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[参考译文] LM74930-Q1:有关 OVCLAMP、输出电容和 PWM 的问题

Guru**** 2386600 points
Other Parts Discussed in Thread: LM74930-Q1, LM74502H
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1479855/lm74930-q1-questions-on-ovclamp-output-capacitance-and-pwm

器件型号:LM74930-Q1
主题中讨论的其他器件:LM74930、、 LM74502H

工具与软件:

您好!

我对 LM74930有一些问题。

数据表中未清楚说明如何处理 OVCLAMP 信号。
如果我的理解正常、您能检查一下吗?

- OVCLAMP 拉至 GND (OV 连接至输入)=>无过压钳位=>过压期间输出关闭

- OVCLAMP 连接到 OV 引脚=>在这种情况下、输出电压受到过压限制=> OV 分压器必须连接到输出端

- OVCLAMP 连接到 OV 引脚 和连接到输入的分压器=> 过压期间输出关闭(由于钳位功能没有任何意义)

在计算表中、应指定"所需的最大允许浪涌电流"。
我们的应用具有高达35A 的电阻负载电流。 这是否也是用于计算的浪涌电流?


导通栅极电流非常低(55µA)。 我不确定、这是否会由于 MOSFET 缓慢开关而导致问题。
该计算不会检查 MOSFET 的栅极电荷。
我们还想将此芯片用于低速 PWM 应用(大约1Hz 或最高10Hz)。
这可以通过使能引脚实现吗?

 可以使用 TI PSPICE 仿真器进行仿真吗? 实际上、我无法下载软件。

此致
哈拉尔德

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    大家好、Harald、

    LM74930-Q1 SPICE 模型与 PSpice for TI 尚不兼容。 请使用 OrCAD PSpice 进行仿真。

    当 OV_CLAMP 连接到 GND 时、OVCLAMP 不会与 TMR 配合使用、它会独立工作。

    在第一个波形中、OV 称为 VOUT。 由于 OVCLAMP 接地、因此钳位持续时间是不确定的。

    在第二个波形中、OV 以 VOUT 为基准、OVCLAMP 以 OV 为基准。 因此、钳位在设定的持续时间内发生。

    在第三个波形中、OV 简称为 VIN、即截止频率。 OV_CLAMP 接地。

    HGATE 驱动强度有意保持低电平、以将浪涌电流保持在限制范围内、从而实现慢速导通。 浪涌电流计算工具中的浪涌电流是流入大容量电容器的电流量。 任何电阻负载都将添加到浪涌之上。 尽管必须知道、如果大容量电容器和电阻负载都在灌入电流、MOSFET 将在启动期间承受非常高的应力。

    1-10Hz PWM 应该没问题、但控制器需要一些时间才能开通、因为电荷泵需要在每个 EN 周期中累积电荷泵。 您可以尝试使用 PWM/OV UV 引脚。

    此致、

    Shiven Dhir

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    尊敬的 Shiven:

    感谢您的回答。 好的、现在它已经清楚地说明了如何处理 OVCLAMP。 我在数据表中忽略了它...

    如果我们执行 PWM OV 或 UV 引脚、是否存在差异? 通过切换到 GND、UV 可能会更简单地进行控制。 此外、我们将获得故障信号。
    如果我们执行 PWM 而不是使能、有什么缺点?
    270µs 将会出现启动延迟、可能需要一些时间为自举电容器充电。 由于栅极电容较大(HGATE 上为2x 14nF)、我们将使用电容处的1µF。 但我不认为电容器会在 PWM 的关断相放电、或者它在低相会如何反应?

    另一个主题是55µA 的低 H 栅充电电流。 仿真(使用55µA 对栅极充电)给我显示了1、5ms 的平坦时间。 如果我 在计算表中将其调整为22V/ms、SOA 评估看起来很好、最坏的情况下的裕度也是1.15。 我可以信任他们吗?或者我应该与 MOSFET 供应商核实吗? 1、5ms 不是一个典型的小时间。

    在工作表中的步骤4计算中还需要一个技巧。 该计算并不表明我们使用两个并联的 MOSFET、因此负载电流被分为这两个 MOSET。 因此我将负载电阻值加倍。

    我使用的是  TI PSPICE 仿真器、它看起来像 Orcad。 是否值得使用此仿真器进行尝试?

    此致、Harald

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    大家好、Harald、

    EN PWM 将具有更大的延迟。 自举电容器没有有源下拉电阻、只会由于泄漏而放电。

    1.14可能是低裕度。  您可以尝试进一步增大 CDV_dt。

    另外、我同意您使用2个并联 FET、但在启动期间、我们假设整个应力位于单个 FET 上。 对于稳定状态、我们对应力平分。 因此、请考虑到您只有1个 FET、缩放启动。

    此致、

    Shiven Dhir

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    尊敬的 Shiven:

    您能否解释一下如何更改  Cdv_dt (在实践中、而不是在 Excel 中)? 我们没有额外的电容器连接到 HGATE、而是额外的电容器。 没有任何意义。

    我假设计算中没有考虑 MOSFET 的栅极电荷、这是我不了解的。 如前所述、一个 MOSFET IPTC020N13NM6的总栅极电荷为14nF。

    或者、我们如何加快切换时间以优化 SOA 裕量呢? 额外的栅极驱动器?

    我将检查具有较低栅极电荷的其他 MOSFET、但这会导致更大的 Rdson、从而导致更大的功率损耗。

    此致、Harald

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    大家好、Harald、

    我指的是数据表中显示的 RC、这有助于控制 VOUT 的压摆率。

    此致、

    Shiven Dhir

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    尊敬的 Shiven:

    也许我发现了我的错误在 calc 表。

    您也可以在软启动控制中选择"否"。 但这是正确的、只有 Crss 与计算相关吗?
    在本例中、看起来一切正常。

    此致、Harald

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    大家好、Harald、

    在没有 Cdvdt 电容器的情况下、浪涌电流可能很高。 这是系统级要求、您可以选择不使用该电容器。  

    是的、Crss 是唯一相关的规格。 为 dvdt  不会  全波整流。

    此致、

    Shiven Dhir

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    尊敬的 Shiven:

    我不确定 Crss 是否是计算的正确值。

    如果我使用 Crss、MOSFET 的容值大约为80pF、那么我可以在10µs 功率限制范围内的计算表中获得 SOA 限制。
    正如我昨天讲过的、在使用55µA HGATE 电流仿真 MOSFET 的开关导通时、开关时间约为1ms。

    您能否检查一下、Crss 的计算是否正确、或者我的仿真中出现了什么故障?

    (在计算器中)。 我更改了环境温度、 因此没有温度校正、并且 SOA 可与数据表进行比较25°C。

    此致、Harald

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    尊敬的 Herald:

    Crss 是 MOSFET 的 CGD 值、它定义了 FET 的米勒平台区域。

    如果不使用 cvd_dt、只有将影响米勒区域的电容为 Crss。

    Crss 没有定义 FET 的总启动时间、这仍然主要由 Ciss 决定。

    因此、您会看到1ms 的启动时间。

    此致、

    Shiven Dhir

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    尊敬的 Shiven:

    否、我没有看到1ms 的启动时间。 我看到的是大约1ms 的开关时间(米勒平坦区的时间间隔)。 以及之前的额外1、5ms 启动延迟时间。

    阈值时的栅极电荷在30V 时约为每个 MOSFET 22nC。 => 44nC / 55µA = 0、8ms

    这就是我担心的。

    我们将在几个星期内尝试它与硬件,但它将是好的,如果你可以检查钙。 工具。

    此致、Harald

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    大家好、Harald、

    如果没有任何 dv_dt 电容器、米勒平坦区域将很小。

    我不确定仿真为什么会显示这么长的时间。

    此致、

    Shiven Dhir  

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    尊敬的 Shiven:

    原因是55µA 的栅极驱动器电流非常低。

    此致、Harald

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    大家好、Harald、

    55uA 的低栅极驱动器旨在限制浪涌电流。

    如果您希望快速驱动器和浪涌电流不是问题、可以考虑使用带 OV 引脚的 LM74502H 和 CAN PWM。

    此致、

    Shiven Dhir

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    尊敬的 Shiven:

    LM74502H 没有用处。

    我们需要 为高达135V 的电压提供过压保护(TVS 将限制250V 的原始脉冲)。 此外、还有一个长的100V 浪涌脉冲、而 TVS 无法限制。
    我们的负载电流高达35A。 对于频率为某些 Hz 的慢速 PWM (由于功耗和 PCB 空间)、我们不需要额外的开关。
    我们还需要反极性保护。
    电流测量和短路保护也是必需的。

    LM74930满足所有这些要求。

    唯一的问题是由于55µA 栅极电流的原因缓慢导通时间。

    从功能侧开始1ms 开通时间(平坦区)可以。 一些延迟。

    这只是一个问题、它也适合 MOSFET 吗? 我们可以信任 Excel 中的 SOA 计算吗?

    此致、Harald

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    大家好、Harald、

    SOA 计算工具只能在一定程度上受信任。 它让您了解了启动缩放的不良程度。 SOA 启动裕度越高越好。 如果 SOA 工具显示裕度较低、则硬件肯定会发生故障、但如果它显示裕度足够、则可能会有一些拐角故障情况。 在硬件上测试一切也很好。

    总结一下;SOA 工具只是提供了一个概念。

    此致、

    Shiven Dhir