[参考译文] LM5149：高温时不稳定

嗨 Godziller (酷用户名 btw)、  

您检查的输出电压是多少-它是50V 吗？  

电感随着温度升高而降低(也可以在电感器数据表中看到)、因此您可能会遇到稳定性问题、这会改变降压转换器传递函数中 LC 极点的位置。  而且您的设计中的交叉频率非常低、这将显著降低环路响应速度并且环路带宽不足够。 建议将交叉频率保持在开关频率的10%-20%之间。 (因此在您的情况下-介于45-90kHz 之间)

看到您可能捕获到的任何波形会很有趣。  

谢谢！

此致、

Taru

感谢 您的回答、问题是如果我使用 Excel 计算 comp 值、我无法找到适用于50V 和1.2V 输出的值。 我只是认为我的输出电容太大、在软启动期间、转换器必须输出大量电流以便为电容器充电、而电容器会使电感器在高温下饱和。

在这里是正常的软启动

在这里、某种入侵会在较低的电流下停止。

尊敬的 Godziller：

我同意您在此处的分析-您是否尝试过使用更低输出电容进行测试？ 我检查了输出电容较低(100uF)的快速入门计算器、并使用了39.2kOhm、1nF 和0pF 的 Comp 无源器件-相位裕度似乎在整个输出电压范围内都很好。  

您可能需要查看其中的内容。 对于具有宽输出电压范围的设计进行补偿通常会更加棘手。  

谢谢！

此致、

Taru

感谢你的答复,我在今天尝试了几件事。 我降低了电容、100uF 似乎是正确的点、我在3.5V 以上没有不稳定了 、它在26V (中间范围)下可以正常工作、50V 时的问题仍然存在。

在这里、我通过使能使降压保持开启900毫秒、关闭100毫秒。 (这是初级降压电感器电流、我使用双相)

您可以看到、有些导通时间没有问题、而有些原因则较低。

此处是"精细"导通周期中的电感器电流。  

此处是"不良"导通期间的电流。

我目前没有网络分析器、因此无法跟踪波特图。  

我有一个10uH 的电感器、其饱和电流比您 建议尝试的15uH 高。

这个问题实际上似乎与温度有关、但由于我降低了输出电容、我实际上不再看到高电流(接近20A 限制)、因此我现在真的不能确定。

同样、这也是问题期间的 PG 信号：

您好！

请在此处查看我的评论：

原理图中只有一个 LM5149-Q1。 我假设两个 LM5149-Q1设计是相同的。 我的第一个建议是仅在一个阶段进行测试、检查是否存在任何问题。 (如果两个阶段之间存在任何交互、则可以消除这一情况)。  

2.根据您分享的图表-看起来您的电感器并未达到饱和状态。 电感器电流波形中没有非线性斜率。  

3.能否分享所选输出电容器的确切器件型号？

ESR 和电容的降额在稳定性中发挥着至关重要的作用-它们会随着温度和直流电压的变化而变化。 该设计可以使用更低的电容、这是因为它改变了输出阻抗、而且可能不是因为电流需求较低。 另外、我看到电解电容器的额定输出为63V、当工作直流电压更接近额定电压时、降额会更大、因此您可能会在较高的 Vout 下看到性能不佳。  

谢谢！

此致、

Taru

我做了更多的实验:

1)产品有2个降压模块与主板连接,它们是2个相同的 PCB 与不同的组件,一个主转换器和一个辅助转换器,两个模块之间的通信信号运行通过"主板",但他们不会看起来嘈杂.

2)当 I 降低输出电容后、软启动期间的电流不再达到电流限值

3) 3)我有4个 GRM32EC72A106KE05L 和1个63V 100uF 电解电容器、我已经放置在周围

从实验中,问题似乎是由次要模块引起的,我有2个相同的次要模块,其中一个工作完美,另一个原因的问题。

一个工作,完全独立于连接的主要模块,我尝试了3个不同的主要模块,它一直工作.

无法正常工作的主模块始终独立于所连接的主模块发生故障。

我检查了 ISNS 信号并添加了50欧姆/15pF 滤波器、但没有变化。

SYNC 信号似乎没有问题。  

加热次级控制器似乎会大大加剧这个问题。

我试过很多新款 LM5149 IC、发现即使问题不消失、发生的电流电平也会发生变化。 例如、其中一个电流仅在2.5A 时停止软启动、而另一个电流将在26A 时停止电流(应为30A)。

您还建议检查什么？

编辑)

我曾尝试将 LM5149替换为 LM5148、问题似乎不存在、我尝试了4种不同的 IC ...

您好！

1)产品有2个降压模块与主板连接,它们是2个相同的 PCB 与不同的组件,一个主转换器和一个辅助转换器,两个模块之间的通信信号运行通过"主板",但他们不会看起来嘈杂.

如果我理解正确、 那么主要功能是使用 SYNCOUT 函数、而次要功能是使用 SYNCIN 来获得180度相移。  

3) 3)我有4个 GRM32EC72A106KE05L 和1个63V 100uF 电解电容器、我已经放置在周围

我在这里有一点担心电容器的选择。 如果您查看陶瓷电容器的数据表、会发现直流偏置降额显著(尤其是在输出电压的高端)：

我怀疑电解电容器的降额也类似。 我建议使用具有更好直流偏置特性的电容器、以便电容不会大幅降低这种降额。 我怀疑您的系统仅在某些操作条件下才处于临界稳定状态-这就是您看到不一致的原因。 LM5148-Q1和 LM5149-Q1是相同的器件(LM5149-Q1中的有源 EMI 滤波器功能除外)、因此我不认为这是特定于器件的问题。  

请检查不同的电容器、我希望这样可以解决问题。  

谢谢！

此致、

Taru

感谢您的答复。

1) 1)是这样连接、同步迹线大约为15cm 长... 我知道时间有点太长、但我看不到信号上有太多噪声。

3) 3)我在输出上没有看到太多纹波、但我想您会说的是、降额会导致我的补偿传递函数在电压输出扫描期间发生很大变化。 我将尝试找到具有更好直流偏置特征性的电容器。

我知道5148和5149应该是相同的器件、但它们的行为确实不同、Im 是否可能使用5149有问题？

编辑：

我对电容进行了一些研究、但它们确实在独立于制造商的50V 电压下损失了大量电容...

您好！

3) 3)我在输出上没有看到太多纹波、但我想您会说的是、降额会导致我的补偿传递函数在电压输出扫描期间发生很大变化。 我将尝试找到具有更好直流偏置特征性的电容器。

是的-有任何更新吗？  

我知道5148和5149应该是相同的器件、但它们的行为确实不同、Im 是否可能使用5149有问题？

进行故障排除的最佳位置是确保正确的补偿。 考虑到您已将 IC 的 AEF 部分的所有引脚设置为 NC、那么 IC 的运行应该没有差异。 您的样本量非常小-因此可能很难说出您看到差异的原因。 (我希望这两个电路的 BOM 相同、并且您在同一个板上进行测试)。

谢谢！

此致、

Taru

您好！

我找不到具有更好直流偏置的1210/1206电容器、我猜是因为存在外形限制。

我尝试了几个控制器、但我无法与任何 LM5148重现此问题、此时可能是个幸运的选择... 当然、总是位于具有相同 BOM 的相同板上。

对于如何尝试使电路稳定、您有什么建议吗？ 目前、我使用我的 DAC 在50ms 内将输出从1.2V 摆动到50V、同时消耗30A 的电子负载。

此处、具有相同补偿网络的2个不同控制器上的输出电压：

最后一幅图的初级电感器电流如下：

对于其他控制器、我有一个完美的三角输出波、电感器电流上几乎没有纹波...

所以、我可能对某些控制器不太稳定、它们工作正常、而其他控制器则略微失去稳定性和行为不当...