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[参考译文] LV5144:LV5144 设计帮助

Guru**** 2455560 points
Other Parts Discussed in Thread: LV5144

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/1542453/lv5144-lv5144-design-assistance

部件号:LV5144


工具/软件:

您好:

我根据 LM5146EVM 的原理图和 webench 建议、设计了一个 60V 标称电压(最大输入电压可能略高,因此我选择 LV5144 和 100V MOSFET)至 18V @ 8A 降压转换器。
开关频率设置为 200kHz 以降低开关损耗、并选择 DCM 模式以提高效率。

原型 PCB 上的空闲电流非常高(中为~76mA @ 60V)、IC 和两个 MOSFET 变得非常热、但它可以在高达 8A 的输出电流下工作。
SW 节点上有一些振铃(~15V 峰值)、我假设这可能会导致一些跨导?

我尝试了各种修改以减小空闲电流(以及随后散发的热量)、但我没有任何东西可以正常工作、因此我非常感谢您的帮助。

我尝试过的一些操作:

  1. 修改补偿网络、以便在交叉频率后获得更平坦的响应。 没有显著改善。
  2. 根据快速入门计算器的建议、将电感器替换为 33uH 和补偿元件。 似乎不太稳定、并在电流超过 1A 时发出蜂鸣声。
  3. 为 Vcc 提供 8V 外部电源并增大自举电阻(高达 10R)。 将空闲电流~到 Δ I 40mA、但似乎有些保护机制会在 6A 以上启动、这时会听到间歇性“咔嗒“声、并且 SW 节点处的脉冲在这段时间内非常短(我假设这是一个过流保护,尝试增大 Rilim,但似乎不起作用)。
  4. 为 Vcc 提供 8V 外部电源并在 SW 节点上使用 1nF 3R3 缓冲器似乎可以提供最佳结果。 空闲电流下降至 20mA、基本上没有振铃、转换器在达到最大输出电流的情况下工作。 但当然、这种设置的效率相当低(比前一个选项低 2-8%)。


我是否遗漏了一些关键问题?  

如果您有任何反馈、我将不胜感激。

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    您好:

    请发送此设计的完整快速入门计算器 https://www.ti.com/tool/LM5146DESIGN-CALC、以便我们可以检查稳定性。 确保输入具有电压的陶瓷 Cout 的降额值。

    原理图看起来正常。 过大的电感器磁芯损耗可能会导致轻负载电流。 什么是电感器 P/N?

    此致、

    Tim

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    您好、Tim、  

    感谢您的快速答复。

    电感器是 Bourns PQ2617BHA-220K。 据我所知、这些磁鼓磁芯电感器在空闲时确实具有相当高的磁芯损耗、但我估计它将小于 0.5W(遗憾的是数据表不是很详细)。
    但是、该电源大部分时间将在 4A 至 8A 电流下工作、因此根据计算器、由于 DCR 较小、它应该更高效。 此外、如果由于电感器磁芯损耗导致了很高的空闲电流、那么在使用激进缓冲器选项时、为什么会下降到 20mA?

    在论坛上不允许我上传 Excel 或 zip 文件、因此我在这里上传了快速入门以及完整的原理图和 PCB 光绘文件(我想它们也可能会有所帮助)。
    如果您愿意、我可以通过电子邮件或其他方式向您发送 Altium 文件。

    请注意、在大多数测试中、充电器部分被切断、负载直接连接到+18V。
    我最初担心输出端额外的电容器可能会对 LV5144 的稳定性产生不利影响、但从切断+18V 电源到充电器部分没有显著差异

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    您好:  

    您可以将文件拖到此处的窗口中、然后将其附加。 我无法访问 SharePoint。

    检查开关波形、尤其是低侧栅极电压。 添加缓冲器会减慢 SW 电压、因此这会有所帮助...

    --

    Tim

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    您好:

    我继续为.xlsm 扩展名获取“不允许文件类型“。
    我已将其重命名为.xls 进行上传。

    e2e.ti.com/.../LM5146_2D00_LV5144_5F00_quickstart_5F00_calculator_5F00_revB1_5F00_09_2D00_05_2D00_2024.xls

    还随附了 SW 和低侧栅极波形(具有符合原理图/快速入门标准的原始 PCB 配置,不带缓冲器和模块)。 IC 由内部稳压器供电)。
    @ 60V 的空闲电流为 83mA(如果 I 将 SYNCIN 切换为 FPWM 模式、空闲电流甚至更高、为~110mA)

    1. 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。

      这些波形看起来是合理的。  请注意、BSC034N10 FET 具有很高的电容性、从而导致高开关损耗。 使用 Qg、Qoss、Qrr 等较低的器件、尤其是负载电流只有 8A。

       、  

      您可以将 BSC146N10 安装在低压侧作为测试、以查看这是否有帮助。

    2. 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。

      确实是低侧 MOSFET、我不知道它会有如此严重的不利影响!
      我基于快速入门计算器选择了 FET、但在某些情况下显然并不准确。  

      将 BSC146N10 用于两个 FET 时、电路工作效果更好。 60V 时的空闲电流现在为 5 –10mA、过冲/振铃极小、在高达 10A 的电流下效率相当高(在外部 Vcc 时约为 94-96%,在这种情况下与快速入门预测的效率大致一致)。
      我可能出于好奇心尝试一两种 FET 选项、但无论如何、问题都解决了。

      非常感谢蒂姆!

    3. 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。

      好的、谢谢。