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LMR62421带载问题

          楼主的主要问题如下:用LMR62421驱动三星模拟摄像头scc-c4201p(12V,5W),该摄像头具有上电自动调焦功能。LMR62421输入5V,输出12V,电路基本参照PDF中的参考原理图。如里不接摄像头时,LMR62421可以正常启动;当带载后(即接摄像头后),LMR62421的输出会有一个明显的拉低,然后再缓慢升高至12V;在输出拉低时会导致摄像头进入保护状态,即使最后输出12V,摄像头仍然无法工作。请问,这种情况下有什么解决办法,可以正常驱动摄像头?帖子链接:

http://www.deyisupport.com/question_answer/analog/power_management/f/24/t/73549.aspx

                     TI FAE:解答了楼主的问题,指出LMR62421带载无法驱动的原因主要有两种可能的情况。第一种就是功率器件的的设计问题,主要就是功率电感,可能饱和了。第二种情况就是LMR62421的过流点设置的不太正确。如果想具体的弄明白是哪一种原因导致的LMR62421无法启动,那么我们就必须更加深入的了解LMR62421的工作原理。

                    如下图所示,是LMR62421的封装图:

           从上图我们可以看到,LMR62421有两种封装,一种就是我们最熟悉的SOT23封装了,及其的简洁。另外一种就是6脚的LLP封装了。在这里需要提一下LMR62421的重要工作原理,如下图所示,是典LMR62421型的应用电路图:

            从上图中,我们可以注意到,LMR62421是一款基于boost拓扑的升压电路,其内部集成控制MOSFET,输入电压的范围为:2.7V-5.5V,输出电压的范围高达2.1A,可以说输出功率还是比较大的。我们注意一下,上图中圆圈中的三个部分,就分别是功率电感L,boost二极管D,以及LMR62421的以及开关节点SW,其内部集成了LMR62421的控制MOSFET,简化方框图如下所示:

          从上图中,我们基本上就了解了LMR62421的基本结构,以及升压控制原理,下面我们来看看楼主的电源的上电时候的波形,具体分析下导致这种情况的原因所在,如下图所示:

           从上图可以看到,在输出电压刚开始上升的时候,负载启动,把电源的输出电压拉下来的,然后输出电压再次开始缓慢的上升。相信看到这里,大家都感觉到了,这个应该是电流被限制住了,那么电流限制住的原因究竟是什么呢。这个问题,TI的FAE已经给出了详细的解释。我们这里可以看看一个表格,了解下LMR62421本身的功率限制问题,如下图所示:

          从上图中我们可以看到,在同等的输入电压条件下,输出电压越高,输出的电流越小,这一点就像是恒功率一样。其主要的原因就是,LMR62421的内部的MOSFET的电流限制问题,输出电压越高,功率越大,输入就很容易触发限流了,就想楼主所遇到的情况一样。在带载开机的时候,其启动电流要比正常工作的时候大很多,从而导致LMR62421的逐波电流,输出电压缓慢的上升。

           还有一个可能就是功率电感的设计存在问题,在开机启动的时候,电感饱和了,从而触发了LMR62421的逐波限流功能,这里和打架一起分享下,LMR62421功率电感设计的小经验。基于LMR62421的极高的工作频率,使用铁氧体电感是最好的选择,可以最大限度的减小器件的损耗,当然注意磨气息。

        最后还有一个容易被大家忽视的问题,就是PCB的布局,由于启动的时候,开关噪声比较大,如果PCB布局不好,就容易错误的触发保护,这一点,大家可以参考TI推荐的PCB布局,如下图所示,注意功率电感,输出输出电容的位置。

            以上就是个人对于LMR62421设计的一点小感悟,与大家分享一下。