【经验】变频器项目使用DC-DC降压转换器PL83251出现环路补偿电容输出异常的解决方案

2021-12-07 世强
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笔者参与的变频器优化项目中,使用了宝砾微DC-DC降压转换器PL83251为控制板提供5V电压,在前期测试的时候一切正常,并未出现异常情况,5V电压也非常的稳定,在小批量试产阶段,车间生产的机器中出现5V电压偏低至4.8V的情况,原理图如下所示:

图1.1    PL83251原理图示

相关PCB示意图如下所示:

图1.2     PCB示意图

出问题的机器中,输出的波形情况为:

图1.3    VCC的波形情况

芯片的3脚波形为:

图1.4   芯片的3脚波形

从图1.4看,PL83251的3脚波形正常,但是输出不正常。从更换PL83251到更换FB引脚处的电阻都未能解决问题,最后把问题点锁定在C69上。C69从PCB中去掉问题得以解决,输出电压正常。C69为芯片环路补偿电容,手册关于PCB的布局示意图如下所示:

图1.5     PCB参考布局示意图

根据图1.5所示,补偿电容需要尽量靠近芯片的6脚,对出问题的机器进行修改,把C69直接焊接在芯片的6脚上,输出电压正常(万用表测量数值为5.10V),带载1.5A时电压为5.05V,波形无异常波形如下所示:

            

图1.6   C69焊接在芯片6脚之后的输出情况

对PCB板做了修改,修改之后的PCB示意图为:

图1.7    C69修改之后的PCB示意图

从目前的处理方案看,C69为47pf,容量特别小,图1.3中的位置太远导致PCB上寄生的电容与C69一起影响了转换器,致使转换器的环路不正常导致输出电压不对。通过此案例可以得出,PL83251中因内置了MOSFET、内置了环路电路,外部环路补偿电路的器件需要尽量靠近转换器,布局过远会导致PL83251输出不正常。

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