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[参考译文] LMG2100R044:上升时间和下降时间

Guru**** 2481835 points
Other Parts Discussed in Thread: LMG2100R044

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/1496830/lmg2100r044-rise-time-and-fall-time

部件号:LMG2100R044

工具/软件:

您好团队:

LMG2100R044是否有任何上升时间和下降时间规格?

我认为它们是 MOSFET 的常见规格参数。

此外、还需要它们来计算开关损耗。
数据表的公式(5)中需要 TTR。

此致、
Kee Kuhara.

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    嘿、Kei、

    感谢您的联系。

    器件输出(即开关节点)的上升和下降时间规格不是恒定的、可根据运行条件进行计算。

    对于上升时间、可参考图5.7数据表中给出的压摆率曲线。

    如果您不使用任何压摆率控制电阻器、则压摆率将最高、您可以将其在25°C 时的22 V/ns 周围、添加压摆率电阻器后、可以降低开关节点的压摆率、相应地、22 V/ns 值将发生变化。

    现在使用压摆率值、您可以得到开关节点在任何工作电压下的上升时间。

    上升时间(ns)=电压电平/22

     器件数据表的8.2.2.3压摆率控制部分提供了使用压摆率控制电阻器来控制高侧和低侧 FET 的导通速度的指导。

    开关节点的下降时间取决于负载电流和 FET 的 Coss (tr)、我们只需使用关系式首先获得关断压摆率、

    IOUT = Coss (tr) x dv/dt;

    而 dv/dt 为关断压摆率、Coss (tr)(来自数据表)= 548 pF

    现在、在任何输出负载电流下、都可以计算关断压摆率、然后使用、我们可以获得任何电压电平下的下降时间。

    如果您还需要任何其他信息、敬请告知。

    此致、

    Rohan

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    您好 Rohan-san、

    感谢您的详细回答!

    此致、
    Kee Kuhara.

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    您好 Rohan、

    我有一个关于如何计算开通时间和关断时间的问题。 35V、9A、Rg = 1 Ω 时、使用 LMG2100R44测试 DPT。 I measured LS 漏源电压的上升和下降时间。 结果、上升时间= 12.5ns、下降时间= 10ns。  我注意到结果不符合您的指示。  您的公式是否真的正确?

    接下来、 我测试了使用 LMG2100r44设计的升压电路。 I 测量上升和下降时间、然后计算开关损耗。  我使用了数据表中的公式、 可以看到开关损耗大于整个电路的总损耗。 我使用了 P=1/6*V*I*FSW (即漏极电流和漏源电压在开关时间同时变化)、结果几乎是正确的。 您能提供波形并说明上述结果吗?

    此致、

    Thi Pham Van

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    尊敬的 Thi Pham:

    感谢您与我们联系。 我需要您方面提供更多详细信息、以检查输出 SW 节点的上升、下降时间 和功率损耗值之间的差异所在。

    能否分享您在 LMG2100R044 EVM 上进行的 DPT 测试的更多详细信息、比如您在 VCC 电源引脚或 HB 引脚上使用了任何压摆率电阻器进行自举?

    2.另外,您能否说明 Rg (1欧姆)在 EVM 上的连接位置?

    3.同样,对于升压电路,您能否(如果可能)分享您对整个电路的开关和其他类型的损耗进行评估的测试条件?

    此致、

    Rohan

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    您好 Rohan、  

    感谢您的反馈!

    1、我使用 LMG2100EVM 进行了实验、得到48V、9A 条件:上升时间=7.5ns、下降时间=7.5ns;我没有更改硬件、保持在我第一次收到模块时的样子。

    2.我已经使用参数构建了一个 DPT 电路(一个新电路、与 LMG2100EVM 无关):L=4.7uH、R_(VCC)=1 Ω、R_HB=1 Ω、I=9A。 我不理解该结果:上升时间=12.5ns、下降时间=10ns。 我不计算这个结果。

    3.升压转换器:VIN=42V、Vout=58V、L=4.7uH、功率=250W、R_VCC=2 Ω、 R_HB = 2 Ω。  我使用功率分析仪测量效率:Eff = 98%、上升时间= 20ns、下降时间= 15ns。 您能分析这些数据吗?

    此致、

    Thi Pham Van

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    尊敬的 Thi Pham:

    1.刚刚检查,在我们的 LMG2100EVM 上 6.04 Ω 器件的 Vcc 和 HB 引脚上默认使用用于压摆率控制的电阻器。

    这将根据上面给出的压摆率控制曲线、将输出电压(SW)节点的压摆率降低到9 V/ns 周围。

    对于48V 的输出电压电平、我们将得到大约的上升时间 5.33ns 、更接近您测量的7.5 ns。

    对于下降时间、计算将取决于负载电流、因为它是9A、因此下降压摆率应位于16.67 V/ns 附近、然后在48V 输出电压下、下降时间仅应在2.9ns 左右。

    您能否再次测量 LMG2100 EVM 上的上升和下降时间并共享示波器快照、以便更好地了解测量设置? 它将真正有助于找出差异在价值观中的产生位置。  

    2.对于使用给定参数构建的 DPT 电路(例如 Vcc 和 HB 引脚上都有1欧姆压摆率电阻器)、压摆率应以 V/ns 为单位增加、然后上升时间应显著下降、而下降时间应几乎保持不变、因为它在很大程度上取决于负载电流。

    您是否也可以共享 DPT 电路(如果可能)?

    3.对于损失计算及其分析,我们将需要更多的数据从您的方面喜欢

      (i)开关频率

      (ii)死区时间  

      (iii)还确认了一次、负载电流是否为9A?

    此致、

    Rohan

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    尊敬的 Rohan:

    感谢您的反馈!

    1.     

    一些振荡形式的 Vds 图片

    2. DPT 电路的所有参数,我在最后一个问题中提到。  我不明白的是、为什么电阻减小、上升和下降时间会增加。

    3.在升压转换器中。 频率= 500kHz、死区时间= 50ns。 正如我提到的、在250W 下、负载电流= 4.3A。 您能给我提供以下值吗:第三 quarant 运行时的阈值电压、平坦电压、源漏电压降?

    此致、

    Thi Pham Van

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    尊敬的 Thi Pham:

    感谢您提供 o 示波器快照。 我们会对此进行研究。

    如果我们分析升压配置的功率损耗数据、我观察到:-

    如果我们将您提供的上升和下降时间分别视为20ns 和15ns、则 在使用器件数据表中给出的开关损耗公式后、我们得到的总开关损耗约为3.561W。 然后、FET 的导通损耗约为0.081W、因此这些损耗的总损耗变为3.642W。之后、如果我们加上死区时间损耗、电感器损耗、PCB 损耗、二极管损耗、总损耗将很容易超过5W。

    但如果我们使用上述理论计算出的上升和下降时间、我们将仅得到1.164W 左右的开关损耗。 然后、加上导通损耗、死区时间损耗和所有其他损耗后、总损耗应仅约为5W、这也由功率分析仪估算。

    这里的唯一差异在于、您这边在硬件上的上升和下降时间测量值与理论值之间存在差异、我们会进行研究、并尽快答复您。

    关于 您询问的第三象限运行中的阈值电压、平坦电压、源漏压降、我目前可以提供 LMG2100R044的 VSD 压降为1.5V

    您能否说明一下您对哪个电压信号询问阈值和平坦电压?

    此致、

    Rohan

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    您好 Rohan、

    感谢您的反馈!

    期待您对开关损耗以及上升和下降时间提供进一步的反馈。  为了安全起见、我必须在增加升压转换器的功率之前准确计算。

    至于阈值电压和平坦电压、我指的是 GaN FET 的栅源电压(Vgs)。  我知道 LMG2100R044的封装是 RAR (VQFN、17)、那么您能提供它的寄生电感模型吗?

    此致、

    Thi Pham Van

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    你好、Thi Pham、

    感谢您的耐心。

    对于 SW 节点的上升和下降时间测量、由于 SW 节点会根据给定条件下的压摆率非常快地上升和下降(以 ns 为单位)、建议使用大带宽 O 示波器和探头来支持此类高压摆率测量。

    您能否检查测量值是否受带宽限制、这就是为什么您无法正确测量快速压摆率? 请检查一次、使用的 O 型示波器和探头的 BW (对于更安全的侧、应至少为300MHz)并告诉我。

    至于 Vgs 阈值和平坦电压、我将与设计团队讨论这些值、并将告知您何时可以得到这些值。

    对于 LMG2100R044的寄生电感模型、您能给我一些相关背景信息、比如您需要哪种测试和开发、以便我能在这里更好地为您提供帮助。

    此致、

    Rohan

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    您好 Rohan、

    感谢您的反馈!

    1. 在实验过程中,我将示波器设置为带宽:无,并且使用了100 MHz BK 精密示波器。  使用上述示波器对结果有何影响?

    2. 关于寄生电感问题,我想看看寄生电感对 GaN FET 行为的影响,以及 EMI 问题。

    我期待收到您的答复。

    此致、

    Thi Pham Van

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    你好、Thi Pham、

    使用示波器时并不是问题所在、而是使用用于测量上升和下降时间的探头时问题更大。 如果我们将使用带宽较低的测量探头、则会受到其能够捕获的最小分辨率(以 ns 为单位)的限制。

    至于使用1欧姆作为压摆率电阻器的情况、压摆率非常高、上升时间将非常短(约2-3 ns)、但如果我们不使用 O 示波器支持的探头、而这种探头可以测量这么低的分辨率、则测量结果可能不正确。

    那么、能否再次检查是否可以使用500MHz 或1GHz 探头、并再次测量上升和下降时间?  

    我会在内部关注团队的寄生电感问题、并会尽快答复您。

    此致、

    Rohan