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[参考译文] TPS92640:降低 Vin、降低损耗

Guru**** 2589265 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS92640

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/1556614/tps92640-reduced-vin-for-reduced-losses

器件型号:TPS92640


工具/软件:

尊敬的 TI 支持部门:

是否可以为 TPS92640 提供比实际高侧开关电压低的输入电压、以减少内部 VCC LDO 中的损耗?

例如、将 12V 作为 VIN、将 48V 用于高侧开关电源?

根据我们对数据表的解释、只要我们仔细使用一些公式、将 Vout/Vled 通过 D 返回到 VIN(主要用于确定 Ron/Con)、这应该是可能的。

我们已经在我们较旧的 TPS92640 原型板上尝试了此配置、似乎可以正常工作。 (VIN = 12V、VHS = 48V、Vout = 16V、Iout = 10A)

在这种配置下、TPS92640 长时间运行是否存在任何问题?

谨致问候| Simon

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    嗨、Simon

    这应该是可行的。 然后您的电路板上需要 2 个电源轨(一个 12V、一个 48V)。

    能否介绍一下您的应用需求和终端设备?

    谢谢、此致。

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    尊敬的 GUI:

    是一种工业照明应用、采用非常小的外壳并仅进行对流冷却、能够实现部分安静功率。

    我们正在尝试尽可能减少损耗。  

    160W LED (16V@10A、300kHz Fsw)、48V 直流主电源、已经存在额外的 12V 电源轨、可以使用。

    凭借良好的 HS/LS FET 选择、我们已经获得了低至 1.3W 的开关+导通损耗。  

    通过将 TPS92640 电源从 48V 降至 12V、我们可以将 IC 的损耗从 0.92W 降至 0.08W。

    如果这种技巧可长期使用并且不会导致任何问题(例如 TPS92640 内部的钳位二极管)、则会有很大帮助。  

    谨致问候| Simon

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    嗨、Simon

    这应该没问题。  如您所述、请注意用于确定 RON 的公式。  

    谢谢、此致。

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    尊敬的 GUI:

    感谢您的快速响应! 我们使用原型进行了一些进一步的测试、遗憾的是发现 VIN 供应减少存在市长问题。

    它仅在 UDIM 引脚被拉至 370mV(低功率关断)以下或 1.3V(LED 亮起)以上时才起作用。 在我们的第一次测试中就是这种情况、因为我们在 UDIM 引脚上使用了正向电压小于 370mV 的肖特基二极管来处理 PWM 信号。

    我们现在更改为标准的硅二极管、以防止 TPS92640 进入低功耗关断模式。 UDIM 现在为 550mV(LED 关闭)或 1.3V 以上(LED 开启)。

     在这种情况下、TPS92640 似乎会受到永久性损坏。 LED 打开以接收单个 100ms 脉冲。 经过该脉冲后 、TPS92640 的两个栅极驱动器均为高阻态、并且两个 FET 栅极都悬空。 VCC (8.5V) 和 VREF (3.03V) 仍然存在。  这种状态似乎是永久性的。  TPS92640 不会驱动任何进一步的 LED 脉冲。

    48V Vin - 48V VHS - UDIM 300mV 至 1.7V -> OK(LED 关闭时低功耗关断)

    48V Vin - 48V VHS - UDIM 550mV 至 1.7V ->正常

    12V Vin - 48V VHS - UDIM 300mV 至 1.7V -> OK(LED 关闭时低功耗关断)

    12V Vin - 48V VHS - UDIM 550mV 至 1.7V ->失败

    我们怀疑与过流保护功能有关、该功能会测量 VIN 到 SW 的电压、以保护高侧 FET。 通过降低电源、该功能可接收负电压。 因此、当 TPS92640 未处于低功耗关断模式时、SW 的绝对最大值似乎为 VIN 而非 90V。

    遗憾的是、VIN 电源电压降低不是一个选项。 Disappointedμ s

    -----

    VCC 的外部电源是否可以作为替代解决方案? (VIN = VHS = 48V、Vcc = 12V 从外部提供至 VCC 引脚)

    在 VCC 引脚上施加更高的外部电压时、内部 VCC LDO 是否会关断、否则会损坏 LDO?

    谨致问候| Simon

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    嗨、Simon

    您能否分享被测电流电路的原理图或图表?

    谢谢、此致。

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    尊敬的 GUI:

    以下是原理图:

    12V Vin - 48V VHS - UDIM 硅二极管 — TPS92640 在单个 LED 脉冲后发生故障:

    e2e.ti.com/.../TPS12V_2D00_FAIL.pdf

    12V Vin - 48V VHS - UDIM 肖特基二极管 — TPS92640 工作、但在 LED 脉冲之间进入低功耗关断状态:

    e2e.ti.com/.../TPS12V_2D00_OK_2D00_LPSD.pdf

    48V Vin - 48V VHS - UDIM 硅二极管 — TPS92640 工作:

    e2e.ti.com/.../TPS48V_2D00_OK.pdf

    48V Vin - 48V VHS - UDIM 肖特基二极管 — TPS92640 工作、但在 LED 脉冲之间进入低功耗关断状态:

    e2e.ti.com/.../TPS48V_2D00_OK_2D00_LPSD.pdf

    我们对 3 个原型复制了每次测试(发生故障后还替换了 3 个 TPS92640 IC)。

    我们怀疑它与数据表第 7.3.11 章中提到的过流保护功能有关。 这可能会解释 TPS 出现故障的原因。 但是、为什么它只在 UDIM 上设置了硅二极管并使用肖特基二极管时失败、这让人眼花缭乱。

    谨致问候| Simon  

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    嗨、Simon

    感谢您 提供的信息。 TPS9264X 需要检测 VIN 和 SW 以实现电流保护、然后无法由两个分离轨为电路供电。

      在 2 种不同的模式下(UDIM 从关断模式上升/从 NOT_SHOWDOWN 模式上升)是否记录了任何波形  ? 我们需要检查 UDIM、COMP、CS、SW 电压。

    对于外部 VCC、TPS9264X 不适用于外部 VCC 选项、建议不要这样做。 但可以使用外部电源轨来帮助降低 高侧驱动器的一些功率损耗

    谢谢、此致。

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    嗨、Simon

    此器件很旧、我没有找到设计背景、因此我无法告诉您您可以直接连接外部 VCC。

    但我找到了有关分离式 Vin 和 V_HS 电源的历史主题: https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management---internal/f/power-management---internal-forum/498682/tps92641-with-vin-12v-and-v_step_down-48v?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=TPS92641# 

    根据这一主题、 应该可以应用外部 VCC、 正如克林顿·延森所说、  这是在开发过程中测试的、并且 VCC 调节器的设计使其可以从外部驱动。

    您可以在 PCB 上进行测试、检查是否正常。

    谢谢、此致。

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    尊敬的 GUI:

    感谢您提供此信息! 可悲的是,我无法访问链接到历史线程,它似乎是一个内部唯一的论坛。

    但我们将在我们的原型上尝试使用 VCC 的外部供应、因为这种减少损耗是非常有前景的。

    谨致问候| Simon

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    谢谢 Simon。

    此致。

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    嗨、Simon

    您是否在电路板上进行了测试、它是否运行良好?

    谢谢、此致。