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[参考译文] LM51551-Q1:升压转换器在负载约为100W 时停止工作

Guru**** 1133420 points
Other Parts Discussed in Thread: LM51551-Q1, LM5155, 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/1290014/lm51551-q1-boost-converter-stops-working-with-load-around-100w

器件型号:LM51551-Q1
主题中讨论的其他器件: LM5155LM5121

您好!

我正在从12/24V 到50V 设计200W 升压转换器。 大多数时候、转换器将在60W 左右工作、但有时它需要提供150-170W 的功率并持续几分钟。 我设计了一个采用 LM51551-Q1 (P/N:LM51551QDSSRQ1)的 PCB、附带原理图。 我在仿真中使用了 Webench 和 PSpice for TI、两者均显示了在12.5、25和50 Ω 负载下的完美启动。 我还使用了 LM5155升压控制器设计工具电子表格。

在测试过程中、我遇到了几个12V 电压上的启动问题-我设法通过将软启动电容器(C20)更改为4、7uF 来修复它。 转换器在50欧姆负载下平稳运行、但当我并联另一个50欧姆电阻器(产生25欧姆电阻器)时、PGOOD 变为低电平、转换器停止工作-看起来它检测到过流、但我距离设计的电流限制很远。 有人能帮我吗?

您好!

巴特

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    您好、Bart:

    感谢您与我们取得联系并对情况进行详细描述。  
    您是在运行过程中(从而创建负载阶跃)还是在开始操作系统之前连接第二个50欧姆电阻器?

    谢谢、此致、
    布赖恩

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    您好、Bryan:

    我已经测试了这两种方法。 从25 Ω 开始会导致 PGOOD 无法达到逻辑1、在50 Ω 负载下连接另一个50 Ω 电阻器并联会导致 PGOOD 在连接负载后立即变为低电平。

    巴特

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    您好、Bart:

    谢谢!
    我怀疑系统的相位裕度位于低侧、您能帮助我理解您根据哪些参数设计补偿电路吗?

    如果您是基于快速入门计算器进行的、可以随意向我发送 Excel 文件、因为我现在会选择一些不同的值。  

    如果您碰巧保存任何示波器测量值以及输入/输出电压、开关节点电压和输出电流、我也想了解一下这些测量值。

    谢谢、此致、
    布赖恩

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    您好、Bryan:

    感谢您参与本案例。 我将向您发送我用于计算的 Excel 文件、稍后我将提供示波器(没有电流、我没有电流探针)。

    巴特

    e2e.ti.com/.../LM5155_5F00_Design_5F00_V1_5F00_1_5F00_1.xlsx

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    您好、Bryan:

    我提交了您之前的答案、认为是错误地解决了我的问题。 请找到一堆附加的 oscillograms。 按文件名:

    7 -启动、10K 负载

    8 -工作、10K 负载

    9-启动、50欧姆负载

    10 -工作、50欧姆负载

    11 -启动、25 Ω 负载(特写)

    12 -启动、25 Ω 负载

    如果您有任何其他需要、请毫不犹豫地提出。

    巴特

    e2e.ti.com/.../lm51551_5F00_osc.zip

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    您好、Bart:

    没问题、我将使该线程保持打开状态。
    谢谢您提供的文件、一旦我对如何解决您遇到的问题有了主意、我就会回来解答您的问题。

    谢谢、此致、
    布赖恩

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    您好、Bryan:

    您是否有机会简要了解一下电子表格?

    我正在分析环路补偿部分、并将其与我的知识和互联网上的文章进行比较-我担心电子表格中建议的最大带宽、它只有2.8 kHz、所有文章都建议将它保持在 FSW/10 - FSW/5范围内 (~44 -~88kHz)。 为什么这种带宽差异如此之大? 我还担心所选元件的增益裕度、它只有-6dB、而应该在-10dB 左右。 您是否认为将 CHF 更改为更高的值(例如4700pF)是进行测试的良好起点?

    巴特

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    您好、Bart:

    对不起、我的回复太晚了。  
    首先、我将解释一下建议的带宽。 确定 BW 有多种不同的方法、其中一种是您提到的大概  Fsw/10 到 Fsw/5的经验法则。 另一种 方法是基于 IC 内的误差放大器的增益带宽积。

    我将在内部跟进此问题、今天我将通过反馈与您联系、也是关于您的第一个问题。

    谢谢、此致、
    布赖恩

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    您好、Bart:

    带宽根据右半平面(RHP)零点(一个曾经存在于升压转换器控制环路中的零点)而变化。
    RHP 零点频率位于0.5*PI*ROUT/L。 确定带宽的另一个经验法则是 RHP 零点频率除以3。 我相信这就是快速入门计算器中选择的方式。 请尝试调整补偿电路、然后查看25欧姆负载是否仍然存在问题。

    谢谢、此致、
    布赖恩

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    您好、Bryan:

    感谢您的答复。 我假设正确的公式为0、5 * pi * Rout / sqrt (L)-我是对的吗? 那么、现在最好的方法是什么? 将最大输出电流更改为2安培、以匹配25 Ω 负载、并根据新计算的值调整补偿电路?

    巴特

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    您好、Bart:

    对不起、我输入了错误的方程。 它应该是 0.5 * Rout /(PI * L)。
    您确实可以使用您提出的方法。 请记住、控制环路的调优只能在理论上近似进行、最终应在实验室完成、因为元件放置和 PCB 布线引起的寄生效应和不确定性只能使用物理板进行评估。

    谢谢、此致、
    布赖恩

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    您好、Bryan:

    我使用不同的补偿电路进行了大量测试、但始终没有达到我的目标、因此我决定降低一点要求、并使用 LM5121设计转换器。

    感谢您的支持、非常感谢。

    您好!

    巴特