使用或測試 XL7005A/XL7015 時,在選用電子負載 CC 模式測試的情況下,常遇到無法帶載啟動的問題,下面我們以 XL7005A 為例來一探究竟。
XL7005A 簡介
XL7005A 是一款高壓降壓恒壓產品,輸入電壓 5~100V,開關電流 0.4A,輸出功率 5W 以內,典型應用電路如圖 1:
XL7005A 工作模式
XL7005A 具有輸出短路保護功能,短路保護工作模式是:當系統檢測到輸出端短路時,輸出電壓降低,芯片降低工作 頻率,但輸出電流仍然存在,當短路狀態去除后,系統自動恢復正常,為確保全電壓范圍內,系統輸出短路功能正常,特別 是高壓輸入時,輸出短路不會損壞,故將芯片內部限流點限制在較小范圍內。系統在帶載啟動時,不僅要給輸出端電容充電, 同時還要給后端負載供電,這要求系統在啟動時輸入端提供較大的電流值。按圖1電路,電感使用47uH,輸出電容為100uF, VIN=48V,輸出設定 5V,輸出接電子負載,CC 模式,電流設置為 0.3A。正常帶載啟動時波形如圖 2,右側是放大后的 波形(黃色:SW 電壓;綠色:輸出電壓;藍色:電感電流)。
上電時,輸出端電壓為零,芯片軟啟動,工作在低頻狀態(頻率約在 26KHz 左右),初始電感電流峰值為 2A 左右, 之后峰值電流約 1.5A(此電流已經觸發到芯片內部的限流點),且輸出端電壓不斷提高,經過幾毫秒之后,當輸出端電壓 提升至設定值的 60%左右時,芯片工作頻率恢復至 150KHz,由于頻率提高,電感提供的能量增大,輸出電壓迅速提高至 5V。
在上述電路參數不更改情況下,將電子負載 CC 模式由 0.3A 提升至 0.4A 時,系統便會出現無法正常帶載啟動現象, 波形見圖 3。在系統帶載 0.4A 啟動時,芯片起初也是低頻工作,電感電流值為最大狀態,但是由于負載端汲取的電流由之 前的 0.3A 提高至 0.4A,輸出能量較之前增大,而輸入端能量基本不變(輸入電壓,系統電路均未變動),導致輸出端電 壓始終無法提高至 3V 以上,則芯片一直工作于 26KHz 左右(頻率不變,輸入能量也不會改變),最終導致輸出端電壓無 法正常建立。
整改方法
1.盡可能避免使用電子負載 CC 模式測試,使用 CC 模式測量時,只要輸出端有電壓,電子負載便會按照其所設定的電 流值從電源端汲取電流,導致系統在啟動時既要給輸出電容充電,又要給電子負載供電,二者所需的能量偏大,系統在使用 小感量電感時無法在低頻工作時提供如此大的能量,導致輸出端電壓不能正常建立。
2.減小輸出電容,可以更快的給電容充電,減小充電能量,可以給后端負載提供更多的能量。
3.增大電感量,啟動時可以較好的抑制電流峰值,避免觸發到芯片的限流點,同時感量增大,電感存儲的能量增大,可 以給后級負載提供更多的能量,讓后端電壓快速建立起來。
將圖 1 電路中,電感感量更改為 100uH 后,電子負載仍是 CC 模式帶載 0.4A,可以正常帶載啟動,波形見圖 4。
審核編輯:黃飛
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