[参考译文] LM5176：输出电压过低、IC 快速加热

您好！  

感谢您的联系。 您能否分享您的原理图和该电路板的布局？ 您是否有可以在 PCB 上试用的新 IC (或在哪里测试当前 IC 的 EVM)？ 有多少电路板以这种方式工作？ IC 是否没有调节输出电压的输入电压条件？ 我们期待收到您的回复。  

此致、
EM

您好！

感谢您花时间研究此问题。 我离开时将随附一份 pdf、其中包含该评估板的原理图。 关于布局、提供布局的最佳方法是什么？ 我们使用 Altium Circuit Studio。

我们有2个 IC 和几个电路板需要测试、但到目前为止 、我已经用两个芯片测试了3个电路板、它们的行为都是相同的。

我已经使用大约15-20V 输入进行了测试、以测试升压操作、使用25-30V 降压操作、并且基本上输出没有变化、它卡在2V 左右。

感谢您的帮助。

Carlose2e.ti.com/.../4527.schem.pdf

尊敬的 Carlos：

很抱歉回复被延迟。

共享 Altium 文件将是完美的选择。

您是否还能提供一些示波器图、其中显示：

• 输入电压
• 输出电压
• SW1  
• SW2

• VCC
• SS
• 比较器

执行如上所示的测试时、您的输出负载是多少？

此致、

 斯特凡

你好，Stefan！
没问题、对不起我的回复太晚了、但完全错过了有关您回复的电子邮件警告。

我不能附加 Altium 文件,可能是由于大小限制,但我有一个链接到它: Instruments_Share

明天我会处理好这些问题、并在这里分享。

我将在输出端没有任何负载的情况下进行这些测试、对吗？

此致、

卡洛斯

尊敬的 Carlos：

没有负载就可以、小负载(例如0.5A)就会更好。

附加的扩展名为 CSPcbDoc 的文件是 CircuitMaker 文件、但我可以将其导入到 Altium 中。

我首先可能看到的一点是、您使用热性能将过孔和通孔连接到区域。 这会极大地增加电阻、因此不建议在电源设计中使用、因为该点具有高损耗和压降。

电流检测电阻应通过开尔文连接方式与 LM5176连接。

另请参阅此博客、了解降压/升压控制器电路的布局：

https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/posts/four-switch-buck-boost-layout-tip-no-1-identifying-the-critical-parts-for-layout

https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/posts/four-switch-buck-boost-layout-tip-no-2-optimizing-hot-loops-in-the-power-stage

https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/posts/four-switch-buck-boost-layout-tip-no-3-separating-differential-sense-lines-from-power-planes

https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/posts/four-switch-buck-boost-layout-tip-no-4-routing-gate-drive-and-return-paths

此致、

 斯特凡

您好、Stefan、

在测试时、我将使用具有0.5A 电流的电子负载、这很好。

Ye、我们实际上使用 Altium CircuitStudio、但它与 Altium Designer 兼容。

关于电流检测电阻器、实际上布局不正确、我们已经(有望)修正了它。 我正在将新的 PCBDoc 文件附加到同一个链接上,它是"v2"文件(Tex4573Instruments_Share)。

关于您提出的另一个主题："您使用热电偶将过孔和通孔连接到区域。"、我们不明白您所指的内容。 您将什么称为"热性能"？  我们可以在设计上解决这个问题！ ：)

感谢文档顺便说一句、很棒的参考资料。

Carlos、您好！

在电源设计中、应避免使用所谓的散热或散热来连接特别是 SMD 组件。 以下是布局的一个示例：  

所有可以看到蓝色的区域都将是红色的。 红色的小区域在电源设计中带来了很多问题。 请用铜填充所有元件和通孔上的所有这些蓝色区域、以确保不会最大程度地提高寄生效应。

BTW、您在这里可以找到有关开关模式电源设计的实用资料： 实验性电力电子课程及参考资料| TI.com

请仔细检查您的布局、并标记环路、然后将其与 Stefan 链接和课程布局部分的建议进行比较。

此致、
布里吉特

您好、 Brigitte 和 Stefan Schauer、

我们已经查看了您发送的文档、并审查了设计的一些部分、包括感应电阻器引线、以及移除了 Vin 连接器、电容器、电感器、FET 等上的散热焊盘。

如果您可以看一下 PcbDoc:Tex457, Instruments_Share这是 v3。

此致、

卡洛斯·梅斯基塔

Carlos、您好！

请给我们的评论,直到一周的结束。

最棒的酒店
布里吉特

您好、 Brigitte：

当然、请耐心等待、提前感谢您的帮助！
将等待您的反馈！

此致、

卡洛斯

Carlos、您好！

我快速查看了您的布局。 我建议再次查看它。 请浏览 LM5176 EVM、或遵循 Stefan 向您发送的此主题更高一篇文章中的建议。

据我初看就知道、您仍然在使用所有的电路板热性能、我不明白您为什么要使用这些。 如果您认为您确实需要它们、请使连接比现在更宽、但一般而言、我建议删除它们。

此致、
布里吉特

Carlos、您好！

我快速查看了您的布局。 我建议再次查看它。 请浏览 LM5176 EVM、或遵循 Stefan 向您发送的此主题更高一篇文章中的建议。

据我初看就知道、您仍然在使用所有的电路板热性能、我不明白您为什么要使用这些。 如果您认为您确实需要它们、请使连接比现在更宽、但一般而言、我建议删除它们。

此致、
布里吉特

您好、 Brigitte：

我们再次查看了 EVM、并完全移除了散热焊盘：我们对它们没有严格的限制。 尽管如此、由于我们即使在没有负载的情况下也会遇到问题、因此我假设散热不是问题、或者至少不是这里的唯一问题...

我想再次说明的是、IC 在通电后发热很大且非常快。 这难道不意味着该设计不适合其他方面吗？

如果您可以看一下更新的 Instruments_Share：Tex52、它就是 v4。

此致、

卡洛斯·梅斯基塔

尊敬的 Carlos：

jun Fan 说：

您是否还能提供一些示波器图、其中显示：

• 输入电压
• 输出电压
• SW1  
• SW2

• VCC
• SS
• 比较器

[/报价]

请分享一些波形。

最佳合作伙伴

冯志

尊敬的 Feng Ji 和 Stefan Schauer：

首先、很抱歉有延迟、但以下是请求的示波器波形：

Vin + Vout (无负载)

Vin + Vout (100mA 负载)

SW1 + SW2 (1us/div)

SW1 + SW2 (2us/div)

VCC：

SS：

比较器：

再次提前感谢您的帮助。

Carlos、您好！
感谢您发送屏幕截图。
我们会研究一下,并在一天或两天后回来与你.
此致、
哈利

尊敬的 Carlos：

根据示波器图、LM5176的 Vcc 远低于预期。 输入电压大于10V、Vcc ~7V 时应达到。

似乎有什么东西比预期的更多地加载 VCC LDO (内部稳压器)。  

您能否检查您的设计是否在 VCC 上有任何额外负载。

您是否可以在 EN/UVLO 处施加~ 1V 的电压电平-这会将器件设置为待机模式并启用 LDO、而无需激活功率级。

然后、您在 Vcc 处测量多大的电压电平？ 如果可以、高侧的驱动器或引导看起来像是在加载 Vcc。

此致、

 斯特凡

您好、 Stefan Schauer、

因此、我向 EN/UVLO 施加了1V、输入电压为15V、20V 和25V、VCC 电压始终约为4V、基本上与我绘制曲线图时相同。

此致、

卡洛斯

尊敬的 Carlos：

这意味着 VCC LDO 中加载的内容超出了它的能力：

- VCC 保护盖损坏  

-其他一些逻辑添加到 VCC

- HbX 上的盖损坏

或 LM5176已损坏。

您在一个还是多个板上看到过这种情况吗？

此致、

 斯特凡

您好、 Stefan Schauer、

我移除了连接到 VCC 的2个二极管(DBoot1和 DBoot2，位于 VCC 和 BOO1/BOOT2)，并在执行与之前相同的测试后... VCC 未如预期的那样达到大约7V。 芯片也不会再发热！

这种行为在我目前焊接的5个电路板中是一致的。

是否有任何可以执行进一步测试来解决此问题的想法？

此致、

卡洛斯·梅斯基塔

尊敬的 Carlos：

您只需核对一下自己的陈述：" VCC 不像预期的那样大约为7V "

它是否应该是"现在"而不是"不"？

您能否使用7V 从外部电源为二极管供电并测量流入两个二极管的电流

(因此、我们不用使用 Vcc 作为电源、而是使用外部电源。)\

此致、

 斯特凡

您好、 Stefan Schauer、

是的、我的意思是"现在"、而不是"不"、因为 VCC 实际上是在7V 左右、对不起拼写错误。

我将尝试执行该测试并返回结果。 我是否还应该将 EN 保持在~1V？

此致、

卡洛斯·梅斯基塔

尊敬的 Carlos：

首先尝试在 EN ~1V 时使用、这不会启动控制器。

您还可以尝试将 EN 置为高电平(例如2V)  

是否已更换板上的 LM5176？

您拥有多少个电路板、并且它们都显示了此问题？

此致、

 斯特凡

您好， Stefan Schauer！

我尚未更换此电路板上的 LM5176、但我拥有4个其他电路板、其中一些是完全焊接的(与其他稳压器、MCU 等其他组件一样)、另外一些只有 LM5176和 LM5176所需的组件。

我已经执行了测试(尽可能好、因为我必须执行一些非正统的操作)、为二极管提供7V 电压、行为是：

600mA 在短时间内消耗、例如1-2秒、然后突然切断到0mA。 我没能再次重现这个,我检查了,没有什么似乎燃烧,但它可能是,不知道什么。 可能是 LM5176的内部器件？

尽管如此、由于 VCC 为~7V、LDO 仍然可以正常工作。 我做了更多的图、SW1和 SW2的图没有什么不同、所以将它们留在这里：

这3个图是完全相同的波形、只是时间标度不同。 下面的两个通道都具有 Vmax 和频率。

黄色为 SW1、绿色为 SW2。 VIN 为25V、EN 为~2V。

如果我关闭二极管的7V 电源、或使 EN 低于~1V、这些波形将消失、这是正常情况。

感谢您的帮助。

Carlos、您好！

感谢您的反馈。

斯蒂芬已经在周末了。
他将在星期一研究它。

此致
哈利

尊敬的 Carlos：

600mA 的电流是 LM5176所无法提供的-因此 Vcc 下降、无法达到最大输出电压。

因此、由于焊接的原因、现在烧坏了一些薄短路、或者有一些东西损坏。

我建议先更改 LM5176、或在第二个电路板上进行检查。

没错-关闭7V 或 EN 低于1V 会关闭器件。

此致、

 斯特凡