简介

LM5030是TI公司于2003年推出的一款电流模式推挽PWM控制器，其频率设置仅通过一个外接电阻Rt即可设定（大多同类芯片的频率设置还需要一个定时电容Ct），其函数关系为：

对数坐标下，二者基本上是线性关系，见图1.

图1 LM5030的振荡频率与电阻的关系

数据手册见下：

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实验材料

LM5030购自淘宝店铺“BOCAN原装芯片店 博灿电子”(https://bocankeji.world.taobao.com/shop/view_shop.htm?appUid=RAzN8HWTuZ48D2YmBoSefNFWwdi1w1tioZUHJeA5zDAm43MTCc9)；

MOSFET、二极管和阻容元件购自淘宝店铺“优信电子”(https://youxin-electronic.world.taobao.com/?ali_refid=a3_430620_1006:1121464922:H:6)；

二者均为在电子爱好者群体中有一定口碑的店铺。

其余略

实验计划

笔者计划用LM5030制作一台逆变器，设定工作频率为100kHz，根据公式取Rt=56k，根据数据手册按图2所示电路制作PCB：

图2 试验电路原理图（定时电阻Rt为图中R4）

操作步骤

1.焊接除了MOSFET和变压器意外的所有元件，通电测试，用示波器测量两个MOSFET的G脚焊盘，均显示正确的方波，频率与数据手册所述基本相符(手册公式给出的频率是变压器频率，这里测量的是单个MOSFET的波形，前者频率是后者的2倍)。

图3 首次上电正常波形

2.焊接MOSFET和变压器，上电，次级无输出，用示波器测量MOSFET G、D级，先后输出两种异常波形，说明LM5030未能正常工作。根据Ig=F*Qg计算，该频率下栅极驱动电流仅1.8mA，远未超出LM5030的驱动能力。

图4、5 异常振荡波形

3.尝试反复上电数次后，MOSFET G级突然出现幅值约4V的、有畸变的正弦波（没有来得及记录），同时电源提示过载并进入恒流模式(6.1A)，电压下降至5V。数秒钟后，电路板上有烟雾冒出，紧急断电，发现一侧MOS管有明显的温升。因无热成像设备，未能判明LM5030是否有温升。

4.拆除MOS后重新上电，发现LM5030两个输出端均为12V直流。断电，用万用表二极管挡测量VCC至LM5030输出端压降为0.21V，判定LM5030已烧毁。

5.换用一片新的LM5030，在新的电路板上只焊接LM5030、R4、R2、R3。因设计参数变更，将变压器频率改为50kHz，因此根据公式将Rt(R4)改为100k，通电，LM5030输出无任何信号，电路电流<1mA。

6.重新翻查数据手册，发现F-Rt的曲线只画到Rt=50k，怀疑问题是Rt=100k太大导致的（虽然手册正文中根本没有明确规定Rt的取值范围，更是只字未提Rt超出图象范围的后果），遂依次更换为56k、39k，通电，仍无输出。

7.在R4的焊盘上并联一只10k的直插电阻(总阻值实测8k)，上电后发现LM5030正常振荡，频率294kHz，符合公式结果。

图6 第二次正常波形

8.将并联的10k电阻断开(视频中操作员说“断开Rt”时)，输出频率由294kHz变为71kHz(Rt=39k时对应的频率)，但维持数秒后变为尖峰脉冲，接着波形消失，重新断电再上电后仍然无波形。本步的实验现象可以稳定复现。

分析与讨论

1.LM5030是内置UVLO（供电电压过低时，自动关断逻辑功能和输出）的芯片，其UVLO阈值为7.7V，因此再第3步中，电源电压降到5V但LM5030仍然在输出信号，说明此时LM5030已经损坏。

2.Rt=39k时，多次反复上电断电均无法起振，说明这应当不是芯片内置的某种保护措施，而是相关电路发生了损坏；Rt=56k时，处在振荡器的Rt极限边缘，空载可以正常起振，但焊接MOS后就出现故障。

实验结论

使用超过手册中图象给出范围的Rt(>50k)会导致LM5030内置振荡器的低频部分损坏，高频段暂不受影响。导致此现象的原因不明。

建议只将LM5030运用在>200kHz的系统中，或干脆弃用此芯片。

待进行的试验

1.在手册图象给出的范围内测试是否能正常驱动MOSFET

2.用可变电阻确定使振荡器损坏的临界Rt值

3.换用其他供应商的LM5030