那样。

    因此、我想知道、如果计算表明电阻值应该较低、为什么我必须增加电阻、您能帮助理解吗?

    谢谢、此致。

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    您好!

    很高兴听到您能够在3类纹波注入变化的情况下获得 DCM 和 CCM 下的预期波形。

    1.我问过、但没有什么与我们期望的不同的东西。 LM5085是一款相对较旧的器件(2008-2015)、因此团队成员已有很长的时间继续工作。 如果除数据表之外没有太多参考、很遗憾、我必须推迟到 RT 公式。 最后、我将 RT 和纹波注入计算放在 Excel 电子表格中、并得到与您相同的计算结果。  e2e.ti.com/.../LM5085-E2E-Equations.xlsx

    2.我在这里认为这些方程对于 CCM 应用是有效的。 请注意、数据表部分中的纹波注入计算"必须向 FB 引脚施加最低25mVp-p 的电压、以实现稳定的恒定频率运行"。 因此、假设此处的值适用于 CCM 条件、因此您在加载时应获得固定/稳定且恒定的频率。 但是、如果您在 DCM 下运行、则频率将发生变化、因为器件在轻负载下运行、开关频率会反向缩放。  在不连续导通模式下,电感电流在关断期间达到零,工作频率低于连续导通模式下的工作频率,并随负载电流而变化。 如果您要遵循数据表建议、DCM 下的 SW 脉冲可能是组件配置的预期值

    此致、

    Jimmy   

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    你(们)好 Jimmy。

    感谢您对 TI 团队的所有评论和评论、这有助于直流/直流转换器在 CCM 和 DCM 模式下进行正确调节。

    我希望这方面不会有更多的问题。

    谢谢、此致。  

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    您好!

    感谢您使用 E2E 论坛。

    此致、

    Jimmy