[参考译文] LM5177：LM5177高压输入问题

Luke、您好！

您能否在打开电源时检查电源的输入电压？ 您的60V 电源是否有可能在很短的时间内产生更高的电压？  

如果不是、请在使用32V 电压工作的电路板上发送一些波形。 重要的节点是 VIN,COMP, VOUT ,开关节点,COMP ,...

我们将同时回顾您的原理图。

此致、
Brigitte

我将检查它、很快就会用波形进行回复、并检查电压...

我现在已经买了一个更高电压、更高电流的电源进行测试、还买了 MOSFET 替换烧毁。 我会做更多测试...

尊敬的 Luke：

感谢您的更新。 如果您有新结果、敬请告知。

此致、

 Stefan

我意外地离开办公室,直到5月28日,我会有一个更新的时候!

有任何关于如何获得结果的建议吗？

波形和一切看起来都好...

我打开它在30V 的电压,慢慢地把电压上升到40V,一切仍然很好..

我点击了42V、零部件再次爆炸！ 我现已烧毁12个 MOSFET 和6个 LM5177以获取波形、并且它始终会爆炸...

尊敬的 Luke：

我仔细研究了原理图并检查了所使用的 MSOFET。

您在原理图中使用的 MOSFET 类型不是逻辑电平 MOSFET、显示了米勒平台(请参阅 MOSFET 数据表的图15)。

由于 LM5177中使用的栅极电压为5V、因此这不会允许 MOSFET 正确开路。 因此、对于 LM5177、您需要使用 MOSFET、该 MOSFET 的米勒平坦区更处于2.5V 至3V 的范围内。

可能这不是您现在正在使用的引脚-因此最好知道您的电路板上有哪一个引脚。

您是否还可以共享更多数据：

-在测试时,您是否连接了负载或者是否连接了负载

-如果您只是将电压提高到设备运行没有问题的水平

-你可以在那里运行很长一段时间,没有问题(什么是电压电平)

-在这个层次上你可以探测

 -输出电压纹波

 - COMP 电压
 - SW1和 SW2以便可以看到几个周期- 是稳定的波形或抖动
 - SW1和 SW2、以便可以看到任何下冲或过冲的上升沿和下降沿

 -输入电压如此稳定

此致、

 Stefan

"好的,我看不出来。"  

因此我已将其切换为用于  BSC034N10LS5ATMA1 MOSFET、并将进行进一步的测试...

在所有测试期间都连接了电池负载、但我现在已移除这些测试的负载。

输入电压是直流电源、因此非常稳定...

我现在正在获得结果,并将回复!

https://we.tl/t-RDNg8sdTbE -"Scope"图像的 WebTransfer 下载链接。

2 - VIN 13V 输入空载

3 - VOUT 13V 输入空载

4 - SW1 13V 输入、空载

5 - SW2 13V 输入、空载

6 - VIN 13V 输入、1A 负载

7 - VOUT 13V 输入1A 负载

8 - SW1 13V 输入、1A 负载

9 - SW2 13V 输入、1A 负载

10 - VIN 25V 输入空载

11 - VOUT 25V 输入空载

12 - SW1 25V 输入、空载

13 - SW2 25V 输入、空载

14 - VIN 25V 输入、1A 负载

15 - VOUT 25V 输入、1A 负载

16- SW1 25V 输入、1A 负载

17 - SW2 25V 输入1A 负载

18 - VIN 40V 输入空载

19 - VOUT 40V 输入空载

20 - SW1 40V 输入、空载

21 - SW2 40V 输入、空载

尊敬的 Luke：

抱歉、我无法访问 WeTransfer 驱动器、因为我们的 IT 已阻止该驱动器。  
您可以压缩该文件并将其附加到此处的线程吗？

此致、

 Stefan

e2e.ti.com/.../Scope-Images.zip

尊敬的 Luke：
请允许我在2-3天内对此进行调查。

1A 时非常不稳定！

如果您也可以在一个示波器图中探测 SW1和 SW2、它将使读取和对齐变得更容易。

C23的电容值是多少-这个1nF。

您还可以分享布局以供审阅吗？

此致、

 Stefan

Stefan、

C23为1nF。 一个示波器图是什么意思？ 在通道1和通道2上并排放置？

/resized-image/__size/320x240/__key/communityserver-discussions-components-files/196/995310-Automotive-Buck-Boost-V3-v26.png

/resized-image/__size/320x240/__key/communityserver-discussions-components-files/196/995310-Automotive-Buck-Boost-V3-v26B.png

尊敬的 Luke：

我打算在某个时间使用两个探头捕获两个信号(例如、通道1和通道2)

此致、

 Stefan

尊敬的 Luke：

从 SW 节点上的高抖动可以看出、该设计看起来非常不稳定。

您能否使用快速入门计算器、输入您的设计数据并在此处共享该文件：

https://www.ti.com/tool/download/SNVR519

检查布局也很好。 从上面的共享文件,我不能识别任何这是小.
只有两层板。 这样可能对于实现所需的性能至关重要。

此致、

 Stefan

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/196/LM5177-Buck_2D00_Boost-Quickstart-Tool-V1_5F00_1_5F00_0.xlsm

这是一个计算器填写我的价值。。

这是板级配置文件、您能查看吗？

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/196/995310_5F00_Automotive_5F00_Buck_5F00_Boost_5F00_V3_5F00_v26.brd

"你在跟我开玩笑吧?

尊敬的 Luke：

感谢提醒-我在这里设置了错误的标志或错过了发送最后的答复。

从布局：

- CSA 和 CSB 没有使用开尔文连接-与 SW1共用线路可能会拾取大量的干扰

- SW1和 HO1建立一些接地回路在 MOSFET 侧

- AGND 和 PGND 之间的连接点在哪里-推荐的是电源板

拥有两层电路板可能对于获得所需的性能至关重要。

有关 布局、请先查看此应用报告： https://www.ti.com/lit/pdf/slvafj3

此致、

 Stefan

Stefan、

我有一些问题要问您... 我是我们的小型制造工厂的所有者和印刷电路板设计师、仅接受过8年级的教育、并在大约8年的时间里进行了试用和错误测试、现在我还没有大多数工程师都有的"书籍"学习...

1.开尔文连接-我从未需要使用我知道的开尔文连接、您说的是只需将其布放到远离 SW 节点的位置、从 CSA 和 CSB 引脚直接连接到电流检测电阻器的每一侧？ 或者每个信号是否需要2个单独的布线？

2.>>SW1和 HO1构建一些接地环路位于 MOSFET 侧-您的意思是什么？"这样的措辞是否符合您的预期？ 如果是这样,我不明白。

AGND 和 PGND 由跳线 R17连接。

也许我只需要使用4层或6层电路板重新设计？ 我从未设计过超过2层。 内层的最佳实践是什么？ 您是否在内层上布置敏感信号、在外层上布置电源平面？

尊敬的 Luke：

对直流/直流功率级进行布局非常关键、许多项目都会影响该设计的性能和 EMI。

由于该部分电路的 di/dt 和 dV/dt 较高、因此每条导线和每种尺寸的电流环路(与节点之间以及与节点之间的导线区域)都具有很大的影响。

使用更多层(例如4层)进行设计会更容易实现这一点、因为您可以拥有一个专用的 GND 平面、而不会与需要电流绕过的其他信号对接。

在上面的应用报告( https://www.ti.com/lit/pdf/slvafj3 )旁边、

我将添加更多有关这方面信息的资源:(可以在 ti.com/psds 上找到 )

实验性电力电子课程和参考| TI.com ->所有都很好、但请查看布局部分

您的问题的详细信息：

1.

开尔文连接:两条并行布线的专用电线-不与任何其他信号共享

->因此、将2根专用导线从 LM5177路由到检测电阻器、使它们保持较小的并联、避免任何快速开关信号并行运行或穿过这条线(SW1 CAN 除外、由于这会以相同的电压电平摆动、因此应在下面或上面的层运行)。

2.

抱歉、该措辞令人困惑。 我的意思是、SW1是从 LM5177从 HO1信号到 MOSFET 的电流返回路径。 由于这是高 dV/dt 和 di/dt 信号、因此连接到 MOSFET 的导线和返回路径应构建一个尽可能小的面积。 在 LM5177侧这仍然可以、但在 MSOFET 侧、这会变大并生成某种环路。 (注意：此处最好将两根电线分为两层、一层叠放)。

对于内层、我将使用电源平面并在 OUT 上进行一次信号布线。

另请查看 EVM 以了解有关功率级布线(这是一个4层电路板)的一些指导。

此致、

 Stefan

感谢您的所有建议,我正在工作的新布局和计划下星期完成它,我将上传文件,当我完成建议.

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/196/3100_5F00_Charger_5F00_V4_5F00_v8.brd

这是我经过重新设计的电路板布局布线、您能看一下它是否有改进吗？

这是原理图...

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/196/3100_5F00_Charger_5F00_V4_5F00_v8.sch

尊敬的 Luke：

这项检讨需要一些时间、我应该能够在本周结束前进行。

此致、

 Stefan

尊敬的 Luke：

请在下面查看我的审核列表和带粗体标记的行项目、应再次选中它们

电路板布局

• 与 CS/CSG 感测电阻的开尔文连接->感测电阻的专用导线-未与 SW1合并
• CSA 和 CSB 被 SW1或其他静态信号包围
• 与 ISNS+/-检测电阻器的开尔文连接->与 R50处的 QR-Node 合并
• HO1/SW1的小电流环路(SWx 和 HOx 相互连接)  
• HO2/SW2的小电流环路(SWx 和 HOx 相互连接)  -> HO2可以稍微改善-例如旋转 R48
• 输出电容器之后或之间的反馈连接
• 靠近引脚的 VCC 电容器  
• 使用 AGND 接地区域/平面(所有基于 AGND 的组件都放置并连接到该区域)
  这可以避免电流从电路的其他部分流过来干扰 LM5177模拟信号
• AGND 和 PGND 连接在散热焊盘上

此致、

 Stefan

您是否认为这些要点仍需改进？

jun Fan 说：

与 CS/CSG 感应电阻器的开尔文连接->感应电阻器的专用电线-未与 SW1

我做了这个,但没有看到我的一个多边形与 R55焊盘合并,我修复了这个多边形问题...

jun Fan 说：

CSA 和 CSB 周围环绕着 SW1或其他静态信号

我从 R54和 R55下移除了 SW1迹线、无法在不延长开尔文连接的情况下真正远离 SW1 ...

jun Fan 说：

与 ISNS+/-感应电阻器的开尔文连接->与 R50处的 QR-Node 合并

放在顶层？ 这是与 R55焊盘相同的问题,我把多边形边缘移动得更远了……

jun Fan 说：

输出电容之后或之间的反馈连接

芯片的 VOUT 引脚20和 FB 布线是否可以与 ISNSN 开尔文连接(如 R51/R2连接中)一起使用？

jun Fan 说：

使用的 AGND 接地面积/平面(所有基于 AGND 的组件均放置并连接到此区域)
这样可以避免电流从电路的其他部分流入来干扰 LM5177模拟信号[/报价]

您能看到 GND 平面吗？ AGND 称为 GND、电源 GND 为 PGND... 我认为多边形可以接受、对吧？

我忘记了将 PGND 连接到电源板上的 GND、我将添加它！

尊敬的 Luke：

是的、标记为粗体的文本是应该检查或改进的文本-从整个文本中、您还可以看到我检查过的内容。

一条布线中的 VOUT 和 FB 没有问题- ISNSN 应单独放置

没错、我错过了 GND 平面的分离-感谢您再次进行检查。

注意： 我们没有 Eagle 作为布局工具-因此必须将其导入到我们的工具中-始终存在某些错误显示的风险。

此致、

 Stefan

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/196/3100-Charger-V4-v14_5F00_2024_2D00_06_2D00_26.zip

这是我的最终版本。 您能看一下您提到的所有方面的改进是否足够吗？

尊敬的 Luke：

您共享的文件格式是什么？

谢谢！

 Stefan

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/196/3100-Charger-V4-v14.brd

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/196/3100_5F00_Charger_5F00_V4_5F00_v11.sch

尊敬的 Luke：

看起来对我很好。

此致、

 Stefan

下午好！

我的 PCB 刚到、我组装了2块、开关节点上的噪声和以前一样糟糕...

我还有哪些其他选择？

您好 Luke。

它仍然看起来像 CSA/CSB 上来自峰值电流传感器的受干扰电流检测信号。

该检测电阻的电感是否非常高？

将检测电阻与连接端子位于长侧(宽)可能会有所帮助。

此外、2个或3个并联感应电阻器以获得相同的值会降低电感。

还可以再次检查 CSA/CSB 上的滤波器。  您在这里使用什么？

您是否仍在使用10uH (远高于建议值)

此致、

 Stefan

我将3 - 4m Ω 电阻器并联... 这两种电阻是 TLRP2B10ER004FTD 低电感电阻...

滤波电容器为1nF、电阻为100欧姆...

我仍在使用10uH、我现在将其换出、看看会发生什么情况...

尊敬的 Luke：

CSA/CSB 上的滤波器与转角频率相差太低、会滤除所有所需的动态滤波器。

请在此处尝试 fSW = 400kHz 时的推荐滤波器：

此致、

 Stefan

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/196/4-Layer-3_5F00_3uH-CS-Filter.zip

这是采用新型 CSA/CSB 滤波器和3.3uH 电感器得到的、这个电感器发挥了巨大的作用！

我在升压区域仍然有噪声、尽管没有那么糟糕...

尊敬的 Luke：

感谢您的更新。
我很高兴听到这些变化带来的行为改善。
Stefan 目前不在办公室、但明天会再来。

如果您有任何其他未解决的问题或需要审核设计更改、请告知我们、Stefan 将 在接下来的两天内向您提出问题。

此致、
Niklas

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/196/3100-V4-Inductor-Testing.zip

这是4种不同电感器的测试文档、原始 PQ2614 10uH 绝对是最差的、PQ2614 2.2uH 和 IHLP6767 2.2uH 之间的比赛...

我最关注的区域是12V 输入全电流负载... 这是最严重的噪声干扰、将成为电路的主要工作点。 需要调整电路的哪个部分以实现稳定性？ 斜坡和 COMP 对吧？

尊敬的 Luke：

COMP 引脚负责确保环路稳定性。 因此、如果环路不稳定、它可能对 SW 上的抖动产生影响。 若要检查这一点、最好使用网络矢量分析器或检查负载阶跃的响应。

如果已按照数据表中的建议设置了斜率补偿、这应该是可以的。 如果您想进行一些测试、如果这将有助于在此处改进、您可以选择较低的值来增加斜率补偿。

我不确定文档中信息的正确解释、因为输出有时是电流、有时是电压。

此致、

 Stefan

抱歉、在文字文档上存在混淆、输出端连接到电阻可调工作台负载中心 RIGOL DL3021。 具有 CC 负载模式和 CV 负载模式、转换器在对电池充电时都会看到这两种模式、这就是我使用两种方式进行测试的原因。。。

我降低了斜率值并得到了非常相似的结果、所以我打算做一些长期测试、但我对目前的性能非常满意...

升压模式下的抖动是大问题还是您有何看法？

尊敬的 Luke：

您能否确认 CFG 引脚上的电阻器的阻值保持在原理图中所示的2.7k 之前。

我也可以是 DRSS、但使用2.7k 时、它将被禁用。

此致、

 Stefan

CFG 引脚仍然为2.7k Ω。

尊敬的 Luke：

感谢您的确认。

如果我是对的、我会再次检查图表

通道1连接到 SW2

通道2连接到 SW1

好。

您能否再次绘制此图像并在下降沿触发：

示波器图像#38：电感器–2.2uH IHLP6767、输入–12.0V、输出–2A。

在随后的下降沿不会看到任何抖动。

此致、

 Stefan

/resized-image/__size/320x240/__key/communityserver-discussions-components-files/196/2308.SDS00049.png

当我在下降沿触发时、下降沿上没有抖动、但无论我在哪里触发、上升沿上都有抖动。。。

这还不重要吗？

但在我的所有 读数中、黄色是通道1-SW1、紫色是通道2-SW2。。。