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LM3478应用问题求助

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最近用LM3478做了一个稳压电路,输入8~17V,输出12V 5A。按网站的设计工具搭建电路后(实际使用的电感参数与设计的有出入),出现下面几个问题:

1、输出12V在示波器上看到是锯齿波,将Cin加大到490uF、Cout加大到4400uF后,输出平滑了很多。关管开通与关断时对电源输入端及12V输出端产生干扰,

开通时的干扰比较小,但关断时的干扰很大。

2、用一个5A可调电源给LM3478供电,上电瞬间可调电源有短路保护的情况。

3、用一台5A可调电源给LM3478供电,稳压后的12V驱动无刷电机的情况,输入从8V时输出电流在2.3A左右时可调电源保护(电流值达到5A,电压下降到4.7V),向上调节输入电压,输出电流能提高,输入17V时,输出电流在3.5A左右电源进入保护。

4、轻载时开关管出现”嘀嘀“声。

第一个问题是不是需要在开关管DS极间加入RC吸收电路?如需加RC吸收电路,那么RC的值怎么确定?

第二个问题是不是只能在上电前使FA/SD端高于1.35V,上电后拆除,这一个方法解决?

第三个问题是不是因电感参数造成?

谢谢大家指教一下。附电路图、波形图(以输出波形为参照)、PCB图。

  • 输出原始的82uF确实有些保守了,但是相比您使用2个2200uF电容,我更推荐使用10个100uF并联以降低ESR的影响。

    上电时的短暂短路保护可能是490uF的输入电容引起的。

    Sepic比较适合小功率应用,因为能量都要通过电容传递。在您的应用里,可以适当增大Csep的容值,考虑到derating,耐压最好选16V以上的陶瓷电容。

  • Scott Sun谢谢你的解答,Csep加大后我再试试。但10个电容并联是不是太恐怖了点,呵呵。我现在用的是SANYO CA系列的电容Impedance=42mOHM。我想现在主要是还是得消除MOSFET关断时的谐波,昨天用一个1nF电容与一个20R电阻并在MOSFET的DS端,能滤掉一些谐波,但最大的那个还是没办法滤掉。是不是电容电阻值有问题?

  • 可以在二极管两端并联RC电路试试,我附件贴了一份RC吸收设计的文档,你可以参考下;

    snubber design.pdf
  • 收到,谢谢。麻烦你看一下我这个波形,是输出二极管正极处的波形,为什么会出现圈中这种波形?

  • Hi

        能否说明一下你这个波形是在输入电压多少伏情况下测试到的,并且请告之这个波形的占空比(实际的占空比是否包含了这个圈中的这个震荡?)

  • Hi

       Csep确实是需要2~3个低ESR的4.7uF电容并联以达到增加负载的作用,在你的第一封邮件中有这个波形,请在增加这个电容后测试,请告之其占空比(包含圈中震荡), 最好是有波形图,能够清楚看到看空比,以及震荡是时间。

  • 我猜你这时候负载加的是20欧,所以控制器进入DCM了。D1阳极上的电容和L2谐振,很正常。

  • 你好:

      我看了一下你的电路图,觉得有许多参数设计有问题,建议改改后再看结果:

    1. Cin和Cout过大,Cin过大会导致上电瞬间对电容充电电流过大而使前级电源过流保护,减至100uF,40uF*2, 0.1uF, 1uF, 用陶瓷电容并联使用,输出电容4400uF有点夸张了,不过不在乎成本的话也没太大问题,可以照上面的建议用几个陶瓷电容并联减小ESR。

    2. 耦合电容(Csep)偏小,对于12V 5A的应用SEPIC拓扑的确不是那么合适,能量的传递靠的是电感和这个耦合电容充放电,所以建议将该电容增加至10uF看效果,当开关管闭合时,输入对该电容充电,电容上电压等于输入电压,所以该耦合电容的耐压值要高于输入电压,即高于17V,考虑电容降额使用,起码25V耐压。

    3. 电感再好好斟酌下,这是关键元器件。

      实际上我认为在很多参数设计上都有些问题的话,测出的波形和现象都很难解释,可能是多方面造成的,所以我认为你还是照下面我给你的附件按照上面给的公式和步骤重新计算下,然后改电路,测出来有问题我们再好好讨论,这样比较高效。

      以下一篇是针对LM3478 SEPIC应用的整体设计,另外一篇是TI的APP NOTE: http://www.ti.com/lit/an/slyt309/slyt309.pdf。有问题我们讨论。

    Designing A Sepic Converter_LM3478 Design.pdf
  • 资料已下载了,谢谢。我把电路参数改回原始的参数了,只是Cout用82uF和10uF的并联、Csep用了两个4.7uF的陶瓷电容并联。电路的驱动频率390K,负载用的一个20R电阻测试,输入电压无论是高于或低于输出电压,都会出现振荡。负载用一个5R电阻测试,波形正常,此时电流2A多。但我负载实际工作时待机电流只0.1A,我接上试过也会振荡,当负载电流到2A多时振荡也会消失,这跟用电阻做负载时测试的结果差不多。

  • Hi

       如上所言, 负载过小时,芯片工作在DCM状态下,这个震荡是正常的。 您可以用电子负载测试一下,看多少负载时进入CCM模式。

       关于电路,实际上你可以参考TI的WEBENCH仿真电路,或者您也可以参考SEPIC的设计案例: http://www.ti.com.cn/general/cn/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=zhca228&fileType=pdf

      为了得到较低的输出纹波,除了输出电容要够之外,还需要较低的ESR, 您可以参考仿真 输出电容仿真得到的是3个82uF电容并联,ESR是24mohm,  所以总的ESR是8mohm. (电容可以稍大,ESR也可以略大,不一定要完全参照,例如可以购买24~30mohm的80~100uF的电容3个并联)

  • Hi

         你之前应该是选的电解电容, ESR比较高,建议选择ESR比较低的陶瓷电容,导电高分子固体铝电容器, 高分子有机半导体固体电容器(POSCAP)

        

  •         以前搞的是控制部分,没搞过电源这块的东西,通过大家发上来的资料学了不少东西,在此谢谢大家。

            我们这里比较难买到真零件,而且质量也难保证,昨晚测的输入输出效率值跟今天测的都不一样了,输出电容是NCC PXE系列的电容(感觉是假的)。现在就是振荡跟谐波这两个问题了,目前用的一个5欧姆的电阻当负载,准备先把谐波的问题解决了再来解决振荡的问题,按照snubber design.pdf 上的方法在电路板上加了RC电路,谐波好了很多,但还是有一上一下两个衰减不了(见图),请问这个该怎么调整。谢谢

            新年将至祝大家新年快乐、工作顺利!

  • 振铃是开关元器件的寄生参数导致的,加吸收电路可以滤除一部分,但是需要注意,吸收电路滤除的能量越多,谐振越小,但是整个电源的效率也会降低,所以吸收电路的应用是适可而止的,能过EMI测试就好。

  • Hi

       另外可以在MOS上并联一个小容值(如100pF)电容,在看看效果?

  • 加了吸收电路有效果,但要达到要求效率降低太多了,准备重做PCB,尽量减少寄生电容与寄生电感再试试。

  • Good try, 多参考些TI电源手册最后的Layout Guide。

  • 新PCB也到,按上一块PCB上的元件参数重做了一块,输出端Vpp已与上一块不在一个等级了(好了很多),看来PCB布线非常重要,PCB文件发出去后发现这次的PCB应该还有优化的空间。目前开关振铃有11V,这个电路用了两个RC吸收电路,一个在输出二极管,另一个在开关管DS端,调整开关管边RC中的C值可以降低开关振铃幅度,但会降低效率。所以这次的PCB我在输入电感与开关管D端(PCB中输入电感两端)留了RCD电路焊盘,请问1、这三个吸收电路能同时存在吗?2、RCD是否比RC更好?

  • 谢谢大家的解答,重做PCB后改了布线、加了RC电路,现在这个电路已正常工作了,由于条件限制,输出电流最大只试了4.5A输出,除了电感和输出二极管温度高以外,已没什么问题了。谢谢!

  • 我目前使用LM3478,发现了好多问题,能否帮助解决下呢,哈哈

  • 都有些什么问题,你要发出来大家才能帮你呀

  • 我看规格书上3478的升降压电路输出能力只有1A,实际上可以输出12V、4A吗?供电8~33V

  • 3478的升降压设计输出能达到12V、4A吗?我查看芯片资料上写的是3.3V供电输出1A,想完成输入8~33V,输出12V,4A设计