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[参考译文] LM51561-Q1:具有断续模式的反激式转换器

Guru**** 2391125 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5156, LM51561

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/1350520/lm51561-q1-flyback-converter-with-hiccup

器件型号:LM51561-Q1
主题中讨论的其他器件:LM5156LM51561

您好!

我正在设计一款具有自动切断与恢复功能的75W 反激式转换器、以实现大规模生产。

断续持续发生、但未达到电流限值(已验证变压器电流和 CS 引脚上的电压< 100mV)。

UVLO 上为2.5V、频率为180kHz。

如果我在没有自动切断与恢复的情况下使用 LM5156、设计就能正常工作并达到全功率。

除了电流之外、什么会触发断续?

请提供帮助。

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    尊敬的 Fred:

    感谢您使用 E2E 论坛。

    断续模式没有其他触发源。

    软启动可能存在问题。 如果在软启动期间触发过流、LM5156 (无自动切断与恢复)可能能够在器件持续重启的情况下以某种一次性模式达到输出电压。

    您在哪里检查了 LM51561或 LM5156上的 CS 引脚电压?

    您可以尝试增加软启动时间(Cap)。

    此致、

     斯特凡

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    我尝试了,没有打嗝与疯狂的22u 的电容器,但一旦软启动是过电容器放电,过程再次开始。

    限流电阻为0.011欧姆、变压器中的电流小于3A。

    CS 引脚距离电流检测电阻不足5mm。 PGND 连接到同一电阻器的接地侧。

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    尊敬的 Fred:

    感谢您的



    讲解。 正如 Stefan 已经提到的、除了 OCP 之外、没有其他断续触发源。 是否在 CS 引脚上使用 RC 滤波器? 这可以避免由于噪声而错误地触发 OCP。 您还可以考虑减小检测电阻并检查是否仍然发生断续。 此致、 尼克拉斯
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    我在 CS 100R/100pf 上使用了滤波器。 当我将电容增加到1n 时、MOSFET 将爆炸。

    空载时、输出电压上升到标称电压。 但一旦我拨入100mA 的负载电流、SS 引脚变为低电平、单元就会重新启动。 CSS 为10uf。 一次侧电感为60uH、Fsw = 180kHz

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    尊敬的 Fred:

    感谢您的更新。
    您是否愿意分享您的 LM5156原理图并提供输入电压范围/输出电压?

    然后、我们可以审查设计并检查可能的故障原因。

    谢谢、此致、
    尼克拉斯

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    如何附加.pdf?

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    尊敬的 Fred:

    您可以将文件拖放到回复文本框中、也可以在消息下方单击"insert"、然后单击"Image/Video/File"、 将其放入本地文件 位置。

    此致、
    尼克拉斯

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    e2e.ti.com/.../Powersupply_5F00_75W_5F00_V1_5F00_6.pdf

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    尊敬的 Fred:

    感谢您提供原理图。
    在隔离型反激式拓扑中使用 LM5156时、FB 引脚会接地。 这基本上禁用了内部软启动特性。
    如果器件在启动后立即进入断续模式、则可能与由于为输出电容器充电而产生的浪涌电流升高有关。

    可在次级侧实施人工软启动。
    这将限制占空比并避免斜升阶段出现过流。
    更多详细信息、请参阅此应用手册:
     https://www.ti.com/lit/an/snvaa44/snvaa44.pdf

    此致、
    尼克拉斯

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    您好、Niklas、

    系统在没有任何负载的情况下启动、当我将100mA 负载置于电源上时、它会持续关闭并重新启动。

    弗雷德

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    您好、Niklas、

    蓝色迹线表示变压器电流(1A/div)。 在初始高电流之后、它停止3ms、然后我正常工作、直到 CSS 时间到期、然后它再次启动。 100mA 加载时的照片。

    是否可能只需极短的 CSS 时间即可实现辅助软启动?

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    尊敬的 Fred:

    感谢您发送额外信息。

    如果在没有负载的情况下没有发生这种断续行为、则是启动期间触发 OCP 的另一个指标。
    LM51561器件具有逐周期电流限制(OCP)和断续模式。
    如果检测到64个周期的 OCP、则器件将进入断续模式。 这意味着它将在固定的开关周期内关断、同时 CSS 将放电。

    更改 CSS 不会对该行为产生影响。
    测量 CS 引脚信号时、您将能够看到 OCP 被触发。 它应高于100mV、这是 OCP 的阈值。

    第二次软启动应该可以解决此问题。

    此致、
    尼克拉斯

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    您好,Niklas

    我不知道该怎么说。 辅助软启动对前几个周期没有影响、因为它需要在辅助启动时提供一些电压。

    问题是、LM51561以大约45%占空比开关启动时会触发 OCP。

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    尊敬的 Fred:

    感谢您的反馈。
    上述应用手册提到了另一种限制占空比的方法、尤其是在第一个周期期间。
    我是指在 SS 和 COMP 引脚之间推广 BJT 这一节。
    该电路将对浪涌电流施加额外的限制、以避免启动期间出现 OCP。

    是否有可能实施该 BJT 电路并检查是否有改进?

    谢谢、此致、
    尼克拉斯

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    会做的

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    您好、Niklas、

    该更改似乎可以解决高启动电流问题。 但在100mA 负载时、电源持续关闭(请参阅上面1A/div、hor 40ms/div、CSS 100nF 的屏幕截图)。 无负载运行正常。 实施了辅助软启动。

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    尊敬的 Fred:

    感谢您的反馈。
    因此、如果我理解正确、那么启动期间没有高浪涌电流、但器件在启动后仍会进入断续模式?
    首先、我会尝试检查100mA 对于应用的一般过高。
    当器件在无负载的情况下正常启动时、您是否可以在无负载的稳定状态下运行它、然后缓慢增大负载以查看何时触发 OCP?
    我仍然遗漏了输入电压范围和变压器电感与绕组比、所以还不能对设计进行一般性审查。
    您还可以使用我们的快速入门计算器工具来检查感应电阻是否合适:
    https://www.ti.com/tool/download/SNVC240

    此致、
    尼克拉斯

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    输入电压范围为100V 至143V DC。初级电感为60uH、绕组比为4:1、24V 输出、Fsw 为180kHz。

    请记住、LM5156 (无断续模式)可使用相同的变压器和电流检测电阻提供24V 3.2A 电压、电流限制为0.011R =>~9A。

    最大 在75W 负载下、峰值电流应约为6A。 从屏幕截图中可以看出、重新启动时100mA 负载下的峰值电流低于3A、 之后低于1A。 我将运行一个测试、负载可以在没有断续模式的情况下输出。

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    添加 BJT 可将启动电流 从8A 降低至小于3A 峰值、

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    尊敬的 Fred:

    感谢变压器信息和更新。

    我同意该变压器非常适合该应用、并且不应存在违反电流限制的情况。
    (LM5156能够在同一应用中支持满负载、可确认这一点)

    仍然有可能通过 CS 引脚上的噪声错误地触发 OCP。
    我已经在引脚上看到 RC 滤波器的 R31/C31、因此应该已经有一定程度的噪声被滤除。

    仍然在检查该应用的负载能力时、您是否可以测量 Switch Note?
    我们将在此处看到是否存在任何次谐波振荡或噪声。

    谢谢、此致、
    尼克拉斯

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    您好、Niklas、

    直接在芯片上缩短 PGND 和 AGND、从而在24V 下实现2.7A 输出电流。 2.8A 时、输出电压降至10V。

    e2e.ti.com/.../4606.Powersupply_5F00_75W_5F00_V1_5F00_6.pdf

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    尊敬的 Fred:

    那么、初始布局没有电源接地和模拟接地连接?
    这确实会导致两个接地电平发生变化、因此检测信号可能变得不准确、包括电流检测或开关频率设置。
    建议通过一条迹线或通孔连接 ANGD 和 PGND 以避免移位。

    根据布局片段、似乎只有接地线迹、没有平面或多边形。
    大型接地平面可以改善热行为并降低噪声。

    缩短 PGND 和 AGND 是否解决了开路问题、或者电路板上是否仍然存在异常行为?

    此致、
    尼克拉斯  

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    您好、Niklas、

    当然、我使用接地平面(pdf 中为深蓝色)。 如您的数据表中所述、电流是在 CS 和 PGND 之间测得的。 因此、我将 PGND 连接到电流检测电阻的接地侧、该电阻通过四个过孔连接到接地平面。 现在我们知道了、问题是噪声。 我想我们可以将其视为已解决。

    感谢您的帮助!

    此致