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LM2840: 掉电时异常启动及参数问题

Part Number: LM2840

我采用LM2840YMK将28V转为12V,电路原理图如下图所示:

测试中遇到的问题1)如下:产品断电时,当28V下降到6v左右时,LM2840会异常启动,是什么原因?当我把负载电流增大后,此现象消失。断电时波形如下。

问题2)续流二极管D1选择一般的快恢复开关管和肖特基管有什么区别,我分别采用2CK78DUR和1N5819都试过,就恢复时间两者差的不多(10ns、5ns)应该都可以。另外手册中SW信号要求最小值为-0.3V,这个是必须的么?为什么?即使采用肖特基二极管,在大负载的情况下也无法做到导通压降小于0.3V。特别在启动时,一般电流较大,SW均可能低于-0.3V。我测试结果来看,采用肖特基的稳态裕度大些,采用2CK78DUR时负载大于35mA时易造成LM2840故障,采用1N5819-1时负载在60mA时均可正常工作,LM2840在此负载增大的情况下可能是什么原因故障的?随着负载增大,可以看到12V上电流出现20mA的毛刺尖峰。

问题3)lm2840对输入电压上升斜率是否有要求,我测试发现如果直接28V上电,LM2840极易损坏,若软启动则不会。

问题4)电感L1若选择的较小,有什么危害么,还是仅仅工作在非连续模式,如果对12V稳定性要求不高,是否可以减小电感?

问题5)测试发现SW信号在LM2840Y导通时电压尖峰很高如下图所示,改为LM2840X后明显减小,是由于电感距离LM2840较远造成的么?更换二极管D1无作用,减小电感L1是否会减小此电压尖峰?

问题6)由于布局限制,电路中电感L1距离2840等其它器件较远,且在电路板的不同面,请问对电路的影响包括哪些方面,可能造成什么后果?在不改变电路布局的情况,可以通过改变电容改善么?

  • HI

       1.  C3  chargepump电容用的是10uF还是0.1uF,  这个电容不能太大的,推荐是0.1uF, 至多是0.22uF, 不建议太大。

       2. 续流二极管一般选择超快回复肖特基。负压实际主要是考虑GND noise。   实际上,续流二极管工作时,电流向上流,二极管产生的是VF 0.7V压降,SW电压就是-VF.

       3.输入电压上升坡度并没有定义,一般不会导致芯片损坏。你可以将输入波形传上来看一下。

       4. 电感按照datasheet推荐计算方式计算即可,不建议采用严重低于计算值,原因是这个是依据电感纹波电流计算出来的的最佳搭配。

       5/6,  严格参照datasheet 推荐layout来做,电感要紧靠芯片SW, 避免寄生参数,否则就会产生你提到的电压尖峰。

  • 1.C3是0.2uF,图中10uF是不对的,断电时启动可能是什么原因?

    2.我想问的是为什么必须是肖特基,其它快恢复的管子理论上也可以

    3.暂时没有波形,目前测试结果是,如果在电源和输入间加一个开关,先加电源,再闭合开关,则大概率会损坏2840.

    4.由于负载较小20mA,按纹波电流计算确实需要电感很大,如果电感小,除纹波电流会大外,电感非连续工作会有其它影响么?

    5,6我又测试了下,发现SW信号与示波器的表笔地和表笔特性也有关系,感觉有一部分尖峰是表笔引入的。SW的最好测试方法是什么?可以拿示波器表笔直接测量么,示波器表笔地接哪里合适?你能测试一个SW波形么?我用的示波器是1G的,采样速率5G。

  • HI

        1. 断电启动一般是noise导致的,但是从你提供的波形看,并没有。确认一下GND的noise, 否者的话建议确认一下layout.    

        2.  肖特基的回复速度比较快,应用上buck电源的续流二极管都是采用肖特基。

        3.  这个是硬开关导致的输入震荡,会产生很大的上冲电压。

        4.  可以的,但这个时候电感的纹波电流会很大,使用上其实也没有问题。相当于重载设计,轻载输出。

        5. 主要和表笔底线,表笔垂直测试。   可以看看下面文档:

       7853.TI-如何正确测试电源的纹波?.pdf

  • 首先谢谢您的耐心解答。

    1.我觉得不是GND的noise导致LM2840启动的,电路不变增大负载就不会。

    2.所以采用肖特基主要是恢复时间的要求,跟SW的最小电压要求关系不大,那么SW实际允许的最小电压是多少?

    3.测试结果更像是电流冲击造成故障。

    4,5这两个问题已解决。

  • HI

        SW规格在最小-0.3V., 这个主要确认GND noise,极少有出现因为这个原因损坏芯片。

        另外建议你对比一下datasheet layout看看。