一直想做一个适用的可调电源，偶然中在ti网站，发现有一款标称效率97％以上的升降压IC：lm5176。以前没做过升降压的电路，感觉如果做个实验电源，那么前级可以随便用一个10---50V电压，后级就能输出稳定的，我想要的电压。这样就可以做个简单的实验电源了。
说做就做，先淘宝买了10片LM5176，12块一片。PCB先按官方的PDF画了个基本版，先把功能、波形整出来再慢慢完善。在画板子的同时，画了一周的时间反复的看PDF文件，每个引脚的功能、如何计算外围零件、如何使用官方的设计表格。按我自己的要求，先做个10V---46V输入的。这个输入范围是1—3节串联铅酸电池的电压范围。刚好家里也有电瓶车上拆下的6只电瓶，利用上就可以有个纯净、稳定的直流输入源了。输出设定为14.8V输出。选这个电压只是测试升降压功能。也能给我的电池充电，装上可调电阻就可以在5---30V之间随意调节了。
有朋友可能会问：既然都5---30V可调了，干吗不做到0-30V可调？我只能说我手太新了，还没想到如何做到0V起调。当然，这颗芯片是支持从0.8V起调的，但到0.8V的时候我估计反馈环路就不是那么容易调的了。因为上分压电阻的值接近于1欧姆，这并不利于环路的稳定。如果做成5V起调我倒是有把握的。
这网址有ti的芯片资料，和设计软件：
https://www.ti.com.cn/product/cn/LM5176
计算工具名称：LM5176 Design Calculator
但是，有个坑，容我后面再讲。
/upload/community/2020/10/28/1603879994-93973.pdf
文件部分是中文的，计算和具体功能描述都是英文。
第一版PCB不贴出来了，各部分可参照官网原理图。详细到每一个零件我都能给你具体型号，但是，PCB真没有。下面将参照官网原理图详细讲解调试过程。
板子回来，装上了所有贴片零件、MOS只装了四颗（原本设计是四个臂各两颗），电容前后各装了一颗，电感按计算的结果，装了颗用PQ3525、0.1*1000根利兹线绕四匝、开气隙电感量为2.7微亨的电感。设计的频率是在100K。输入用实验电源限流0.1A，电压10V输入测试。很顺利，一次通电并没短路，不短路就是个好的开始。
测试输出电压为15.2V，跟我计算的差不多，或许零件精度不够，精度可以再搞。先测各个点的波形，和电压。四个臂有两路是悬浮驱动的，芯片设计的很巧妙，使用泵电源，一只0.22微法电容和一只4148就能稳定的提供电源了。原始参数是要求1A的二极管，我并没有这么高速度的二极管。也并不想装一颗SMB的管子，太占地方了。我喜欢小体积的东东。于是就用了4148，正向持续电流可以达到0.3A，我估计也足够了。特别是4148的速度，比手上的任何二极管都要快，而且耐压也在75V以上。实际我用自己的耐压测试仪测过各种封装的二极管，基本都在100V以上，手头上这种玻璃封装圆柱体的4148耐压在120V的。这样两臂用四个零件就完成了供电，还真是佩服----集成度真高。如果让我做外围，我肯定是一个反激，输出两组隔离电压分别供电两个臂的驱动电路，再用MIC4452去驱动两颗并联的100多A的MOS。
曾经我还怀疑这芯片能不能直接驱动4颗浮地的MOS，结果是我多虑了。输出的驱动波形上升沿只有75纳秒，下降沿100纳秒。如果不装管子，上升沿是25纳秒以内。
测完各个点的波形，对比PDF中的波形看，基本上是正确的。
接着测试，输入电压依然是10V，输出15V多，不敢贸然输入30-40V的电压，担心PCB布局问题导致的尖峰太高毁了芯片。测量各个MOS的波形的时候，担心的事情还是发生了。在测试悬浮驱动的两个臂的时候，芯片突然工作失常，没了输出。查出是BOOT引脚对地击穿。怀疑自己的板子有问题或者零件问题，查遍了外围也没啥零件损坏。于是12块就这么没了。热风枪吹下，再装一片新的，显微镜下观察每一个引脚都焊接可靠没有连锡，接着上电，输出很OK。于是把第一次损坏的原因归结为意外。但即便是意外，也是有原因的，错就错在我偷懒了。没去找原因。接着测试各个点的波形，和PDF中的波形对比，以确认自己的板子、原理、实物都没错，之后才敢加点负载测试。波形比对快完成的时候，那个“意外”又出现了。莫名的坏了……
难道芯片是假的？水货？残次品？反复对比原理图和实物确定都OK的。于是带着一大堆疑惑去ti论坛搜索故障原因。
分享两个原理图：
在论坛上发现有几个类似情况，莫名挂了，找不到原因。也有不工作的，工作失常的，但都没有给出具体解决办法和查找故障的思路。既然芯片冷门，咱就凉开水泡茶，慢慢来。
回忆之前的测试情况，查找损坏的真因。两次损坏都是boot对地短路。我的示波器是电池供电的，不存在与市电相连的问题。板子供电是实验电源，也不存在超范围供电击穿。想了大半天，问题点还是归结到了我的示波器上。
难道是没接地，静电击穿？总得试试看，于是给示波器插上电源线，板子也换了新的芯片，查外围都OK，无零件损坏。再次上电，测试一切正常。反复多次重复昨天的测试，示波器夹子加在SW端，探头测试boot端，怎么测试都没问题，没有再次损坏。
本着认真的原则，想重现损坏的过程，看看是否跟我的判断一致。再扔12块钱也能学到点东西，划算。拔了示波器电源线，用示波器内置电池供电测量，开始几次也没问题。中间间隔个把小时，忙别的事情了，再回来测试boot的波形，一碰就挂了。没有火花，直接没输出。也没有任何外围零件损坏，芯片其他引脚和功能都正常，断电测量BOOT对地电阻，真的短路了。看来真的是静电引起的芯片损坏，感慨老外芯片保护功能之强大，仅仅坏了一个功能，其他各引脚的逻辑和电压都很正常。
好事多磨，继续搞起测试。
有了前次的经验，示波器在以后的应用中都乖乖的找根地线接大地。输入电压从10—18V测试，都很OK。当然都是空载测试，只有一只1K的假负载电阻。输入电压连续变化，输出也是很稳定的。
接入电子负载，加一点点电流，再看波形都跟PDF中一致，开始有点小兴奋了，乐极生悲就这样又来一次。输入18V，输出15.2V，负载电流加到1A的时候，效率是95％。加到3A效率下降到90％，但波形正常。再加到4A是86—87％。蜜汁疑惑......规格书里给的是能输出几十A的，这才......算了，睡一觉醒来再想问题。
开工，测试，找效率下降的原因。
电流直接上到4A，用热成像仪观察板子上哪些零件温度高。怀疑的对象是MOS和电感，也有电容。热机10分钟后热成像显示MOS温度最高，为50—60度左右（具体温度记不清，不能瞎写，但就在这范围内，四个臂的温度是不同的。）MOS是IRF3710，100V 57A 23毫欧。选这颗是为了安全，100V耐压，远超芯片的极限电压60V。所以前几次损坏的也仅仅是芯片。
看来内阻太大，换管子。家里还有做电动车控制器剩下的NCE8580，85V 80A 8.5毫欧。这下效率应该能上去了吧，嘿嘿，装机测试效率。
果然，4A负载下效率稳定在91--92％之间，但距离标称的最高效率95％还有很远的路要折腾。对比和查看实物波形，发现无论驱动低端MOS还是驱动高端MOS，驱动VGS都很低。低端MOS的驱动用的是芯片供电8V，驱动高端MOS用的是泵电源，VGS峰峰值是7.2—7.5V。
这个固有的设计限制了MOS的选用。普通MOS在8V以上才能达到完全打开的阶段，或许这是效率上不去的主因。网上搜了大半天，找到NCE85H21C 85V 210A 4毫欧 220封装 。能用国产的我绝不买进口零件。这颗MOS看曲线图，VGS在6V的时候可以完全导通，电流达到100A以上。正适合我需求。两颗并联只有2毫欧内阻，能满足我需求就是好宝贝！淘宝价3.5一颗入手30颗。
开始画第二版PCB,在前一版的基础上8颗MOS并排装在一只散热片上，做好绝缘措施。芯片放在MOS前面，MOS后面是输入电容、大电感、输出电容。PCB底部是过流保护和电流检测电阻。其他零件都在顶层。整个板子尺寸大约10*8厘米。高不超过5厘米。电流检测部分信号走线按照官方PDF说明，用差分走线引入芯片。在板子打样期间，特意用电桥从一堆0805电阻里挑出来十几颗阻值尽量一致的100欧姆电阻做差分信号输入用。制作了散热片、钻孔、攻丝。选了几十颗内阻基本一致的电解。
又做了一个DC-DC反激小电源，用来驱动12V风机，准备在满功率的时候能有合适的散热。DC-DC反激小电源是之前就画好的小板，原本是小模块的设计方案，重绕一个变压器就直接拿来用了。调试好小电源和风机，静等第二版PCB的到来，然后再来更新！