[参考译文] LM5156HEVM-FLY：什么是 Evolution 电路板的过载电流

您好 Moritz

感谢您的答复  

我们设计了5V、3A 电源的采用 LM51561H 的 PSU

在测试期间、我们发现了一些错误、您能帮助我们解决问题吗？

错误-当我们将电流增加到3A 以上时、它会进入过载保护范围、它会尝试恢复。 观察到的输出波形  

以下是进入过载保护后的附加 Schimatic 和输出波形  

请解释该问题和解决方案  

此致

Aditya   

尊敬的 Aditya：

在审查反激式设计时、您能否填写快速入门计算器并附上它？
https://www.ti.com/tool/download/SNVC240

谢谢、此致、
Niklas

您好、Niklas  

感谢您的答复  

PFA 快速入门计算表  

1.还有一点:对于过载保护,我们实现了如下所述的迟滞。 我们正在实现4A 电流下的过载保护、恢复阈值为3.4A、会产生600mA 恢复迟滞  

2.我们观察过载后评估板的输出波形,发现它们与我设计中观察到的波形相同。

您能不能就相同的问题和解决方案提出建议？

e2e.ti.com/.../Copy-of-LM5155_5F00_56_5F00_Excel_5F00_Quickstart_5F00_Calculator_5F00_for_5F00_Flyback_5F00_Regulator_5F00_Design.xlsx

谢谢

Aditya   

尊敬的 Aditya：

感谢您附加计算器。
建议的检测电阻为25.6m Ω、且 本设计使用27m Ω 电阻、因此我想说原理图的这一部分没有问题。

断续模式定义为在启动之间等待32768个脉冲。 在250kHz 时、这将导致关断时间为~131ms。 这与您所连接的波形图相匹配、因此我同意这看起来像是断续模式运行。

由于输出电压从未达到目标电压、因此我假设这可能与软启动有关。
在启动期间、所有输出电容器都将被充电、这会增加负载条件。
原理图显示实施了次级侧软启动、但恐怕软启动斜坡仍然太陡、会触发 OCP。
由于低结果、我无法完全读取输出电容值。 看起来值为820mF。 这意味着电容必须为0.8F、电容很大、需要很长的软启动时间。

我建议尝试增加软启动时间、以避免启动期间触发 OCP。

有关这方面的有用应用手册可在此处找到：
https://www.ti.com/lit/an/snvaa44/snvaa44.pdf

此致、
Niklas

您好、Niklas、

感谢您的答复  

是的、在我的设计中使用 CLC 滤波器(C-820mF 6.3V、L-10UH、C-820MF 6.3V)、因为我们需要输出纹波低于20mV  

您能否建议使用该值？  

此致

Aditya  

尊敬的 Aditya：

尽管对于此类应用而言、1、6F 的总电容非常高、但可行吗。

为了避免在启动期间进入 OCP、SS 和 COMP 上的额外 BJT 对于避免 COMP 信号快速上升非常重要。
目前、它们使用的是具有断续功能使能的 LM51561。
如果它们切换到非断续版本 LM5156、即使 OCP 仍被触发、也可以实现完全斜升至5V 输出电压。
不过、他们将失去断续功能。

如果大电容的主要目标是太实现低输出电压纹波、则一种更便宜的选择是将输出轨调节到5.2V、然后使用 LDO 将电压调节到5V、并具有最小的电压纹波。

此致、
Niklas

您好、Niklas  

感谢您的答复  

在以下测试条件下、我得到了另一个观察结果  

测试条件：

输入- 18VDC

负载-突然将负载 OA 更改为3A  

结果：观察到输出电压下降5V 至0V、持续160ms

直到2.7A、我们不会观察到骤降。 我们观察到骤降仅高于2.7A   

随附的波形供您参考  

为什么我们会受到这样的伤害？  

此致

Aditya

尊敬的 Aditya：

感谢您的更新。
此骤降可能与 LM51561的断续功能有关。
如果电流需要过冲以补偿负载瞬态、则 OCP 可能被触发并导致器件进入断续模式。
一个自动切断与恢复周期后、器件以软启动启动启动启动、这会限制浪涌电流、因此不会再次触发 OCP。

此致、
Niklas

您好、Niklas  

感谢您的重播  

在我的原理图中 、我将反馈置于 L (10uF 电感器)之前。

所以、我们移除了电感器(L)并与引线短接、在这种情况下我们没有观察到 DIP。

您能解释一下为什么是 L 滤波器导致出现这种情况吗？

请建议我该怎么做。   

此致

谢谢你  

尊敬的 Aditya：

有趣的是、移除滤波电感器后解决了问题。
我可以确认输出滤波器可能会影响调节环路。 例如、另一位客户在将反馈连接到滤波电感器之后时会遇到稳定性问题。
但该设计在电感器之前获取反馈信号、因此可能不一定会影响环路补偿。

滤波电感器可能会改变负载瞬态本身的形式、这可能导致过冲、最终触发 OCP、但我无法利用我现在掌握的信息来确定该理论。

如果可以在组装和不组装电感器的情况下测量输出电流波形、我们可能会更好地了解该行为。

此致、
Niklas

HII Niklas

应该测量哪种电流？

负载电流？

此致

Aditya  

尊敬的 Aditya：

是、负载电流。
我的理论是、放置和未放置滤波器时负载瞬态曲线看起来不同。
例如、如果瞬态斜率变得更陡或过冲、这就是在这种情况下触发 OCP 的原因。

此致、
Niklas

您好、Niklas  

请根据请求查找附件

负载电压和负载电流  

您能建议如何更正此问题吗？

我在 Evolution Board 中观察到以下情况下的相同 Dip。

18V 直流输入

负载- 0至4.8A

评估板在18V 时的 OCP 为5A  

此致

Aditya  

尊敬的 Aditya：

请在下周开始之前给我们一些时间。

谢谢、此致、

Moritz

尊敬的 Aditya：

很抱歉我不在的情况下出现延迟。

根据两个波形图、两个负载阶跃看起来是相同的。 在40ms/div 的时间刻度上、很难说一个斜坡的斜率是否比另一个斜坡更陡。 为此、需要放大这两条曲线。

如果事实证明负载阶跃恰好在触发 OCP 的拐角处、有两个选项可避免在不切换到无断续功能的 LM5156版本的情况下触发断续：
1：减少感应电阻。 这将允许更高的峰值电流
2：增大环路补偿的相位裕度。 这将抑制对负载瞬态的反应

此致、
Niklas  

HII Niklas

感谢您的解决方案  

您能简要地解释一下吗？

如何增加环路补偿的相位裕度？

此致

Aditya  

尊敬的 Aditya：

通过使用我在之前的回复中提到的快速启动工具、可以计算补偿。
https://www.ti.com/lit/an/snvaa44/snvaa44.pdf

在波特图中可以直接看到更改补偿值带来的影响。
(请确保正确输入输出电容、电感和 Vin/Vout/Iout 的参数)

我们通常建议最小设置为60度相位裕度。

此致、
Niklas