[参考译文] LM51561-Q1：LM5156-Q1：SEPIC 转换器 — MOSFET 和电感器过热

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器件型号： LM51561-Q1

您好！

在我的上一篇文章 (https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1521807/lm5156-q1-sepic-converter---mosfet-overheating/5850758) 中、我分享了使用 LM51561-Q1 的 SEPIC 拓扑遇到的问题、在该拓扑中、MOSFET 过热超出了预期。

当我们尝试使用栅极电容较小的 MOSFET 时、即使导通电阻较大、结果也更好。当时我得出结论、栅极上的更大电容会使开通时间过慢、因此 MOSFET 过热。

现在、我们能够测试其他 MOSFET、结果如下所示：

同样、电容较小的 MOSFET 是性能最佳的 MOSFET。

我们注意到、即使额定电流为 5.23Arms 并且我们使用 2A 负载、电感器也会过热、因此我们决定进行进一步研究。

下图显示了 2A 负载的波形：

黄色 — MOSFET 漏极
紫色 — MOSFET 源极
蓝色 — MOSFET 栅极
绿色 — 二极管阳极

我们认为 MOSFET 漏极上的这种振荡是 MOSFET 和电感器过热的主要原因。我们尝试添加栅极电阻、但如果我们将其减慢太多、它也会过热、因为它在线性区域上保持太长。

您是否认为这种振荡可能是出现过热问题的原因？跨 VDS 的缓冲器能否解决问题？还是应该从 Vd 到 GND？此外、它与我们测试的 MOSFET 和温度结果有何关系？这真的是栅极电容问题吗？

提前感谢您。

Wagner M.

0 admin 3 个月前

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您好、Wagner M.、

同样、性能最佳的 MOSFET 是电容较小的 MOSFET。

是的、MOSFET 中的损耗在很大程度上取决于开关频率。对于快速开关、栅极电荷比 Rdson 更重要。

FET 是合适的。

我们注意到电感器也过热、即使额定电流为 5.23A rms 并且我们使用 2A 负载、因此我们决定进行进一步调查。

电感器 L1 的 RMS 电流将比输出大得多。输入电压越低、该电流就越高。请登录 Power Stage Designer：https://www.ti.com/tool/POWERSTAGE-DESIGNER
电感器可能会因为过载而变热。

您认为这种振荡可能是导致过热问题的原因吗？ [/报价]
我认为过热主要与高开关频率和最可能的欠额电感器有关。此外、PCB 中更多的铜有助于散热。您仍然可以尝试使用缓冲器或改进布局以消除振铃。您还可以考虑降低开关速度。

此致

Moritz

0 admin 3 个月前

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嗨、Moritz

在 Power Stage Designer 上使用耦合电感器时、对于电感、我是否应该使用电感器数据表中的串联值？

例如、我在设计中使用了 SRF1280A-3R3Y。我应该使用哪些参数、即并联或系列 1？我考虑了系列等级

使用 13.2uH 作为电感值、电感器 L1 上的最大电流为 3.28A、L2 上的最大电流为 2.19A

我是否应该添加这两个电流并与数据表上的 IRMS 系列额定值进行比较？这是否是预测电感器温度的正确方法？

0 admin 3 个月前

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您好、Wagner、

莫里茨目前正在休病假,所以我将在这段时间内接手。

电感器数据表显示了串联和并联连接定义的原理图。

在使用 SEPIC 拓扑时、初级侧使用 N1、次级侧使用 N2、因此我可以说它既不是并联连接、也不是串联连接。
在 SEPIC 拓扑中使用时、电感应介于 3.3uH 和 13.2uH 之间、甚至可以处于中间值 8uH 之间。
计算器的峰值电流仍应低于电感器的饱和限值、但在您的设计中应该是这种情况。

此致、
Niklas

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