LM2576电感电流变大为何没有立即进入CCM？

Chuda

看书学电源，第一次实践玩的是LM2576，这是我认识的最简单的开关IC了，电路图为规格书的一个标准电路如下图。电容值以及二极管型号均与图中一致，电感值实测约为80uF：



用示波器观察电感电流波形，方法是在电感的引脚串入0.22R/2W 5% 电阻，示波器截取电压波形。并在1000uF电容两引脚处飞线接入电子负载来控制输出功率。


现象描述：（以下截图绿色均为电感电流IL，蓝色为二极管负极对正极电压）
输入36V，输出5V。
1、负载电流140mA，频率52kHz，与2576规格书描述一致。IL约半个周期后就下降到0。
2、负载电流280mA，频率为50kHz，相邻两个周期为一大一小两个角。
3、负载电流300mA，频率约为50kHz，大角与小角刚好连在一起。
4、负载电流380mA，频率约48kHz，大角把小角吞了一部分。
5、负载电流400mA，频率为26kHz，此时只有一个大角了。
6、图6蓝线为400mA时的开关节点的波形，可以看到频率的确只有26kHz左右了（在开关节点和GND间接入探头后不知为什么电流波形有些形变）。
7、负载电流500mA，又开始出现小角，图中竖线测量处频率为47kHz。
8、负载电流1000mA，终于看到传说中的CCM，请注意画面左侧通道2的地信号标志的位置。但是频率依然只有20kHz左右。

我知道纹波电流△I=(Von * ton)/L。
由于输出电压不变，电感电压Von也不变，且电感量L不变。
又有buck电流的占空比D=Vo/Vin，所以ton也不变。
从而得出△I不随负载电流改变。
增大L可减小△I，但是我的电感已经是100uF了（标称），再增大电感，那体积得很大吧（嘿嘿，我还不会算）。

所以，我认为当负载电流Io增大时，IL应随着被抬高，从而进入CCM。

但是从截图发现随着电流增大，IL的波形会出现一大一小两个角，频率也会有所下降，而不是固定的52kHz。一直到较大的电流1A时，我才观察到类似CCM模式的波形，频率也不为52kHz。

以上现象我百思不得骑姐，书上也翻不到结论，于是花了半小时写了这个帖子，烦请各位给小弟分析分析这种变化的原因，不胜感激呐！

图1：负载电流140mA


图2：负载电流280mA


图3：负载电流300mA


图4：负载电流380mA


图5：负载电流400mA


图6：负载电流400mA


图7：负载电流500mA


图8：负载电流1000mA

zhangzhika

记号，2576

Chuda

等待玩电源的大大。

chen1986sl

也是菜鸟答复几点：
2576应该是PWM模式吧.  
看你图中评论变了怎么跑到PFM模式去了。 电感是不是不匹配。

36V输入 5V 1A  负载不算太重，试着降低输入电压。


看了半天你的问题也不清楚，关键是说为什么重载的时候频率变了不吧，
电感不匹配。还有串电阻在电感上测试电感电流波形，0。2R电阻所谓大了点。

Chuda

chen1986sl 发表于 2013-4-15 00:59
也是菜鸟答复几点：
2576应该是PWM模式吧.  
看你图中评论变了怎么跑到PFM模式去了。 电感是不是不匹配。

谢谢回答。
我明确一下我的问题：
1、随着负载电流增大，为何没有立即进入CCM“电流连续模式"？
2、频率为何会下降？

chen1986sl

我再来回答：
先看下2576 数据手册

zzjjhh250

电感已经有饱和的趋势，注意安全。
饱和电流选择有问题。

Chuda

chen1986sl 发表于 2013-4-15 23:56
我再来回答：
先看下2576 数据手册

这个确实没有详细看过。
忙完这一阵，回头好好看看。

chen1986sl

Chuda 发表于 2013-4-16 22:53
这个确实没有详细看过。
忙完这一阵，回头好好看看。

...我说我在回贴前仔细看下2576的数据手册。结果看看了。就忘记这个帖了

2576确定是PWM模式的52KHZ固定频率。。

这类IC应该全是工作是DCM模式（不知这个话错不错，个人感觉）

所以观察电感电流在DC模式的时 应该是就是电感不适合工作在这个条件下。

建议用磁环自己用粗铜线饶电感用电桥测试。。接上去。。

反正菜鸟别的不多，就是耐折腾有时间折腾。。嘿嘿

chewy

chen1986sl 发表于 2013-4-17 01:42
...我说我在回贴前仔细看下2576的数据手册。结果看看了。就忘记这个帖了

2576确定是PWM模式的52KHZ固定 ...

额 新手请教个
DCM和CCM的区别在哪里呢？
只是波形上的那个区别么？
也就说LM2576是DCM工作方式？没有CCM的？
这类 指的是哪类呐？

ljt80158015

LM2576假货蛮多的

Chuda

chen1986sl 发表于 2013-4-17 01:42
...我说我在回贴前仔细看下2576的数据手册。结果看看了。就忘记这个帖了

2576确定是PWM模式的52KHZ固定 ...

只工作在DCM？这个我觉得不太合理，因为DCM时的开关节点电压波形在电感电流降到0时会抖动，频率大概1MHz，这个抖动是个污染源啊。（如图6图7）

Chuda

ljt80158015 发表于 2013-4-17 17:28
LM2576假货蛮多的

我用的是公司库房的国产2576，深圳七星微的。

Chuda

zzjjhh250 发表于 2013-4-16 07:18
电感已经有饱和的趋势，注意安全。
饱和电流选择有问题。

图中看到的电流三角波形变形其实不是电感饱和引起的，是我加入第二个探头测后不知和缘故就变形了，一个探头的时候是直的。

godfooker_back

哇靠，达哥原来你在这里，曹工叫你去搬砖啦。
同是菜鸟，说下几个从数据手册看到的问题：
1、2576可以工作在CCM和DCM，要想工作在CCM电感选的太小了，或者降低输入电压应该就可以看到了。至于你说的为什么负载变大要马上进入CCM？有点无厘头。
2、虽然数据手册没说，看内部结构图2576是PWM模式。
个人问题：
1、你这样测的频率不准吧？固定52k是内部的时钟，你测外部的开关波形不准吧？
2、窜入电感的电阻会产生什么问题没想明白。
楼下继续

ljt80158015

Chuda 发表于 2013-4-17 21:49
我用的是公司库房的国产2576，深圳七星微的。

会不会是芯片本身的问题呢？

国产2576 你们批量用过吗？


价格也不便宜啊

Chuda

godfooker_back 发表于 2013-4-17 23:35
哇靠，达哥原来你在这里，曹工叫你去搬砖啦。
同是菜鸟，说下几个从数据手册看到的问题：
1、2576可以工作 ...

哇靠，春哥，你老的名字还诡异。曹工他老人家叫我用金升阳。

1、电感太小有可能。自己绕过100uF以上，电流瞬间饱和...磁芯弱爆了。负载加重进入CCM，书上说的，嗯嗯。
2、那个频率....反正我看到两个靠近的锯齿我就去看看它的频率

继续求指教

Chuda

ljt80158015 发表于 2013-4-18 08:32
会不会是芯片本身的问题呢？

国产2576 你们批量用过吗？

我的测试电路是把公司一个产品上有2576的PCB拆出来用的，懒得焊嘛，测试的时候把后端所有IC去掉，贴片电容也尽可能去掉。
其实不看波形，就用万用表或电子负载看是没问题的，输出端的纹波大概也只有120mV，不是很优秀但用起来没有问题。

ljt80158015

Chuda 发表于 2013-4-18 08:36
我的测试电路是把公司一个产品上有2576的PCB拆出来用的，懒得焊嘛，测试的时候把后端所有IC去掉，贴片电 ...

这个国产的片子 故障率大概多少？

mymainmail

应该是你的电阻选的太大了，使得电容的充电速率降低，当第一个周期的反馈电压达到电压基准电压的时候电感内储存的能量大于所需的能量，当关断后继续对电容进行充电，使得第二个周期的时候负载并不能使之降低到第一次时候的电压，所以第二个周期的时候导通时间小于第一个周期，反映在波形上就是一个小的三角，随着负载电流的增加第二个峰就会被第一个吞掉。当然这只是我的一个猜测，你可以测一下输出电压的波形，看看电压是不是会出现连续的两个大小不同的三角波。你可以将电阻换成0.01欧的试试

Chuda

mymainmail 发表于 2013-4-18 08:57
应该是你的电阻选的太大了，使得电容的充电速率降低，当第一个周期的反馈电压达到电压基准电压的时候电感内 ...

很绕啊，等我慢慢冥想一下你描述的过程。
你说看电压是看电容的电压吗？

Chuda

ljt80158015 发表于 2013-4-18 08:38
这个国产的片子 故障率大概多少？

这个倒是不清楚。
但若是故障率高的话估计这个片子早就换掉了。

R88

建议不加入电阻看电流波形，直接看二极管上端对地的波形也可以看出是否在CCM，还有Vin=D*Vout，是在CCM情况下成立的！

gzhuli

看来LZ一直认为电感的单位是uF？

ljt80158015

怎么感觉用LM2576的比LM2596的多呢

R88

这个datasheet中就有一个图，最大负载3A，CCM情况，电感的取值datasheet中也有：

Chuda

gzhuli 发表于 2013-4-20 14:59
看来LZ一直认为电感的单位是uF？

晕。因为日常生活中经常地大量地讲到电容，极少提到电感，写了u就习惯性来个F了，哈哈。

Chuda

R88 发表于 2013-4-20 18:43
这个datasheet中就有一个图，最大负载3A，CCM情况，电感的取值datasheet中也有：

...

我觉得它的波形十分教科书......

R88

Chuda 发表于 2013-5-16 23:03
我觉得它的波形十分教科书......

这是实测波形，看着理想是人家的测试方法和电路对啊，你的测量方法就不对了，你有没有注意到你的开关频率已经变了，这个芯片可是固定频率的，就是你的测量方法不对导致环路不稳定了，原理上分析也正常，你测量所加的电阻和输出电容形成一个极点，导致环路相位裕度变小，不稳定了！

zhangshixing

电感太小了点了啊，BUCK正常情况下就要工作在连续模式，轻载或空载工作在断续模式。把电感加大写就好了。

Chuda

R88 发表于 2013-5-17 05:46
这是实测波形，看着理想是人家的测试方法和电路对啊，你的测量方法就不对了，你有没有注意到你的开关频率 ...

反馈环路的计算我还不懂咧，等我把这部分学会了再回来思考你这个解释。

qmycy

mark, 2576波形