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[参考译文] LM5121:LM5121的问题

Guru**** 2382630 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5121
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/1310935/lm5121-questions-of-lm5121

器件型号:LM5121

尊敬的团队:

我们收到了 LM5121的一个问题,设计电路参数和 SCH 被包围。 请将消息发送给内部人员 、了解如何解决52V 输入电压~54V 输入电压下的振荡问题。 谢谢

 

规范

VIN = 41V~54V

VO=55.2v

Io=2A

Fsw=160kHz

非常感谢。

吉米

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    你好、Jimmy、

    感谢您通过 e2e 联系我们。

    我假设您在说"振荡"时谈论的是缺失的脉冲(可能与不同的脉冲宽度组合在一起)。
    当 Vin 与 Vout 之间的差异很小、负载也很低时、该脉冲跳跃是该器件的预期行为。
    最小脉冲宽度受限、因此每个周期都有从输入传输到输出的最小能量。
    如果此能量太大、无法满足要求(因为没有负载会消耗此能量)、则输出电压将上升到高于预期水平。
    为避免这种情况、器件会跳过周期。

    您可以将 MODE 引脚连接到 VCC 而不是 GND。 这将选择 FPWM 模式。

    在此模式下、您应该不会看到任何脉冲跳跃。
    但效率会较低、因为能量将从输出流回输入、从而导致额外的损耗。

    此致
    哈利

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    哈利、您好!

    我认为振荡这种现象的原因是、您可以  在满负载下找到类似的情况、甚至可以将模式绑定到 Vcc。 这就是为什么我认为根本原因 更多地与整个补偿回路有关。

    下面 捕获了 MODE 引脚与 Vcc 连接下的屏幕截图。

    非常感谢。

    吉米

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    你好、Jimmy、

    我看不到新图像。 请使用插入图像/视频功能、拖放将不起作用。

    当发送新的屏幕截图时、既要显示开关节点电压、又要包含电感电流、这样我们就可以更好地判断到底发生了什么。

    谢谢。此致、

    哈利

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    哈利、您好!

    请检查所附的屏幕截图。 CH1 Vsw、CH2 IL、54Vin、55.2Vo/2A

    非常感谢。

    吉米

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    你好、Jimmy、

    观察电感器电流、我可以看到最大峰值电流为2.17A。

    这表示电流检测电阻在34毫欧范围内、而不是建议的20毫欧范围内。
    您能否仔细检查电流检测电阻值?

    为确保正常运行、电感器峰值电流需要能够达到大约3.7A。  

    谢谢。此致、
    哈利

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    哈利、您好!

    感谢您的大力支持。

    波形 测量下的电流检测为18m Ω。 谢谢。

    非常感谢。

    吉米

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    你好、Jimmy、

    您提供的数字似乎不匹配。

    逐周期电流限制阈值电压介于65.5mV 至87.5mV 之间。
    浪涌电流限值介于80mV 和133mV 之间。

    因此、如果检测电阻值为18毫欧、则在达到阈值和低侧 FET 关断之前、至少需要65.5mV / 18毫欧= 3.64A。

    但是、如果示波器屏幕截图中的红色数字是正确的、则电感电流在关断之前只会达到2.1A。

    这实际上并不匹配。

    是否确定红色数字正确?
    如何测量电感器电流?

    提起电感器并在 M3和 L1之间引入电缆、这样就可以使用电流探头、这种做法非常理想。
    如果您要在某处测量电压降(例如检测电阻上的压降)、请小心电压和电流之间的正确转换/因数。

    您能否仔细检查电流测量?

    您可以选择电感值较低的电感器、以便转换不那么陡峭/较慢。
    但您需要小心、确保不会违反系统在最大负载和最低输入电压下的行为。

    此致
    哈利

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    哈利、您好!

    测量和感应电阻器(18m Ω)完全确认为先前的说明,这里用测量中的真实照片再次更新。

    如何 根据电流限制确认低侧 MOSFET 关闭? 还有其他原因吗?

    非常感谢。

    吉米

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    尊敬的 Jimmy:

    我很抱歉提出看似奇怪的问题。 有时我这样做是为了能够远程调试一些东西。

    您会观察到器件在占空比非常小时的常规行为。

    当输入电压(54V)非常接近输出电压(55.2V)时、占空比会非常低(2.17%)。
    在166kHz 下、一个周期持续6µs。 其中有2.17%为131ns。
    但是、根据数据表、最小 LO 导通时间为150ns。
    并且延迟会更长、所选 Rslope 的值越高。

    这意味着低侧 FET 所需的平均导通时间短于最短 LO 导通时间。
    因此、在许多周期中、导通时间将过长、为了对此进行补偿、某些周期将被跳过。

    尽管以下数据表说明涉及轻负载条件、但由于占空比(Vin 接近 Vout)较小、因此在非常短的 LO 导通时间也适用:

    ...如果稳压器所需的脉冲宽度小于器件的最短 LO 导通时间, LM5121将跳过 LO 脉冲。
    当误差放大器尝试找到适当的脉冲宽度来保持稳定(在轻载或无负载条件下)时、脉冲跳跃表现为一种随机行为。

    因此、如果输入电压接近输出电压、您将看到预期的行为。 没有什么问题。

    如果不喜欢这种行为,可以尝试以下更改:
    -将开关频率降至140kHz 以下
    -当电感充电时,尝试一个更大的电感器来减慢斜坡
    -也许是,结合,减少 Rslope (我不是真的确定这是否是一个适当的变通办法,但可能值得一试)。

    在任何情况下、请确保另一个极端(最小 Vin)在最坏的情况下(容差、温度等)仍然可以稳定工作

    此致
    哈利

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    哈利、您好!

    这是我希望获得的最短导通时间值、我无法从规格中找到此值。 感谢您的大力响应。

    非常感谢。

    吉米

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    你好、Jimmy、  

    数据表中指定了该时序:

    此致

    哈利