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[参考译文] LM5148:似乎将输入电压短接至 GND

Guru**** 2548090 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5148

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/1302294/lm5148-seems-to-short-the-input-voltage-to-gnd

器件型号:LM5148

大家好、我使用 WEBENCH 设计工具设计了以下降压转换器。 它旨在从60V 和80V 之间的电压轨产生4V 5A。

我已经按照产品说明书布局指南在 PCB 上实现了该电路。 电路不工作。 当测量从 VCC 到 GND 的二极管正向电压时、测量的正向电压仅为3V。 当我在输入端施加20V 的电压时、电源会进入恒流模式。

为了检查是否有任何其他组件导致了此问题、我从电路板上移除了 LM5148。 移除 LM5148后、我再次测量了从 VCC 到 GND 的正向电压、这是 DMM 可以测量到的高电压。 当我重新分解一个新的 LM5148时、正向电压再次变为3V。

这个原理图有什么问题吗? 是否有我缺失的东西?

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    PIM、您的 CBOOT 电容器中存在原理图错误、此处应为 CBOOT 到 SW、而非 CBOOT 到 HO。

    您可以移除该电容、然后从 BOOT 跳转到 SW 上的电容、进行初始评估。

    不过、不确定 VCC 的二极管电压应该是多少、VCC 的稳态电压应该是5V。

    希望这对您有所帮助。

    -奥兰多

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    您好、Orlando、感谢您的回答。 我将修改原理图、以便正确连接自举电容器。

    但我认为此错误不会导致 VCC 出现问题。 在我的问题中、我是指原理图中标记为 VCC 的网格。 该网络是转换器输入电压。 只要该电压超过3V、它就会成为接地的低阻抗路径、从而避免网接近所需的60-80V 输入电压。

    您知道发生这种情况的任何可能原因吗? 感觉就像将输入电压连接到一个在内部被钳位到一个较低电压网络的引脚上。 但是、我在数据表中找不到任何暗示这一点的东西。

    此致、

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    大家好、下面简要介绍一下这种情况:

    我现已解决了一些焊接问题。 引导电容器现在也已正确连接。 当我向电路施加10V 的输入电压时、我在输出上获得稳定的4V 电压(如预期)。 如果我增大输入电压、转换器在大约16-18V 的输入电压下会停止工作。 然后、输出电压变为零。 如果我将输入电压恢复到大约10V、它将再次开始工作。 我已从转换器断开负载、并在输出端和 GND 之间放置了一个33R 的负载电阻。

    有人知道为什么转换器在低输入电压下完美工作、但在16-18V 时停止工作吗? 看起来不能应对占空比较小的情况。 高侧 MOSFET 上电速度不够快吗?

    更新:
    它似乎与电流测量/过流保护有某种关系。 当我将另一个10mR 电阻器与原理图中的10mR 电阻器置于 parralel 中时、转换器在大约30V 之前一直工作(大约是其先前停止工作的两倍)。

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    PIM、

    这是空载吗? 还是只选择33Ω for ~100mA?

    您的电流检测迹线 VOUT 和 ISNS+开尔文是否连接到电阻器?

    此外、电流检测和 FB 电阻器也不应使用相同的 VOUT 连接。

    -奥兰多

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    您好、这里是33R、所以大约120mA (接近空载)。 但是、如果我为电路加载1.5R 电阻、使其汲取的电流为2.7A、则转换器会在较低的输入电压下停止工作、即使使用5MR 电流感应电阻器也是如此。

    我连接了电流检测信号、并将其作为差分信号在电路板底部运行。 我将分享我的 PCB 布局以供审查。

    首先是一个未填充多边形的概览(通常给我更好的视图)

    以下是填充了电源平面的同一图像:

    下面是控制器连接的两个特写:

    希望这能让你更清楚地了解情况。

    此致、

    PIM

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    PIM、

    良好的布局。

    也许可以将 VCC 连接到 PGND 多边形(而不是 AGND 区域)、VDDA 电容器最好放置在 VDDA 引脚附近、栅极驱动器 HO、LO 和 SW 布线应该更厚~ 20mil 或0.5mm。

    此外、IC 外露焊盘应具有散热过孔。

    但对于您的问题、电流检测似乎最可疑。 我们通常将电流检测路由到内层、因为它是对噪声敏感的信号。

    您是否能够添加电流检测滤波器? RC 截止频率应为开关频率的10倍。  

    请参阅 EVM 示例。

    即使在引脚附近添加一个小电容器也会有所帮助。

    请告诉我、

    -奥兰多

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    您好、Orlando:

    再次感谢您的意见,您的帮助是非常赞赏.

    至于布局建议:我将在以下迭代中实施它们、因为它们似乎有很多意义。 但是、我同意、这很可能不是我目前面临的问题的原因。

    我实现了 RC 截止滤波器。 我添加了具有51R 的1nF 滤波器、以创建3.1MHz 截止频率。 我将滤波器放置在非常靠近控制器的位置、以避免噪声耦合到滤波器之后的网络。 但这没有任何帮助。

    我制作了一些示波器图像、只是为了分享发生的事情。
    所有示波器图像都具有以下图例:
    黄色:HO 信号
    蓝色:LO 信号
    紫色:开关节点

    所有测量都是在33R 负载下执行的。 原理图中添加了 RC 滤波器,

    以下是具有18V 输入的信号:

    然后、我将电压增加到20V 时、信号如下所示:



    当我缩小时间轴时、它看起来如下所示:


    这实际上和数据表中提到的静态过流很像。

    进一步增加输入电压没有任何变化、因此我在如此低的输入电压下展示了所有内容。


    目前我没有很多线索,但一些事情可能会起作用:
    增加开关频率有可能最大限度地降低电感器电流(现在可能达到饱和?)
    -是否有一个可以调优的软启动? 或许只是电容器的浪涌电流? (整个电路板的4V 电源轨上总共有大约640uF)。
    -是否有办法(暂时)同时删除过流保护(检查这是否是罪魁祸首?

    "你怎么知道的?

    此致、

    PIM

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    可以! 我找到了罪魁祸首! 引脚10未焊接到 GND 且悬空。 我成功地将它正确地焊接到了 GND、现在它像一个魅力一样工作。

    非常感谢您在此过程中的帮助、我一定会使用您提供的有关 PCB 设计的反馈。

    此致、  

    PIM