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[参考译文] LM5149:设计问题

Guru**** 2507135 points
Other Parts Discussed in Thread: LM62460, CSD18534Q5A, LM5149, LM5148

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/1534370/lm5149-design-issue

器件型号:LM5149
主题中讨论的其他器件:CSD18534Q5A、LM62460、 LM5148

工具/软件:

主题: 故障排除支持请求– LM5149RGYR  降压转换器高侧 MOSFET 故障

尊敬的[支持团队/工程师姓名/社区]:

但愿你能顺利。 如果遇到的问题、我很荣幸地请求帮助解决 直流/直流降压转换器设计 基于 LM5149RGYR

Wrench 问题总结:

该转换器配置为从 12-32V 输入降至 5V 输出。 但是、在负载条件高于~1–2A 时、 高侧 MOSFET (Q1) —CSD18534Q5A—过热或发生灾难性故障。 在较高输入电压 (>26V ) 下、输出电压开始显著下降、有一次 MOSFET 损坏、导致几乎满的输入电压传递到负载。

ΔChart with downwards trend 观察到的行为:

  • AT  0.2A 负载 、输出稳定在 5.0 V

  • AT 1A 至 2A  、MOSFET 加热迅速、和 2 A IT 失败

  • AT 4A  开始 烟雾 更低的输入电压下也是如此。

  • AT 输入> 26V  、 无论负载如何、输出均降至~4.2V。

已采取的行动:

  • 将 Q1 更换为新单元。

  • 新增了 A  100Ω 栅极电阻器 导通 HO 到 GATE(稍后用于测试)。

  • 在较低输入电压 (12V ) 下进行测试、从而暂时改善行为。

  • 研究了布局并根据需要更换了去耦电容器。

Gear️ 设计信息:

μPray 申请:

非常感谢您对以下方面的见解或指导:

  • 针对高 VIN 使用进行适当的死区时间/栅极驱动调优

  • Q1 的栅极电阻优化

  • 疑似布局引起的开关问题

  • 任何组件级替代或筛选建议

如果您需要其他详细信息、示波器捕获或设计文件以进行深入分析、敬请告知。 我很乐意提供任何支持信息。

提前感谢您的时间和专业知识。

此致、
穆罕默德·乌斯曼
设计工程师

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    您好、Muhammad Usman、

    请填写该器件的快速入门计算器 ( https://www.ti.com/tool/LM5149-LM25149DESIGN-CALC )、并与我分享原理图。

    此外、如果您计划将 12V 至 32V 降压至 5V 并具有 5A 的输出电流、 我建议您使用具有集成式 FET 的器件 — 与使用外部 FET 的设计相比、该器件的实现成本更低且更简单(主要推荐用于更高输出功率的设计)。  

    请访问 https://www.ti.com/product/LMR51450 和  www.ti.com/.../LM62460

    谢谢、

    此致、

    Taru

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    您好、感谢您的快速响应。 我已经使用了网络电路设计人员和所有组件和电路与德州仪器提供的设计  

    我需要 10A 与最大输入 44VDC 的电流和芯片 LM62460 是只有 6A 电流你可以建议 10A 在 5A 与输入 44VDC ?
    设计文件为 attcheckd(Altium Designer) 和 PDF。

    e2e.ti.com/.../7624.PCB-Sentry-Gun-Beta-Version-1_2D00_JUL_2D00_2025.zip

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    尊敬的 Usman:

    我已经使用了 webnech 电路设计器和所有组件和电路的设计由德州仪器提供

    不过,我们已理解,环路响应将取决于您使用的无源器件 — 直流偏置降额和其他因素都会起作用。 我也更容易根据设计计算器进行查看。

    我看到设计已经存在一些问题:

    1.您提到 fsw = 440kHz — 需要 49.3k Ω 的 Rt。 21k Ω 会导致 fsw 的 1MHz。  

    2.对于规格为电流限制设定点为 11.8A 的 5m Ω 检测电阻、我们建议设定点为最大电流的~140%。  

    因此、我想再次请求您填写计算器并与我分享。

    我需要 10A 的最大输入电流为 44VDC、芯片 LM62460 只有 6A 的电流、你可以建议 10A 的电流为 5A、输入电压为 44VDC 吗?
    [/报价]

    因为您提到了 5A、 12V 至 32V 输入转 5V 输出、所以我推荐使用这些器件。 请确认您的要求。  

    即使在 5V 下支持 44V 输入电压、10A 输出也能 — 您可以访问 www.ti.com/.../LM706A0。

    谢谢、

    此致、

    Taru

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    抱歉不便、这些基本上都是经过测试的伏特加 (Volatges)、在这些电压下、MOSFET 会烧坏、因此我无法在高电压下工作。

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    1:我使用了在线设计工具 (Webnech Designer) 提供的相同值和原理图。
    2. Sensr 电阻器也由德州仪器提供。

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    这是我从 Tool.e2e.ti.com/.../WBSchematicLM5149RGYR.zip 上的 Texas Instrumentation 提供的参考设计

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    您好 Muhammad、

    1.请分享 WEBENCH 文件。  

    2.您需要根据您的原理图填写计算器,而不是实际的测试数据。 我已经根据您的原理图自行填写 — 如果您需要这些规格,请进行检查并告诉我。  

    e2e.ti.com/.../LM5149-Quickstart-Calculator-Muhammad-Usman.xlsm

    我 需要您对设计发表的评论:

    a.确认开关频率。

    B.确认设计的最大电流。 根据上述情况、选择检测电阻。 电流电阻值相当高。  

    c.确认电感器 DCR。  

    d.确认输出电容和 ESR 的直流偏置降额值。  

    E.输入电容器非常低。  

    3.您的设计的输入源是什么?  

    4. LM5149 具有有源 EMI 滤波器 — 由于您不使用该滤波器-我建议您选择 LM5148

    5.你是否有任何示波器捕获,从你已经完成的测试? 如果是、请分享。  

    6.我看到的项目名称是'入口枪'-这是一个国防/军事项目?  

    谢谢、

    此致、

    Taru

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    下面是我从 Texas Instrumentation 在线获得的参考设计

    这只是原理图 — 您填写的规格是什么。 请分享整个设计。  

    我已经看到此设计与您的设计之间存在一些差异。 WEBENCH 设计中的 Rt 为 30k Ω、它将开关频率设置在大约 700kHz 处、您的设计采用 1MHz。 输出电容、输入电容和电感器也不同。

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    1) 我已经通过在 webneck Power Designer 中输入参数来标注原理图。 已附加文件。
    2) 完美。 一切都好。

    A. 1000kHz
    B.最大电流 10A
    C.  5.4m Ω(最大值  
    D.GRM32EC81C476KE15K 具有 X6S 电介质
    e.使用的电容器数量与 Webneck 电源设计器给出的数量相同

    3、电池并在稳定电源上进行了测试
    4.注意到。 您认为这样可以解决问题吗?
    5.是的。 随附。
    6.不,只是一个名字。

    感谢您的合作和 patiencee2e.ti.com/.../Scope.zipe2e.ti.com/.../Design-Webnech-Power-Designer.zip

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    已注意。 但是、这些值只会改变性能、但为什么 MOSFET 会被烧毁并且无法提供稳定的电压?

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    你好

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    你好 需要多长时间?

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    尊敬的 Usman:

    我将由 EOD 返回给您。  

    谢谢、

    此致、

    Taru

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    尊敬的 Usman:

    为延误道歉!

    请参阅我的评论:

    1) 我通过在 webneck Power Designer 中输入参数来说明原理图。 已附加文件。
    [/报价]

    和之前一样、这只是原理图。 请参阅以下有关如何导出 WEBENCH 设计的信息:

    转至 WEBENCH 窗口右上角、然后点击 Export:

    单击共享设计选项:

    使用“公共链接选项“并创建指向您的设计的链接:
     \\

    4. 已注意。 您认为这样可以解决问题吗?
    [/报价]

    这是为了改进您的设计 — 如果您不使用器件的功能,您可以改用更简单的器件。  

    [引述 userid=“425142" url="“ url="~“~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1534370/lm5149-design-issue/5903281 #5903281“]

    5.你是否有任何示波器捕获,从你已经完成的测试? 如果是、请分享。  

    [/报价]

    您共享的波形是否显示了开关节点? 或输出电压?  

    请发送放大的波形 — 从捕获结果中我无法分辨多少。  

    谢谢、

    此致、

    Taru

    [/quote]
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    这些是输出波形

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    您好、

    输出波形

    输出电压?  

    如果是、这看起来并不正确、则根据建议增大输出电容器并检查响应。

    同时、请分享您使用的 WEBENCH 设计(我已经为您概述了相关步骤)。

    谢谢、

    此致、

    Taru

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    输出电压为 5V。 已通过增加输出电容器进行检查。 请注意、我已经共享了 WEBNECH Design。 请参阅 e2e.ti.com/.../WBBOMDesign13.csv

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    您好、Muhammad Usman、

    我已向您发送了一个朋友请求 — 请在那里分享您的电子邮件地址-我相信如果我们能通过电子邮件进行通信并关闭此邮件将会更好。  

    谢谢、

    此致、

    Taru

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    您好、
    mu452@yahoo.com 

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    谢谢!

    我会给您发送一封电子邮件 — 让我们来讨论一下。  

    谢谢、

    此致、

    Taru

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    没问题