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[参考译文] LM74502:正栅源电压和负输出、具有负输入

Guru**** 2457760 points
Other Parts Discussed in Thread: LM74502

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/1536042/lm74502-positive-gate-source-voltage-and-negative-output-with-negative-input

器件型号:LM74502


工具/软件:

您好:

我计划使用 LM74502 为项目实现热插拔、反极性保护和负载禁用特性。 主要思路是将 LM74502 用作我正在开发的控制单元和 24V VRLA 电池之间的接口;具体而言、电池将连接到 LM74502 的输入 (VS)、而 LM74502 的输出将连接到控制单元内置的充电器。
根据前提、我希望使用 LM74502 来限制电池与电路连接处的浪涌电流、在电池连接错误(反极性)时保护充电器、并在电池电平过低时自动断开负载(通过 EN/UVLO 引脚)。 我目前正在运行测试、以便在最终电路板级别实施解决方案之前对其进行验证。 我已经测试了热插拔和负载禁用功能;现在主要测试反极性保护功能。 在后一个方面、我遇到了一些意想不到的问题。

当时、我购买了大容量元件并在矩阵板和试验电路板上实现了一个简单电路。

这是测试电路的原理图:

我正在使用以 24V 直流电压作为电源 (VIN) 的台式电源来测试反极性保护功能。 目前、除测量仪器外、我不应用载荷 (VOUT)。

我现在描述一下我希望您帮助我澄清的异常行为; 对于下面所述的所有测试、我向输入 (VIN) 施加–24VDC 负电压:

  • 我注意到、使用负输入电压时、栅极和源极的引脚之间存在正电压(这仅在它们连接到 2 个 MOSFET 时才是如此); 在下图中、您可以在通道 1(黄色)上看到 VIN 电压、而通道 2(粉色)显示栅源电压。

在这里、我们可以看到向 VIN 输入施加电压的瞬间;在这种情况下、我注意到栅源电压高达 4.88V

另一方面、我们在这里看到相同的测试条件、但时基更宽;在 VIN 导通一段时间后(这次是可变的)、出现大约 0.77V 的栅源电压、只要存在 VIN、电压就会一直存在

我注意到、通过减小 RG 的值、反向 VIN 导通时的栅源电压峰值会增加;相反、通过增大 RG 的值、GATE_SOURCE 电压峰值会降低。 稳态栅源电压值不会随着 RG 的变化而变化、并保持在 0.77V 左右。

下面是一个 RG 值非常高的示例、即 10k:

所述内容是否属于器件的标准运行范围? 我担心的是、栅极和源极之间存在该正电压可能会激活 MOSFET、从而在输出端传导负电压;我期望的是、在 VIN 为负时、栅源电压将保持在 0V。

在矩阵板和试验电路板中都有类似的行为。

  • 在电路的输出端 (VOUT) 放置一个数字万用表、我注意到在负 VIN 电压下、我发现负 VOUT 电压约为–3.7V;施加一个电阻负载、甚至非常低至 150k、VOUT 电压会降至约–0.3V。 同样、在 VIN 此时为正且禁用 LM74502 (EN/UVLO = 0) 的情况下、我发现输出端的电压约等于 3.7V;再次向万用表施加额外的负载、该电压下降。 我推测、这种影响可能至少部分是由于 MOSFET 体二极管的漏电流造成的、此外、我通过万用表加载输出(尽管有点)。 再次、我希望你对此提出意见、并可能作出澄清/建议。  在矩阵板和试验电路板中可以发现类似的行为(在试验电路板中检测到输出端的更高电压)。

如果需要更多信息、请告诉我。

谢谢你。

  • 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。

    尊敬的 Alessio:

    感谢您提供详细信息。

    当施加–24V 电压、IC 无电源并关闭时、栅源极上预计会累积 0.7V 电压。 因此、栅源极是被动连接的。 0.7V 使 FET 保持关闭状态、因此无需担心。

    期间可能会由于耦合(瞬态)而产生 4.9V。 您能否再次尝试使用 CGS 电容器进行测试、例如 10-100nF。 在这种情况下、您可以移除 RG 电阻器。

    此致、

    Shiven Dhir

  • 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。

    感谢您的答复。

    抱歉、我想更深入地了解 VIN =–24V 时栅极和源极之间存在 0.7V 的情况;这种现象是否仅取决于 LM74502、或者当 VIN < 0 时、它是否与 LM74502 和外部 MOSFET 之间的相互作用有关? 当然、0.7V 小于 MOSFET 栅源阈值电压、因此只有非常低的电流可以流过 MOSFET;但有任何方法可以消除这种影响。

    另一个观察结果:当 VIN=+24V 且 I remove R1(EN/UVLO=0、因此 LM74502 被禁用)时、在栅极和源极之间 I 测量值为 0V。

    我完成了您建议的测试;下面是修改后的原理图:

    我已使用 Cgs = 10nF (10%、100V、X7R) 和 Cgs = 100nF (5%、50V、X7R) 且没有 RG 完成了测试。

    Cgs = 10nF:

    Cgs = 100nF 时:

    瞬态仍然存在。

    RG 电阻器的作用是什么?如果添加 Cgs、为什么可以将其移除? 数据表解释了 RG 在 Cdvdt 和 MOSFET 的栅极之间充当隔离电阻器、但我不完全清楚这一概念。

    我的第二个请求如何(如果 VIN<0、VOUT 上为负电压;如果 VIN>0 且 EN/UVLO=0、<xmt-block1>VOUT</xmt-block> >0)?VOUT? 这些现象是否仅是由于 MOSFET 漏电流造成的?

    感谢您的支持。

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    尊敬的 Alessio:

    栅极 — 源极在内部通过一个开关连接,当 VIN 为负时该开关不上电。 这意味着它仅以被动方式连接、所有有源电路均关闭。

    当 VIN 为正和高电平时、VGS 通过有源电路连接、将为 0V。

    我将检查其余部分。

    此致、

    Shiven Dhir

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    好的、谢谢您 Shiven。 我将等待您的更新。

    此致。

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    尊敬的 Shiven:

    您是否有关于我的问题的任何更新? 请告诉我,因为这影响了一个重要项目的继续。

    谢谢你。

    此致。

  • 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。

    尊敬的 Alessio:

    “我的第二个请求是什么(如果 VIN<0、VOUT 上为负电压;如果 VIN>0 且 EN/UVLO=0、<xmt-block1>VOUT</xmt-block> >0)?VOUT? 这些现象是否仅是 MOSFET 漏电流造成的?“

    是的、这可能是由于泄漏而发生的。

    此致、

    Shiven Dhir