LTC3703 (buck, 48В в 24В) Пролемы, Преобразователь не держит положенную ему нагрузку Опции

[tdmi]

Здравствуйте,

Имеется следущая схема(см аттач). Этот дизайн уже воплощен в жизнь, было произведено первых 20 плат. Из них 4 показывают неразумное поведение, а именно - не выдают положенные ~24В на нагрузке порядка 5-6А, вместо этого там может быть около 20В или того меньше, зависит от конкретной платы. Это следствие, поэтому я начал искать причину, перепробовал все, что позволяет готовая плата - резал земли, добавлял фильтрацию и т.д. Что меня смутило - так это форма сигналов на затворах нижнего и верхнего фета. Согласно теории buck контроллера, при заданном входном и выходном напряжениях, коэффициент заполнения (Duty cycle) должен оставаться постоянным, небольшой джиттер на фронтах допустим. В моем же случае этот коэффициент меняется, а именно сначала принимает реалистичное значение, а в следующем периоде тактовой частоты время "1" равно MIN_ON_TIME, причем необязательно такая комбинация повторяется, может быть и так. что следуют два длинных импульса, или два коротких подряд...
ИНтересный факт - если либо совсем убрать нагрузку, либо оставить порядка 1/4, то форма сигнала на затворах будет как в букварях, т.е. то, что и ожидается.
Сначала я думал, что это вероятно срабатывает токовая защита, но после проверки это предположение не подтвердилось.
Пытался нарыть подобный случай в литературе - бесполезно...
4 "плохих" и 16 "хороших" плат наводят на мысль о проблемах с компонентами... хотя всегда вероятней "плохой" дизайн
Может быть кто-то припомнит нечто подобное из своего опыта?

На картинках
TBG-3 : желтый - верхний мосфет, зеленый - нижний мосфет
SW-node : - точка соединения мосфетов

заранее спасибо

Дмитрий

Эскизы прикрепленных изображений

 

[VictorK]

tdmi
А как это можно увидеть на живой плате? По расчетам не должна насыщаться.

Последовательно с дросселем включите резистор маленького номинала (0.1...0.2)Ом. и смотрите на нём
сигнал осциллографом, как на датчике тока. Форма сигнала должна напоминать пилу, если есть
большие выбросы или пила сильно не линейна - дроссель насыщается.

[tdmi]

Напишу коротко итоги.
Проблему удалось почти полностью вылечить.
1) подбор правильного снаббера - помог подавить чрезмерную болтанку, которая пролазила в ОС контроллера и сбивала скважность. К сожалению есть экземпляры плат, где небольшой эффект сбивания остался.
2)небольшой редизайн печатной платы, все компоненты остались на своих местах, потому что нельзя было двигать. немного перенес точку снятия ОС, переделал разводку блокирующего керамического конденсатора, который должен соединять сигнальную землю и сигнальное питание - это оказалочь очень, очень важно.
В итоге все платы держат нагрузку, что и требовалось.

Побочные эффекты, которые остались:
1) на некоторых платах скважность все же редко, но сбивается
2) на некоторых платах при резком смене/подключении нагрузки преобразователь отправляет в защиту стоящий перед ним хот-своп контроллер со встроенным ограничением по току. Уровень тока выставляется на последовательном прецизионном резисторе. Я полагаю, что дцдц из-за не 100% оптимальной настройки ОС, может слишком бурно реагировать на изменение в нагрузке. Проявление эффекта только на некоторых экземплярах обусловлено либо разбросов номиналов цепи ОС(1% резисторы, NP0 керамика...), либо ФЕТами...

PS пишу о результатах, не забывая о тех, кому это может помочь в будущем ))

разговор с поддержкой Линеара свелся к тому, чтобы во первых нужно както использовать более миниатюрные корпуса фетов и использовать более плотный PCB дизайн(как??при таких условиях), покупке девайса, который измеряет АЧХ/ФЧХ ОС в применении к дцдц и совету при плавающем входном напряжении и подстраиваемом выходном напряжении использовать контроллер, построенный по принципу управления током, а не напряжением, для моих условий подходит только LTC3810 (100V Current Mode Synchronous Switching Regulator Controller), который на момент разработки устройства не был даже анонсирован ))