This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] LM25148:取决于负载的不稳定性

Guru**** 2513815 points
Other Parts Discussed in Thread: LM25148, 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/1332587/lm25148-load-dependent-instability

器件型号:LM25148
主题中讨论的其他器件: LM5148

我正在开发 基于 LM25148的电源转换器。 两周前我在这里发表了一篇关于顽固不稳的文章。 在该螺纹中、我没有遵循芯片的所有布局指南、因此我回到设计阶段、对电路板进行了重新晶圆制造厂。 不幸的是,这种行为并没有消失,在某种程度上变得更糟。  主要症状是输出电压振荡和不一致的开关脉冲宽度。 下面的快照以蓝色显示了 SW 节点、以粉色显示了电感器电流、以绿色显示了输出电压。  

在低负载下、转换器按预期工作、当转换器处于 DCM 模式时似乎没有问题(可能这不是正确的术语、因为我已启用 FPWM、但当平均电感器电流小于纹波电流的一半时、它可以正常工作)。 然后就会如上所示在700mA 负载与3.5A 负载之间振荡。 一旦负载增加到3.5A 以上、它将恢复稳定运行、如下所示。  

  

e2e.ti.com/.../Forum_5F00_mar5_5F00_design_5F00_calcs.xlsm

我附上了我的设计计算器供参考。 假设我有次谐波振荡或噪声问题、我已尝试系统地消除可能的原因。 我最尝试的是调整补偿网络。 我尝试了更高的交叉频率、更低的交叉频率、更高的相位裕度和增益裕度、使用不同的输出滤波器假设重新计算、并且只是盲目进行组件调整。 一些配置肯定更糟糕;这会导致完全无用的输出、但大多数计算值都给出了无法区分的结果。  

另一个观察结果是、不稳定表现出某种程度的迟滞。 当负载从4A 降至无负载时、无负载状态不再按预期工作。

此问题可通过对器件进行下电上电来解决、从而使其恢复正常运行。  

由于我无法调整补偿值来解决这个问题、因此我 尝试了许多其他方面的调整。  

我使用2.2uH、4.7uH、6.8uH、8.2uH 调整了输出滤波器 10uH 之间。 除了改变稳定的负载范围外、它们都不会显著改变行为。 低值电感器具有较高的纹波电流、并在较大的低电流范围内保持稳定。  

我删除了反馈网络、并通过一个100k 电阻器将 FB 连接到 VDDA、从而将输出设置为固定的12v。 这没有改变行为、我相信可以消除 FB 网络噪声成为罪魁祸首的可能性。  

我在 ISNS+和 Vout 引脚之间添加了一些不同的滤波器、靠近 LM25148芯片。 这些都没有效果。  

我切换到了内部补偿,这比我所有的外部尝试都差。  

我可以调查的关系或可以调查的网络是否能够深入了解此问题?  在此设计之前、我没有峰值模式电流控制的经验、恐怕我遗漏了一些东西。

  • 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。

    抱歉、Liam 仍遇到困难、

    您能否分享您电路板的原理图?造成不稳定的另一个原因是输入滤波器、我想检查一下。

    谢谢。

    大卫。

  • 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。

    再次大家好、David、谢谢您的参与。 请参阅下面的原理图。 如果是任意用途、我在测试时确实多次探测了输入电压、但没有看到过多的纹波或与输出纹波存在明显相关的问题。 您可以忽略电流反馈路径和数字电位器。 这用于实现最终的可调节电流限制功能、并且当前与电路板断开连接。  

    下面是输入滤波器的物理实现、我认为我已经很好地减小了环路面积、但我要知道。

    我可以尝试在电路中添加一个输入电感器、我应该将其放置在整个电路板之前还是电源部分之前?

  • 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。

    Liam 您好、  

    添加滤波器的意义不大、更多的是对输入的阻尼。  我看到您安装了一个 C6、其 ESR 值为多少。  注意:即使您没有滤波器、但如果您在电路板的输入端使用较长的电感电缆、则可能仍需要阻尼。  ESR 值为100M 的 C6应提供足够的阻尼并排除我们的调查结果。

    我注意到 LM5148的输入引脚上有很多附加电路、建议取消安装这些电路以确保这些子电路不与环路相互影响。

    希望这对您有所帮助。

    大卫。

  • 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。

    尊敬的 David:  

    我安装的电解液没有制造商指定的 ESR,但它是一个质量松下零件#ECA-1HM331B。 我可以拔出一个测试夹具来分析测量 ESR、但是我也可以并联添加另外一个测试夹具、或者将其从电路中删除以查看是否有效果。 哪个流程会让您更清楚?

    就附加电路而言、您指的是运算放大器吗? R24未组装、我已经断开了 FB 网络、并通过一个100k 电阻器将 FB 连接到 VDDA。 因此它们都未连接到控制器。 我可以完全解除 U2的电源以供确定。 U3、U4和 U5根本没有连接到控制器、虽然我想 U3对电流检测的影响很小、但我可以断开连接、但这样会取消我测量电感器电流的能力。 如果这些网络是问题、我本来希望添加 ISNS 滤波器会产生一些影响。 我唯一能想到的是附加电路 D1、我在关于此芯片的另一次讨论中看到了 D1的建议。

    如果您有您希望我消除的特定组件、我很乐意给您一个机会、但我认为现在没有太多的连接。  

  • 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。

    为了添加更多信息、我只是尝试在功率级之前的输入电压上增加一个4.7 uH 的输入电感。 我知道你没有要求这个,但这是我没有尝试过的东西。 它根本没有改变性能。  

  • 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。

    这是使用尖端和接地筒技术在最靠近 FET 的输入电容器两端测量的输入电压的示波器屏幕截图。 如您所期望的那样、它与开关相关、但似乎没有过大或与输出纹波相关。 在该快照中、蓝色表示 SW、粉色表示 Vin、绿色表示 Vout。  

      

  • 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。

    Liam 您好、

    潜在的问题是、反向 FB 节点的运算放大器将 FB 电阻器与 FB 引脚保持距离。  您是否尝试组装 CHF 150pF 补偿电容器?   

    如果150pF CHF 电容器无效、我会尝试在 IC 旁边调整 FB 电阻器、看看这是否有用?

    如果不是、您能否报告电流感应迹线如何传回器件?

    谢谢。

    大卫。

  • 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。

    尊敬的 David:  

    如前所述、我已将 FB 网络与器件完全断开。 我切断了布线并在 FB 和 VDDA 之间焊接了一个100k 的电阻器、以设置固定的12V 输出。 这根本没有改变性能。 以确保我将运算放大器与板完全断开、并且未执行任何操作。  

    添加150pF 电容器是我之前尝试进行的补偿调整之一、同时在该封装中加入更高的值。 为了完整起见,我只是再次尝试,它仍然没有效果。   

    请参阅下面的电流检测布线。 两条轨道彼此紧密耦合、且具有两个不同的部分。 第一部分从检测电阻的正下方开始、夹在两个不间断的接地平面之间、直到走线离开开关区域。 然后走线到达顶层并穿过下面一层的不间断接地平面。 它们在控制器前面通过滤波器。 我一开始没有滤波器、然后尝试了许多低至1MHz 的截止频率。 所有筛选器均未改变行为。  

    我还取消了 U3、以防输入阻抗影响物体。 这也没有任何影响。

    这个问题可能不在讨论范围内、但可以通过什么方法与 TI 的应用工程师交谈? 所有 TI 网页均表示所有技术支持均已移至该论坛。  我们希望到目前为止生产5k 个此类器件、如果我们无法在本周结束时让此设计基本正常工作、我们将不得不放弃此设计、而是使用不同品牌的控制器订购更多以前的设计。  

  • 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。

    Liam 您好、

    发送电子邮件至 david.baba@ti.com。 谢谢。  大卫。

  • 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。

    我们通过减少噪声源本身、特别是高侧栅极驱动来解决了我的问题。 我通过添加串联驱动电阻来减慢边沿速度。 会损失一些稳定性效率。