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[参考译文] LM5175:不以高负载启动 ISNS

Guru**** 2551110 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5175, LM5176

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/1310399/lm5175-does-not-start-with-high-load-for-isns

器件型号:LM5175
主题中讨论的其他器件: LM5176

大家好、

 

我们有用于为电池充电的 LM5175、即7节25.9V 3.3A 86Wh。

在我们的设计中、我们希望同时控制输出电压和输出电流。

 

对于电压、我们将通过 DAC 的电压偏置反馈(FB)电压。

这工作正常。 我们可以按需调节电压。

 

我们需要将输出电流限制为由另一个 DAC 设置的值、即0.1A 至5A。

为了进行电流限制、我们使用了3MR 分流电阻器和 ISNS 输入。

分流电阻器上的电压通过 INA280A3放大100次。

此电压与采用差分放大器的 DAC 所需的电压(所需电流)进行比较。

我们有 PC 软件、可以在其中设置所需的值。

 

对于电子负载、此电流限制非常有效。

示例:

我将所需电压设置为27000mV。 我将所需电流设置为500mA。

电子负载设置为200mA。 输出为26.9V。 转换器正在运行。

电子负载设置为1A。 输出为6.42V。 转换器已停止。

电子负载设置回200mA。 输出为26.9V。 再次运行。

 

对于电池负载、如果实际电流高于所需电流、则转换器不会正确启动。

示例、使用大约25V 的电池。 如果施加27V 电压、电流将高于500mA。

我将所需电压设置为27000mV。 我将所需电流设置为500mA。

该图片是在大约16ms 之后、SS 已提升到0.8V 以上。

电流在 ISNS+上快速上升并超过50mV、并且 SS 被下拉。 PWM 停止。 电流下降。

SS 开始增加、过程继续进行。

转换器永远无法正常启动。

 

 

如果转换器启动并且实际电流低于所需电流、则它工作/启动。

 

如果转换器正常工作、此后 I 设置为27V、电流限制设置为500mA、则它正常工作。

在这里、我可以听到调节频率约为3kHz 的可闻噪声。

 

我知道我的设置如"所需电流"而不是实际电压毫无意义、但我希望您能感受到它的行为方式。

此致

泰罗

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    我忘记告诉你:

    如果 I 启动(EN 设置为3.6V)的实际电流高于所需电流、则转换器的行为类似于 pic1。

    如果我在电池断开的情况下启动(EN 设置为3.6V)、然后连接电池、则转换器的行为类似于 pic2。

     

    /泰罗

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    尊敬的 Terho:

    感谢您使用 E2E 论坛。

    您能否共享原理图?

    您能否使用快速入门计算器  

    https://www.ti.com/tool/download/LM5175QUICKSTART-CALC

    在此处输入设计数据并再次共享文件。

    与平均限流器的反应时间相比、您的软启动时间是多少。

    此致、

     斯特凡

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    您好、Stefan、

    询问我们的客户、我们是否可以分享原理图。 尚未完成。

    我已将 CSS 从100nF 更改为1uF、现在它从最小输出电流开始。 这很好、但软启动现在为180ms。

    我们在电流测量和对 ISNS 的反馈中没有任何延迟。 我们希望在此处避免可能的延迟、以防止在我们可以对其做出反应之前出现高电流。

    在快速入门工具中输入了我的组件值。 如果您能检查是否存在任何错误、我将不胜感激。

    此致

    泰罗

    e2e.ti.com/.../LM5175-Buck_2D00_Boost-Quickstart-Tool-Terho_5F00_Working-values-r9.xlsm

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    尊敬的 Terho:

    您将查看快速入门计算器、但需要1-2天。

    您选择 LM5175而不是 LM5176的原因所在。

    LM5176具有一些改进、同样适用于平均电流限制操作。

    由于由 SS 引脚的电压电平控制、在启动期间处于电流限制状态时、LM5175不会打开升压高侧 FET。

    LM5176可能是更好的选择。 LM5176与 LM5175引脚兼容、只是需要采用 Rt 电阻。

    只是为了确保使用 SS 处的1uF 电容器正确理解、问题就解决了?

    此致、

     斯特凡

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    Stefan、您好、

    现在还没有解决。 有关启动时"线性调频脉冲"(pic1)的行为几乎可以解决。

    一个有效的解决方案是减慢 SS。 将 CSS 从100N 改为1U。

    有时它无法正常启动,但使用稍大的 CSS (>1uF)时可以正常运行。

     

    设计具有可调节的阈值、用于测量输出电流。 我们通过 DIFF OP 将阈值设置为 ISNS+。

    如果我们希望平均电流设置为0、2A、则 ISNS+上的电压将为50mV、持续0.2A 输出。

    对于2A 的平均电流设置、ISNS+上的电压将为50mV、用于2A OUT、等等。

    INA280A3输出0.3V/A

     

    现在、使用1uF CSS 时、调节很慢。

    我将 Vout 设置为29V。 Iout 至200mA。 当负载为0、2A 时、这将为 ISNS+提供50mV。

    我的电池电压大约为26V、因此在连接到充电器的输出端时会有一些电流。

     

    电流开始时上升到1.5V (5A)、6ms 后下降到0.2A。 ISNS+现在为50mV。

    我们需要避免这种高"浪涌电流"。 可能会影响电池安全电路?

    我还没有深入了解 LM5176、但您认为它可以解决这个问题吗?

    此致

    泰罗

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    尊敬的 Terho:

    不确定 LM5176是否能解决您在此处看到的问题、但在直接启动至限流模式时、高侧升压 MOSFET 可能绝不会激活、所有电流都会流经体二极管。 这可能会给您带来另一个问题。

    我会再次检查另一个问题、并在1-2天后回来。

    此致、

     斯特凡

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    尊敬的 Terho:

    用于共享完整原理图的任何更新(仅限功率级-而非完整应用)

    此致、

     斯特凡

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    Stefan、您好、

     

    这是原理图。 我希望这一问题能够得到解决。

    此致

    泰罗

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    尊敬的 Terho:

    感谢您的分享。

    我不确定、但可能是电流检测电路会在补偿环路中引入极点或零点、从而导致不稳定。

    这种增加 SS 上的电容并大幅降低电流环路速率的做法也表明了这一点。

    在恒定电流模式下分析环路稳定性会很好。

    您也可以尝试通过将 RC 更改为1k 和120nF 来使补偿响应变慢(抱歉无法读取随附图像中的指示符-分辨率太低)、并检查这是否有所改善。

    此致、

     斯特凡