[参考译文] LM5022：LM5022反激式设计环路补偿

尊敬的 Neo：

我刚使用功率级设计器进行了一些实验。

您是否可以尝试替换

R933 ~25k

C1100 ~ 24nF

此致、

 斯特凡

Stefan、您好、

25K/24nF 不起作用。  

相反、我将 R61更改为1k 或2k、将 R933更改为2.2k、C1100更改为220nF、我得到了明显改进的波特图。

但在波特图中、0dB 各有两倍的增益、而增益裕度是不够的。 此处是0.2A 和2A 负载时的波特图。

看起来有两个零点@~1kHz 提高相位/增益、然后是双极点@~8kHz、这会 显著拉动相位。

您能帮助我理解双零点和极点的属性是什么 R/C 吗？ 有什么想法、知道如何进一步调整它？

0.2A 负载

2A 负载时。

此外、当我查看 TI 应用手册 SNVA866A 时、发现 RC 通过 COMP 引脚连接。 这些组件的用途是什么？ 它们是如何对环路零点和极点产生影响的？ 如何选择值？ 谢谢。

谢谢

新生儿

尊敬的 Neo：

有一个很好的报告描述了补偿及其定义方式：

开关模式电源转换器补偿变得简单

这可能会有所帮助、并为您提供所需的信息。

此致、

 斯特凡

Stefan、您好、

我们探测了启动波形、显示了斜升结束时的电压阶跃。

您能告诉我这可能是什么原因吗？ 谢谢。

尊敬的 Neo：

您是在有负载还是没有负载的情况下运行此测试。

如果这是空载的、则输出电压会被过度充电、因为一个脉冲已提供更多能量、系统将消耗。
您能否并行探测软件以查看控制器在此期间是否进入跳跃模式、或者这看起来是否像工作模式。

此致、

 斯特凡

Stefan、您好、

我们运行空载和2A 负载时观察到了相同的行为。

我们探测了该期间无跳过模式的 SW。 此外、该时间段大约为100ms、因此似乎不是工作模式。

您能帮助仔细检查一下吗？ 谢谢。

在0A 负载条件下启动。

在0A 放大的情况下启动。

尊敬的 Neo：

抱歉、刚刚再次意识到这是反激式设计。
我认为问题出现在启动逻辑中、该逻辑对于反激式需要特殊注意事项、请参阅此文档：

https://www.ti.com/lit/an/snvaa44/snvaa44.pdf

此致、

 斯特凡

Stefan、您好、

我没有获得任何有关为什么会出现此文档中的某个步骤(大约80ms)的线索。

您能对此提供一些看法吗？ 是因为斜升时间过长(大约300ms)造成的吗？

谢谢

新生儿

尊敬的 Neo：

正如您在数据表中看到的：

因此、在软启动阶段、COMP 引脚会受到软启动电路的影响。

现在、您在次级侧的软启动(带有电压调节功能)、LM5022中的软启动块都可以在 COMP 引脚上运行。

因此我假设(您也可以检查)软启动充电斜坡也与输出电压的增加相关。

如果使 SS 引脚的软启动时间比次级侧的软启动时间更短、则应避免此问题。

注意：很抱歉、我在向上滚动时感到困惑、并且看到了 LM51551的图像、因此我附上了 LMN515x 软启动的报告。

此致、

 斯特凡

Stefan、您好、

谢谢。 根据计算结果、在 SS cap=0.47uF 且充电电流为10uA 的情况下、斜坡速率为~21V/s。 虽然从波形可以看出、斜坡速率为~20V/s、但看起来它们是匹配的。

我将尝试减小 SS 电容并与您联系。 谢谢。

PS。 之前的请求是了解使用 TL431进行的环路补偿、因此 SNAP 来自 LM51551。 很抱歉造成混淆。

新生儿

尊敬的 Neo：

除了输出电压外、您是否可以探测 SS 和次级侧软启动。

此致、

 斯特凡

Stefan、您好、

对于次级侧软启动、您是指此节点吗？

谢谢

新生儿

尊敬的 Neo：

是的、此器件负责次级侧的软启动。

此致、

 斯特凡

Stefan、您好、

您能帮助我了解 LM5022的 SS 行为吗？

1. 在二次侧软启动控制(光电二极管导通)后、SS 电容器是否仍能充电？ 如果需要、可以通过 SS 电容器充电多大的电压？ 有任何电压钳位吗？

2.在实施次级软启动的情况下，如果 SS 保持充电状态，SS 电压是否仍会影响 COMP 引脚？ 如果是、它会对哪些方面产生影响？

在我们的设计中、设定点为12.8V、因此电压似乎 是软启动、但被拖动到~12V。

谢谢

新生儿

尊敬的 Neo：

感谢强调目标电压应为12.8V -假设12V 应为目标电压。

您能否探查并分享第一通道和第二通道上输出电压的示波器图(如图所示)：

- LM5022的 SS

- C1105

- U13引脚1 (LMV431)

- LM5022的 COMP 引脚

请确认上述原理图中的"无"表示未组装或说明"无"表示什么。

此致、

 斯特凡

Stefan、您好、

请查看以下波形。 原理图中的"无"表示元件未组装/填充。

1. CH1-12V、CH2- C1105、CH4-SS

2. CH1-12V、CH2-U13引脚1、CH4-COMP

观察到的情况：

1.  在 U13引脚1 (引脚1和引脚3上的探针)上焊接探针(同轴电缆)时、电压降消失并平稳上升至稳定的12.8V。 见上面的2号波形。  从 U13引脚1和3拔下同轴电缆后、压降再次出现。

2. COMP 电压非常低,接近0V,但我们仍然观察到了开关 DIDT 波形和 Vout 的上升。 使用 DMM 测量的 U114引脚4-3、电压提供~0V。 已确认它不是探测问题。

您能分享一下自己对此的看法吗？

BTW、在测试过程中、此电路板上的一些 BOM 经过 了调整、因此具有良好的相位裕度。 此处是供您参考的 BOM 值更改。

谢谢

新生儿

尊敬的 Neo：

感谢您的更新。

似乎有一些干扰正在注入到 LMV431的 FB/REF 输入端、但这不应是环路稳定性问题。

此问题可能是由于：

- LMV431被放在非常靠近或低于电感器的位置-您能检查一下吗?

-共模滤波器没有放置或损坏-您可以确认 R929、C1096、C1097、C30、C1098被放置和特别是 R929未损坏或损坏

- LMV431 REF 的布局正确完成,避免了噪声拾取

- LM5022 COMP 布局正确完成,避免噪声拾取

您可以尝试的其他一些对策：

-添加一个滤波电容器 HF 噪声到 COMP (COMP 到 GND)例如与1nF 可以帮助  

-如果 LMV431没有足够的电流进行操作,添加1k R29将会有所帮助

->您能检查上述项目并告诉我吗？

此致、

 斯特凡

Stefan、您好、

1. LMV431在布局中偏离了切换器件的位置、请参阅以下快照。

2.我们可以以 ISO_AGND 为基准探测 SS 和 DIDT 电压，因此 R929不会被损坏。

3.请参阅第1点、其中黄色迹线 从反激式输出路由到 TMV431部分进行电压检测。

4. COMP 是 LM5022和 Opto 之间的短迹线、远离噪声源。

Question：

如果 TMV431工作电流不足、COMP 应接近5V、而不是0V、对吧？ 根据数据表、工作电流非常低、因此我假设不需要 R29。 请更正我的错误。

2.为什么将同轴电缆探头焊接到 TMV431引脚1和3可以解决该问题？ 据我了解、焊接同轴电缆后可以增加很小的电容。 能否在 TMV431引脚1-pin3上添加10pF 之类的小电容器？ 如果需要、该电容是否会影响环路稳定性？

3. 基本而言，您是否看到 COMP 接近0V 时存在任何问题？ 如果为真、则不应有输出和 DIDT 脉冲、对吧？  

4.要在 COMP 和 GND 之间添加电容、您是否意味着在光电引脚4和引脚3上添加1nF 电容？

谢谢

新生儿

更新：

1.添加1k Ω R29时、无帮助、观察到的输出电压略高(启动电压高达13V、然后降至~12.6V)。

2.在 COMP 上添加1nF 到 GND，没有帮助。

3.添加 与 R939并联的10pF，没有帮助。

R929很好、而且 C1097之间的阻抗也是2千欧。

更新了：我们将 C1105更改为4.7uF 的电容、并从电路板中删除了 C1106、电压平稳斜升、但稳定在12.4V。 我们的设计目标为12.8V。

测量的 U13引脚1为1.232V、而不是1.24V。  

您能帮助建议什么原因可能导致电压不准确吗？

CH1-12V 输出、CH4-COMP

谢谢。

尊敬的 Neo：

似乎仍然有一些噪声注入到 LM431的 VREF 中(请注意、您之前曾几次提到 TMV431、但这应该是 LMV431 -对吧？)

找出这种噪声的路由原因很好、但如果不向 VREF 添加一个小电容器也可行。

如果这只是几个 pF、则不应影响环路、但请使用波特图再次检查环路。

此致、

 斯特凡

Stefan、您好、

我在 Vref 和 GND 之间放置10pF、没有帮助、是否应该使用像100pF 这样的更高值？

如前所述、通过将次级软启动电容器从2x47uF 更改为1x4.7uF、电压斜升很平滑、但仍略低于目标输出电压。

是的、这是一个拼写错误、我的设计中应该使用的是 LMV431。

谢谢。

尊敬的 Neo：

出于好奇、您可以尝试以下修改：

将 CR12阳极直接连接到 U114引脚2。

此致、

 斯特凡

Stefan、您好、

 此连接的目的是什么？ 我们是否需要切断红色标记区域的迹线？

BTW、我们尝试了一些更改、结果如下：

1.将 C1105、C1106 2x47uF 更改为4.7 uF 的电容、电压可以平稳地上升、但略低于目标12.8V。

2.保持 C1105=47uF、移除 C1106、将 R61从2千欧更改为1千欧、电压在预期电压12.8V 下平稳上升。

R61为何影响输出电压？

谢谢

新生儿

尊敬的 Neo：

我不会切断 PCB 上的迹线、但旋转或提起 CR12、使其不会与阳极侧接触、然后与蓝线接触。

我想看看二极管(例如、它的反向恢复电荷)和软启动电容 C1105和 C1106是否会对 LM431的环路控制产生一定的影响。如果这一点在 R61之后连接。

ESP。 正如您现在还看到的、更改 R61和 SS 电容会对这个问题产生一些影响。

此致、

 斯特凡