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LM5141-Q1第一次设计,负载能力很弱



参考官网EVM设计的,输入50V,输出5.2V

问题:

1,        十几V输入时,空载正常,一旦负载超过200mA就保护了

2,        加大输入电压,连100mA负载都带不起

3,        方波明显的很杂,电感发烫,IC也发烫(理论IC是不会发烫的,因为是外置MOS)

4,        保护的现象是限流触发了保护,采样电阻两端的电压有很大振荡

 

备注:说滤波,线路等原因都不用提了,因为我的DC基本都是按照常规的规则去布线的,电流环也非常小,尽量在抵消磁干扰。

如果是线路跟电感问题,无非是转换率低,发烫而已。但是我现在输入那么小的电压,输出那么小的电流,就立马保护,感觉是整个IC 应用出了很大问题。

  • 感觉是PCB设计的问题,否则IC不应该发热,还是从PCB设计上找原因,改变一下地线试试,输入端的地和输出端的地应该集中一点接地,地线要加粗
  • 你的工作频率是多少2.2M还是400KHz

    如果开关节点波形异常,那很有可能是环路问题,你用WEBENCH优化下参数吧

    另外你的电感是功率电感么?

  • Hi
    负载能力限制了,首先确认功率电感是否饱和电流偏低,其次是过载保护是否受layout影响noise较大,最后确认功率回路,需要尽量小。
  • 440K 跟2.2M都试过了,4.7uH到47uH的功率电感都试过了,一样的问题,并不会因为电感值改大,负载有变化。

    IC发烫我很奇怪的,既然没有走大电流,怎么会烫。而且在高压输出的时候,更烫(输出100mA都不行)。

    我对DC-DC不熟,我知道光看文字描述很难分析出来的,但是现在也没办法了,深圳这边没有TI原厂的工程师,有也都去忙自己的业务了。一级代理商的工程师很难约,而且这颗料听说很少有人用。

    目前只能求助E2E论坛了,今天以前的一个电量计FAE跟我说,登录英文版的,发英语的描述,会有美国那边的工程师帮忙看。我会尝试一下,但是中文的这个论坛,我也先发一下,希望能帮我看看我的设计图。

    描述一:

     如果说IC的散热有问题,我确认我的GND是太小了,如图

    顶层是普通的GND,4个过孔下去。

    底层就问题来了,我把IC的地描述为PGND,用一个0603的0R电阻,跟总GND串起来,就是为了其他的外围电阻电容跟IC的PGND单点接地

    可以看到,深色的框里是IC穿孔下来的PGND,面积很小(当时考虑到空间受限,这个IC又不是内置MOS)。粉红色框就是 0603 0R电阻,跟下面的大GND串起来

    中间这一层 也只是把IC 的PGND铺了一点点

     对比wenbench工具 给出的应用图,明显的我的IC 地太小了。 它的中间层,地层全部都是接大地了。

    问题:

    1,  我这样的地如果确实有问题,还能手动改吗,飞线之类的。

    2,  IC为什么烫,我始终难以理解。如果说IC地太小,散热不行,但是前提是IC自身是这么样情况下 才会产生很大热量?

    3,  电感饱和情况 我觉得应该可以排除,因为我选择了很多电感,现象都一样,一带4载就保护了。

    4,  IC保护 是发生了什么故障,是不是占空比提不上去了吗,即使我不知道具体哪儿设计的有问题,也要知道内部保护是怎么发生的。

    5,我发现低压的时候,短路采样电阻(不限流),10几V输入,可以强制1A输出,但是非常烫。所以触发过流保护也存在的。

  • 还要补充一点,我试过按照wenbench工具,给出来的参数去改了一些,主要是电容参数。如下

     可以看到跟我原理图还要有些区别的。然而这样元件更改,并没有起到任何作用,反而100mA都带不起来

  • 你这种情况有可能是电感的电感值不对,用示波器抓一下开关频率最好。
  • 亲,拿示波器测下。猜想永远代替不了事实。

  • 如果跟推荐电路一致 估计是布板的问题吧
  • 老外晚上回我了,叫我把输入电容跟MOS搞在同一面,地线靠近,取消那个R4(跟输入滤波串联的电阻)

    我试过了,

    1,负载能力提起了了,但是还是很烫,42V的 时候,200mA带不起来。

    2,很奇怪的IC一直烫

    3,空载时,如果频率选择2.2M,也会有耗电的(没有改电容值之前,输入是不会有耗电的)

  • 我又换了一个IC 可以带载1A了,之前的IC应该坏了(42V空载时都耗电),但是还是很烫,波形不正常。我也不知道怎么让它正常,请帮我看看 高测跟低侧的MOS 频率对不对。

  • 如果你的参数是按照WEBENCH推荐值来的,且功率电感的饱和电流裕量足够,还是出现上述波形,那就建议你重新按照推荐电路绘制layout,飞线是不行的
  • 你好,

    你有没有看过空载的时候输入电流有多大?