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仇春灵

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[问答]

为什么LM3102-Q有负载时FB引脚电压无法达到REF电压?

有负载时,FB引脚电压无法达到REF电压,这是啥原因会引起。。。LM3102-Q
datasheet REF=0.8V ,测试结果: 有负载时 VFB=0.75V 空载时 VFB=0.8V
问题详述:
用的LM3102芯片,原理是一个COT控制电路
固定导通时间控制是基于比较器和单次启动定时器,具体而言是输
出电压反馈(馈到FB引脚)与内部0.8V的参考电压进行比较。如果FB
脚电压低于参考电压,上管MOSFET就会导通一段固定的时间,这
段时间是由编程电阻RON和与导通时间成反向变化关系的输入电压
VIN共同决定的。导通后,主MOSFET保持一定的关闭时间,最短为
260ns。然后,如果FB脚电压低于参考电压,上管MOSFET就会在
另一个导通周期内再次导通。开关会继续实现调节。
稳压器在低负载时会工作在不连续传导模式(DCM),在高负载时则
工作在连续传导模式(CCM)。在不连续传导模式中,经过电感器的
电流从零开始,在导通时间内升至峰值,然后在关断时间结束之前
下降到零。此后它保持为零,负载电流全部由输出电容器提供。当
FB引脚电压低于内部参考值时下一次导通开始。与不连续传导模式
相比,不连续传导模式中的工作频率更低,随负载电流的变化也更
大。不过转换效率保持不变,因为传导损耗和开关损耗会分别随着
负载和开关频率的降低而减小。

电路原理图如下:


空载时FB=VREF=0.8V,电压输出正常,设置为15V。下图为BST上电压。表现为间歇性的。

SW上的图形 (这个1KHz频率由谁决定的?)

空载 VFB电压波形


加负载以后(此时Vout=14V/1.4A,设计Vout 15V),VFB=0.75V
测的SS引脚电压3.9V 说明芯片没有进入热保护状态。VCC电压5.77V(标称6V)。
LM3102 这个芯片内部是COT控制电路,好像不存在环路滤波的说法。目前设置RON,使开关频率约200KHz左右
调节 C19(补偿FB电容,在DCM模式降低输出纹波,推荐值10nF),RON的值似乎对于结果有一些很小影响。但不知道具体原因。

改变CSS 10nF->30nF VFB并未改变。
满载 SW 波形

满载时候,BST上电压(也是矩形脉冲,不像空载那样是间歇性质的。我觉得空载的时候应该是DCM模式,而现在接负载后为CCM模式)

满载时候,VFB上电压 (有毛刺) 0.75V

再附“
BST-SW的电压(即片外电容C8上的压降),空载时

满载时 BST-SW的电压(即片外电容C8上的压降)


我是按照webench 设计的

电路版图

回帖(17)

冯金妮

2019-7-18 07:22:20
Hi
   FB电压是输出电压分出来的,输出电压偏低,FB电压自然也偏低。
   请问你带多大载就开始电压偏低?
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冯金妮

2019-7-18 07:40:22
引用: nwyerwer 发表于 2019-7-18 07:22
Hi
   FB电压是输出电压分出来的,输出电压偏低,FB电压自然也偏低。
   请问你带多大载就开始电压偏低?

Hi
   如果你设计时2.5A输出,1.4A输出就出现上述问题,有可能是你的layout造成的,建议你确认一下您的功率回路,建议是尽量的做小,否则是影响待在能力的。
   (如果是这样,或者你通过铜线焊接一下,看看回路较小后是否有改善)
举报

冯金妮

2019-7-18 07:55:42
引用: nwyerwer 发表于 2019-7-18 07:40
Hi
   如果你设计时2.5A输出,1.4A输出就出现上述问题,有可能是你的layout造成的,建议你确认一下您的功率回路,建议是尽量的做小,否则是影响待在能力的。
   (如果是这样,或者你通过铜线焊接一下,看看回路较小后是否有改善) ...

Hi
   可以将C8稍微放大一点,如果你怀疑是chargepump电容的问题。
   另外电感的饱和电流建议测试确认一下(或者你确认没有问题也行)
   倾向layout不是特别好导致的noise,如果是这样的输出应该是不稳定的,fb也会对应不稳定,万用表测试值就有可能偏低。
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仇春灵

2019-7-18 08:10:47
引用: nwyerwer 发表于 2019-7-18 07:22
Hi
   FB电压是输出电压分出来的,输出电压偏低,FB电压自然也偏低。
   请问你带多大载就开始电压偏低?

用功率电阻做试验,发现0.1A时,输出电压已经被拉低,为14V,此时VFB=0.75V
附 PCB(四层板,中间两层为GND) 和原理图

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