基于XL7005A的系统带载启动异常剖析(1)

2023-11-30


使用或测试 XL7005A/XL7015 时,在选用电子负载 CC 模式测试的情况下,常遇到无法带载启动的问题,下面我们以 XL7005A 为例来一探究竟。

XL7005A 简介

XL7005A 是一款高压降压恒压产品,输入电压 5~100V,开关电流 0.4A,输出功率 5W 以内,典型应用电路如图 1:

基于XL7005A的系统带载启动异常剖析(1) (https://ic.work/) 电源管理 第1张

XL7005A 工作模式

XL7005A 具有输出短路保护功能,短路保护工作模式是:当系统检测到输出端短路时,输出电压降低,芯片降低工作 频率,但输出电流仍然存在,当短路状态去除后,系统自动恢复正常,为确保全电压范围内,系统输出短路功能正常,特别 是高压输入时,输出短路不会损坏,故将芯片内部限流点限制在较小范围内。系统在带载启动时,不仅要给输出端电容充电, 同时还要给后端负载供电,这要求系统在启动时输入端提供较大的电流值。按图1电路,电感使用47uH,输出电容为100uF, VIN=48V,输出设定 5V,输出接电子负载,CC 模式,电流设置为 0.3A。正常带载启动时波形如图 2,右侧是放大后的 波形(黄色:SW 电压;绿色:输出电压;蓝色:电感电流)。

基于XL7005A的系统带载启动异常剖析(1) (https://ic.work/) 电源管理 第2张

上电时,输出端电压为零,芯片软启动,工作在低频状态(频率约在 26KHz 左右),初始电感电流峰值为 2A 左右, 之后峰值电流约 1.5A(此电流已经触发到芯片内部的限流点),且输出端电压不断提高,经过几毫秒之后,当输出端电压 提升至设定值的 60%左右时,芯片工作频率恢复至 150KHz,由于频率提高,电感提供的能量增大,输出电压迅速提高至 5V。

在上述电路参数不更改情况下,将电子负载 CC 模式由 0.3A 提升至 0.4A 时,系统便会出现无法正常带载启动现象, 波形见图 3。在系统带载 0.4A 启动时,芯片起初也是低频工作,电感电流值为最大状态,但是由于负载端汲取的电流由之 前的 0.3A 提高至 0.4A,输出能量较之前增大,而输入端能量基本不变(输入电压,系统电路均未变动),导致输出端电 压始终无法提高至 3V 以上,则芯片一直工作于 26KHz 左右(频率不变,输入能量也不会改变),最终导致输出端电压无 法正常建立。

基于XL7005A的系统带载启动异常剖析(1) (https://ic.work/) 电源管理 第3张

整改方法

1.尽可能避免使用电子负载 CC 模式测试,使用 CC 模式测量时,只要输出端有电压,电子负载便会按照其所设定的电 流值从电源端汲取电流,导致系统在启动时既要给输出电容充电,又要给电子负载供电,二者所需的能量偏大,系统在使用 小感量电感时无法在低频工作时提供如此大的能量,导致输出端电压不能正常建立。

2.减小输出电容,可以更快的给电容充电,减小充电能量,可以给后端负载提供更多的能量。

3.增大电感量,启动时可以较好的抑制电流峰值,避免触发到芯片的限流点,同时感量增大,电感存储的能量增大,可 以给后级负载提供更多的能量,让后端电压快速建立起来。

将图 1 电路中,电感感量更改为 100uH 后,电子负载仍是 CC 模式带载 0.4A,可以正常带载启动,波形见图 4。

基于XL7005A的系统带载启动异常剖析(1) (https://ic.work/) 电源管理 第4张

文章推荐

相关推荐