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[参考译文] LM5012-Q1:在施加足够高的电流时、Vout 急剧下降

Guru**** 1831610 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5012-Q1, LM5012, LM5013-Q1
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https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1396351/lm5012-q1-vout-dropping-drastically-when-applying-a-high-enough-current

器件型号:LM5012-Q1
主题中讨论的其他器件: LM5012LM5013-Q1

工具与软件:

大家早上好、  

我在使用 LM5012-Q1转换器时遇到问题。 在背景环境中、我们将12S-50V 电池作为转换器的电源、并将其转换为38V 出口。 我们观察到组件的意外行为: 电路的输出连接到直流负载以控制输出电流。 在没有任何电流的情况下、降压转换器输出预期的38V 电压。 但是、一旦我们增加输出电流、我们就会观察到压降。 这个下降一直持续到我们达到1.3A 和30V 的负载。 如果我们继续增加电流、电压会降至4.4V。
同时、我们还能听到 LM5012发出的嗡嗡声。 在先前详述的测试过程中没有过热(使用热像仪进行检查)。

一旦电压下降到4.4V、我们需要将负载电流降低到大约0.3A 以便突然恢复到"正常"电压(大约37V、因此仍然偏离了假定的38V)。 我们不知道该迟滞来自哪里。


你有什么线索在那里发生了什么? 我们似乎无法找到任何对观察到的行为的描述或解释。

随附了与 LM5012 Q1降压转换器一同使用的电路原理图以及 PCB 布局。

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感谢您的帮助和理解。  

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    您好!  

    反馈和纹波注入网络阻抗非常高(例如、3mΩ Ω 上反馈电阻器)。 尝试将阻抗缩小10倍、以改善抗噪性能。

    ——

    TIM

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    此外、47pF 是耦合电容器(到 FB)的一个非常低的值、可能会放电、从而影响调节。 尝试将其增加到>100pF。

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    我们将首先尝试降低阻抗、看看这将引领我们前进的方向  

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    谢谢、Luca

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    尊敬的 Timothy:  

    我们通过将 Rfbt 更改为470k Ω 并将 Rfbb 更改为15k Ω 来更改阻抗值  、其中电压精细调节为39.4V、直到达到0.5A。这时、 总线开始下降、直到再次达到1.4A、总线一直下降到4V。 我们将尝试更改100 pF 的电容  

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    我们只是更改了电容、但没有任何帮助  

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    你认为它可能会来为一批缺陷的组件? 我们同时构建了两块 PCB。 我们可能会要求更改 LM5013-Q1的元件、但在这样做之前我们正在探索一切可能  

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    发送一个针对此设计的完整快速入门计算器、以便我们可以检查纹波注入元件等 另外、验证 FB 处纹波注入的波形。

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    这是 webench 提供的建议设计  

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    我不认为有任何用于 LM5012 Q1的快速计算工具

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    此处是负载为0.5 A 时的输出电压曲线,均值为38.5V

    这是1.4A 负载下的 Vout 曲线、平均值为5V

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    上面的图显示了一些不稳定性。 尝试使用较高的耦合电容值来调试此情况、例如1nF (较高的电容会稍微减慢瞬态响应速度)。 我已经看到、当耦合电容器(Vout - Vref)上存在大电压时、Vout 会很高、因此很容易发生轻微放电、从而影响 FB 电压和相关的纹波信息。

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    我们是否可能因为电感而达到了 IC 的电流限值?  

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    我对其表示怀疑、因为这是一款峰值电流限制设置高于该值的2.5A 额定转换器、但需要检查电感器电流以进行验证。

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    下面是 FB 和 SW 的汇编、顺序分别为:0A、0.2A、0.5A、1.2A、1.4A:

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    我们尝试了一个2.3 nF 的电容器,它根本没有帮助  

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    FB 电压似乎有大量噪声、应为来自电感器两端 RC 的三角波形。 尝试使用铁粉/屏蔽式电感器更大限度地减少辐射场效应。 我怀疑261k 在拾取噪声、所以您也可以缩放该网络的阻抗。

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    我们的电感已经被屏蔽。 我想我们会尝试对其进行更改、以获得更高的电感(例如47uH)

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    请尝试将 FB 阻抗调低十倍。 另外、负载时 FB 上可见的脉冲波形可能是降压电感器和输出电容 ESL 之间的电感分压器。 我怀疑47uF/50V 是电解电容器。如果是、请并联添加一个陶瓷以降低高频噪声。

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    输出电容器是陶瓷电容器、但我们将尝试并联一个1uF 电容器

    以下是电感的 PCB 迹线参考:

    您是否认为输出电容(C5)与电感之间的布线未调整?  

    对于 FB 阻抗、如果我们继续降低、我们可能会超出建议值。 我们将尝试事先更改电感。  

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    我们尝试并行添加1 uF、但它没有改变行为。 我们还尝试使用10 uF、也没运气  

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    C5是电解电容器吗? 关键是降低 FB 电压上的噪声、因此纯陶瓷输出电容器有助于消除在 FB 电压上观察到的脉冲行为。

    较低的 FB 阻抗有助于防止靠近电感器的这些元件拾取电感器辐射场的噪声。 尝试在电感器周围放置屏蔽物以验证这一点。

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    C5实际上已经是陶瓷电容器。 我们的电感器也已经被屏蔽  

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    谢谢、Luca。 如果您能够跟踪 FB 噪声的来源、则应该解决该问题。 SW 节点电压对 VOUT 似乎存在电感分压效应、因此应尝试减小输出电容 ESL。