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LM5175在buck-boost模式 在输Vout≈Vin附近工作异常，输入电流急剧增加

jinsong Chen
Prodigy 70 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5175

各位大师，本人在使用LM5175Q1设计一款车用DC-DC变换器时，遇到以下问题：

      设计要求为输入9V~18V，输出12V/4.5A。    使用WEBENCH仿真设计得到的原理图及PCB板图。进行调试时在16V以上和10V以下工作正常。在进行10V~16V区间时，即使空载，输入电流也会急剧上升到400mA左右，同时SW1和SW2的波形有很多干扰毛刺，本人怀疑这些毛刺造成了驱动桥上下开关管同时导通，使输入出现了短路。请问怎么解决这个问题，谢谢！！！

  • 0
    Prodigy 70 points

    以上为调试时输入13V/输出12V时SW1（CH1）和SW2（CH2）的波形。此时输出电流为40mA/输入电流为420mA。

  • 0 回复 jinsong Chen
    TI__Genius 13420 points
    看上去比较像是PCB Layout问题，导致芯片工作不太正常。请对照我们EVM板及Datasheet中的PCB Layout建议，看看输入、输出环路设计是否正确？
    如果两个环路过大，请修改使这两个环路尽可能小。
  • 0
    Guru 94471 points
    亲；从波形看，应该是电源自激振荡了。
    建议换下示波器接地夹位置，再测下波形，看看是否有减少毛刺波形。至少，现在的噪音太大了。
  • 0 回复 KW X
    Prodigy 70 points

    今天测试结果发现升压部分工作时,在SW2从高电平切换到低电平时有5-10周的振荡出现。这个振荡同时影响到SW1端（峰峰值），并通过Vin进入LM5175，然后出现在降压桥的LDRV1端。直接造成了降压桥对地短路。特别是在12V左右时特别严重。产生这个故障的原因，请大师帮忙分析一下，谢谢。下两图是在纯升压模式下测得的波形。CH1显示是SW1波形。CH2显示的是SW2波形。

  • 0 回复 jinsong Chen
    TI__Genius 13420 points

    这个振荡应该是由于PCB Layout不好，导致线路中寄生电感过大，与MOS管的结电容振荡产生的。

    暂时的解决方案可以在MOS管上并RC吸收电路（电阻可以取2.2~4.7ohm，电容可以取100pF~1nF左右，具体看吸收效果）。也可以在MOS驱动极串一个小电阻，降低MOS管的开关速度。

    根本解决方案还是需要修改PCB Layout。

  • 0 回复 Wu JW
    TI__Guru**** 308311 points
    Hi
    车载的，稳定性不好，建议重新layout, 再做。
  • 0 回复 Johnsin Tao
    Prodigy 70 points

    大师你好，根据您的建议，我们使用了TI提供的标准layout,重焊了电路板。现在电路稳定高了很多，但在输入12V/输出12V时（轻载，输出40mA）有时波形正常，有时波形仍不正常。不正常时输入电流仍急剧升到180mA左右。原因是什么，请指教！！！！下图为测试的波形

  • 0 回复 jinsong Chen
    Intellectual 290 points
    兄弟，你是用的TI webench生成的原理图和PCB吗？是这样直接发到厂家做的吗，调好了吗？
  • 0 回复 han chen1
    Prodigy 130 points
    您好我跟你一样遇到差不多的问题，请问你有没有解决了
  • 0
    Prodigy 130 points
    您好我遇到跟你差不多的问题，请问你有没有解决了
  • 0 回复 jinsong Chen
    Guru 94471 points
    这是典型PI稳定度不够；发生了次谐波振荡。建议加点微分成PID试试。
  • 0 回复 KW X
    Prodigy 130 points
    具体怎么加能不能详细说下，不太理解
  • 0
    Guru 22315 points

    对于开关噪声大这个问题，很多人都说是布局，确实布局影响很大，但很多人是无法准确理解如何布局更好的，那就是在目前布局下，如何解决问题。

    我有个建议，也是我解决噪声问题的方法，你可以试试。

    1、MOS管驱动电阻我不知道你是多大的，但这个驱动电阻增大，也许会解决你的问题，你可以尝试将驱动电阻逐渐增大试试。

    2、我有个项目，最开始驱动电阻式5.1欧姆，输出存在噪声，然后我尝试增大，发现效率开始增加（不是减小）达到一定程度后，才开始减小，我逐渐增大驱动电阻，到51欧姆，发现与5.1欧姆效率基本一致。但噪声降低了很多。

    3、你也可以这样试试。也许会有效果。