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[参考译文] LM5143：LM5143&#39；s 的输出电流能力会变差

admin
Guru**** 2391415 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5143

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/1444909/lm5143-lm5143-s-output-current-capability-has-turn-worse

器件型号：LM5143

工具与软件：

您好、TI 专家！

我们设计的项目 使用 LM5143+4pcs MOSFET 双相架构。 输入=16-32V,输出电压=14.4V ,电流最大20A。 输出电流可以达到12A。 提供了完整电路原理图。 我们去年的大规模生产没有问题。

但是、我们最近批量生产了一个批次、发现其输出电流性能已经下降、 所用元件 来自去年之前遗留的同一批次、输出电流达到5A 电压不稳定性。 请参阅范围1和范围2。  结果似乎 是 环路不稳定。

我已验证以下步骤。

1.目前批量生产:输出电流=6A 开始 不稳定。  请参阅范围3。  

2.去年更换4个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)进行 PCBA 大规模生产、输出=9A 时开始不稳定。   请参阅范围4。  

3.填充的 R65031、R65030和 C65051、C65050可以达到12A 没有问题、请参阅示波器5。  但是、这4个电阻器和电容器去年也已停产。

请帮助分析导致这批 PCBA 性能异常的差异。 期待您的回复。

谢谢你。

BR VICTOR

    

   

e2e.ti.com/.../5047.LM5143.pdf

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    TI__Guru**** 2391415 points
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    你好、Victor

    您能填写设计计算器并通过该主题分享吗？

    这是相关链接- LM5143DESIGN-CALC 计算工具| TI.com

    谢谢你

    此致

    Onkar

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    TI__Guru**** 2391415 points
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    e2e.ti.com/.../0211.LM_2800_2_2900_5143_2D00_Q1-quickstart-design-tool-_2D00_-revB2.xlsm

    您好、Onkar：

    请确认随附的文件、谢谢。

    BR VICTOR

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    TI__Guru**** 2391415 points
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    您好、Victor

    我查看了原理图、补偿组件看上去一切正常。 但是、我注意到输入滤波器缺少阻尼、这可能会导致不稳定。 我建议您参考 AN-2162：轻松解决直流/直流转换器的传导 EMI 问题(修订版 C) 、获取有关设计阻尼网络的指导。  也就是说、我不确定这是否是你们所观察到的问题的根本原因。

    为了更好地理解该问题、您可以  在启动期间分享 SW 节点、Vout 和 SS 引脚波形吗？

    谢谢你

    此致  

    Onkar

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    TI__Guru**** 2391415 points
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    Victor、

    问题在于、您使用的是不适合与 LM5143的5V 栅极驱动一起使用的标准级 MOSFET。 您可以在下面的图中看到米勒平坦区域电压过高、因此几乎没有任何栅极电压过驱。

    相反、请使用 Rdson 额定值为 Vgs = 4.5V 的逻辑电平 MOSFET (然后米勒平坦区应~3V)。 如果最大输入电压为32V、则40V MOSFET 应该没有问题(例如、请参阅 EVM 元件)。

    ——

    TIM

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    TI__Guru**** 2391415 points
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    您好、Onkar  

    我单击了 错误的按钮、此问题尚未解决。

    提供测试的插槽、以供您参考。 (绿色：Vout、粉色：SS、黄色：SW2、蓝色：SW1)

      

    请确认。  

    我感到困惑的是,同样的电路和软件为什么目前的生产有问题, 我怀疑它可能是污染的电子部件的存储。

    谢谢你。

    BR VICTOR

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    TI__Guru**** 2391415 points
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    Tim、您好

    感谢您的反馈。

    PCBA 上的 MOSFET 是 BUK9Y25-60E。 我很久以前将 BOMMList 从 BUK7Y4R8-60E 更改为 BUK9Y25-60E、但我忘记更改原理图了特性 是您提到的逻辑电平 MOSFET、以及如图所示的参数 si。

    我感到困惑的是,同样的电路和软件为什么目前的生产有问题, 去年的产品是好的。 我怀疑电子元件的存储中可能存在污染。

    谢谢你。

    BR VICTOR

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    TI__Guru**** 2391415 points
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    你好、Victor

    感谢您分享这些波形。 这些波形是否在12A 负载电流下获取？ SW2波形看起来正常、但是 SW1会在宽脉冲和窄脉冲之间交替。 您是否能够探测相位1的电感器电流以查看电路中是否存在任何次谐波引文？

    此致  

    Onkar

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    TI__Guru**** 2391415 points
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    您好、Onkar  

    在3A (轻负载)下获取的波形。  

    8A 负载电流有问题、请参阅以下示波器：

      

    明天、我将 探测相1和相2的电感器电流。

    "你是我的!

    BR VICTOR

  • 0
    TI__Guru**** 2391415 points
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    你好、Victor

    从波形来看、似乎触发了断续模式。 当 Cres = 220nF 时、t_res (断续延迟)约为13ms。 波形中的非切换时间看起来非常接近该数字。 您能否探测 Cres 电压以及电感器电流以确认该问题？

    谢谢你

    此致

    Onkar

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    TI__Guru**** 2391415 points
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    您好 Onkar

    它 触发了断续模式。 请参阅示波器。 (粉色：电流、蓝色：Vres)

    我发现、尽管11A 负载没有问题、但 Vres 上存在显著的信号抖动。

      

    谢谢你。

    BR VICTOR

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    TI__Guru**** 2391415 points
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    你好、Victor

    从电感器电流波形可以看出、环路看起来不稳定。 您能否尝试使用以下补偿值进行同样的测试？

    RC1 221k Ω
    CC1 150 pF
    CC2. 15 pF

    此外、您是否可以尝试在电流检测电阻器上使用 RC 滤波器、如 LM5143-Q1 EVM 用户指南(修订版 B)中所示？

    Q：Vres 上有显著的信号抖动。

    我认为这是您的探头在挑选噪声。

    谢谢你  

    此致

    Onkar Bhakare

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    您好、Onkar：

    我尝试了您建议的参数 rc1=220k (手头无221k 电阻器) c1=150pF、c2=15pF。

     卸载时无法正常工作。 请参阅 SW1和 SW2的"Scope"。

      

    我有两个问题需要向您确认：
    1.如果环路不稳定、为什么 SW1的波形是正常的、只有 SW2在宽脉冲和窄脉冲之间交替。

     ？、您提到了电流检测电阻两端的 RC 滤波器、例如低于1 Ω

     

    谢谢你。

    BR VICTOR

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    TI__Guru**** 2391415 points
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    Victor、

    您是否可以更新快速入门指南以了解电解输出电容器的正确 ESR - 60mΩ 处的两个电容器都是30mΩ 网(并联的陶瓷电容器没有太大差异)。 尝试以20kHz 的频率交叉环路以使其稳定、然后测试负载瞬态响应、并根据需要将交叉点调高。

    此外、如果6-20A 是 Iout 规格、则33A 的电流限制看起来很高-考虑将连接到5mΩ 的分流电阻器和电感器的分流电阻增加到6.8uH、以优化功率级。

    我看到上 FB 电阻器的值很高、即230k、这可能容易受到噪声影响。 尝试降低 FB 电阻以略高于5kΩ 并联组合。 最后、VOUT2引脚上无需直接使用2.2uF 电容。

    此致、

    TIM

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    TI__Guru**** 2391415 points
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    Tim、您好！

    更新快速启动 Excel 后、 当前参数看起来没有问题。

    我赞成您的 功耗优化建议、  也尝试了修改 FB 电阻和移除 VOUT2电容器、但当前问题尚未解决。

    目前、组装 R65031、R65030和 C65051、C65050是有效的。 我想确认此问题的原因以及此问题的任何风险？

    谢谢你。

    BR VICTOR

    e2e.ti.com/.../6177.LM_2800_2_2900_5143_2D00_Q1-quickstart-design-tool-_2D00_-revB2.xlsm

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    Victor、

    再次看看这些波形、您可能会在启动时达到电流限制(1640uF 是16V 输出下的巨大 Cout)并触发断续。 查看 Vout 的启动波形。

    尝试增大 SS 电容或减小 Cout。 或使用 RES 引脚禁用断续模式。

    此致、

    TIM

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    Tim、您好！

    我的问题不限于启动。

    启动后缓慢将负载电流提高到12A 的电平也可能导致此问题、
    当然、即使在该负载水平下加电、甚至在以11A 加电时、也会出现该问题。

    我试图把 CSS 从100nF 增加到220nF、但结果仍然相同、我手头没有合适的输出电容器、也没有试过。

    我将在一个星期的生意。 对于消息的延迟响应、我深表歉意。

    谢谢你。

    BR VICTOR

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    Victor、

    尝试添加陶瓷 Cout。 发送布局以供审核。

    此致、

    TIM

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    Tim、您好！

    请检查布局：   

                

    ​谢谢你。

    BR VICTOR

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    您好、Victor：

    此处的开关节点覆铜区相当大、并包括通向内层的过孔(这会破坏内部 GND 平面)。 通常、我们建议尽量减小 SW 覆铜区、因为它是具有高 dv/dt 的辐射平面-也不应存在任何内部 SW 覆铜区。 有关更多详细信息、请参阅应用手册 SNVA803。 对于 AGND、应该有一个安静的 GND 岛、尤其是因为在此设计中、控制器非常靠近功率级。 具体请参阅 EVM 布局和数据表中的布局指南。

    请检查 VCC 电容是否刚好在 VCC 和 PGND 引脚旁边。 此外、引导电容器应靠近 BOOT 和 SW 引脚。 此处应复制 EVM 布局模板。

    此致、

    TIM

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    Tim、您好！

    感谢您检查布局。


    我仍对这项设计去年冻结感到好奇。 去年生产的 PCBA 没有出现问题 、但今年这批产品有问题。

    我刚刚了解到这块 PCB 今年才刚问世、原理图和布局设计去年已经冻结。 自那时起没有变化、我目前还在确认 PCB 流程和堆叠配置。

    你有什么建议吗? 再次感谢您的帮助。

    ​谢谢你。

    BR VICTOR

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    Victor、

    也许您可以查看在新 PCB 上实施了哪些更改。

    此致、

    TIM

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    Tim、您好！

    谢谢、我已经完成了。

    BR VICTOR

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    您好、Victor、您能解决这些问题吗？

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    Tim、您好！

    当然,感谢您的支持。

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    谢谢、Victor。 我将关闭该主题。