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[参考译文] CSD18540Q5B:CSD18540Q5B 的变化

Guru**** 2668435 points

Other Parts Discussed in Thread: LM5145, CSD18531Q5A, CSD18540Q5B, CSD18512Q5B, CSD18534Q5A

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/1589515/csd18540q5b-variation-of-csd18540q5b

器件型号: CSD18540Q5B
《Thread 中讨论的其他器件: CSD18512Q5B、LM5145、 CSD18534Q5A、CSD18531Q5A

您好:

我正在努力创建使用 CSD18540Q5B 的解决方案。 运行计算后、我注意到在使用典型参数时、设计不会过热。 但是、仅使用最坏情况参数时、设计接近于过热。  

我很好奇变化发生在哪里。 例如、如果我订购的卷带为 1000、那么在这组 1000 的卷带中、工作参数会发生多大的变化? 然后、如果我在半年后再订购一卷 1000 卷、那么从批次 A 到批次 B 的变化是否比批次 A 的总变化大得多?

如果大多数变体发生在芯片之间、则可以执行测试来移除过热的电路板、并最终获得一个通过的百分比。 但是、如果大多数变化是按批次进行的、我们最终可能会得到 1000 块不工作的电路板。

 

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    您好、John:

    感谢您关注 TI FET。 您能详细介绍一下您的应用、要求以及 FET 的使用和运行方式吗? 因此器件间和批次间会存在差异。 我正在与产品工程师核实、了解我们提供了哪些数据来帮助您解决此问题。 最大影响因素之一通常是 RDS (on)、但在开关模式应用中、开关损耗也会显著影响 FET 以高频(几百 kHz)进行开关。 我看到您的公司位于爱荷华州的艾姆斯。 我最初来自爱荷华州、曾就读于爱荷华州立大学。 我期待您的答复。

    此致、

    约翰·华莱士

    TI FET 应用

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    嗨、John、

    目前、我们将 CSD18540 作为高侧开关 FET、并将 CSD18512Q5B 作为低侧 FET 与 LM5145 降压转换器搭配使用。 根据 LM5145 快速入门计算器、与高侧 FET 相比、低侧会损失少量功率。 由于我们的应用是设计一个太阳能充电控制器、因此我们修改了控制环路、以控制输入电压而不是输出电压。 下面是我们用于配置 LM5145 的主要参数:  

    VIN 范围:20V - 36V

    VOUT 典型值:15V

    I_IN 最大值:6.1A

    I_out 最大值:I_in_max * Vin / Vout

    Fsw = 280kHz

    我们当前将这些电压连接到设定点电压 (V_IN) 约为 27V 的电池板。 在此输入电压下、输出电压约为 11A。 根据计算器、如果计算器中的每个参数都是最坏情况、CSD18540 应损失约 1.5W 的功率。  

    然而、当我们将输入电压提高到 36V 左右并采用最坏情况参数时、损耗增加到接近 2.5W、主要由开关损耗决定。 运行“典型“参数时、我们可以看到功率损耗降至 1.5W。

    由于我们可以使用相同的电路来运行 27V 设定点充电控制器和 36V 设定点充电控制器、因此我认为我们可以运行测试并将运行温度较低的电路板与 36V 配置相匹配、然后运行温度较高的电路板可用于 27V 配置。

    通过了解订购之间的差异、我们可以了解“A 级“板与“B 级“板之间的比率是否会有很大差异、或者每次订购时是否会保持相当稳定。

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    您好、John:

    感谢您提供最新信息。 您能否分享包含您的数值的 LM5145 快速入门计算器? 我想看看损耗的分布。 通常、生产中的参数分布比数据表规格更严格、并且在数据表限制之上通常有一个保护频带。 TI 只能保证数据表中指定的内容。 TI 提供大量基于 Excel 的 FET 选择工具、允许用户比较多达 3 种不同的 TI FET 解决方案、包括同步降压工具。 请告诉我电感值。 我可以从 LM5145 栅极驱动数据表中获取其余信息。 该工具的链接如下。  

    https://www.ti.com/tool/SYNC-BUCK-FET-LOSS-CALC

    谢谢、
    John

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    您好、John:

    还有一点。 CSD18512Q5B 是一款 40V FET、当以 36V 输入电压使用时、瞬态和开关尖峰没有太多裕度。 SW 节点处的电压可能超过底部 FET 的 BVDSS。 对于 36V 输入、我推荐使用 60V FET。

    谢谢、

    John

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    为了回答您的第一个问题、我们使用了 5.6uH 电感器。 我将附加我正在使用的值的图像、因为我无法附加快速入门计算器:

    由于我尝试考虑到栅极驱动电压为 7.5V、因此我用于 FET 的值可能略微偏离。 我已根据您的建议、在计算器中将低侧 FET 更新为 CSD18540。

    经过一些内部讨论、我们可以在高侧附近添加一个热敏电阻。 如果温度过高、我们可以降低输出电流。 尽管如此、了解批次差异将有助于我们为客户提供更好的产品。

    谢谢!

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    您好、John:

    感谢您的更新。 我会尽快回顾并回复您。

    此致、

    John

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    您好、John:

    我填写了 LM5145 快速入门计算器、不知道它是如何计算损耗的。 我使用了我开发的 FET 选择工具、其中包括共源电感的影响、详情请参阅以下链接中的应用报告。 我的工具在最接近 VGS 值时使用最大 RDS (on)、其中数据表中指定了导通电阻(通常为 4.5V 或 10V)、并考虑了 RDS (on) 的温度系数。 它使用数据表中的典型电荷和电容值。 同样、该工具在最接近 VGS 值(通常为 4.5V 或 10V)时使用典型 QG。  

    对两个 FET 使用 CSD18540Q5B 可不平衡功率损耗、高侧 FET 估算的功率损耗为~3.8W、低侧~0.7W。 实际上、选择性能较低的低侧 FET 有助于降低高侧 FET 中的损耗。 使用 CSD18540Q5B 对两个 FET 中的总损耗均较低。 我为低侧 FET 选择了 CSD18534Q5A、为高侧 FET 选择了 CSD18540Q5B。 总体 FET 损耗稍高、但它可以平衡 FET 中的损耗。 低侧 FET 中的估计损耗约为 2.2W、高侧 FET 中的估计损耗约为 2.6W。  

    当然、这些都是估计值、必须通过测试进行验证。 TI 在同一封装中提供了许多 60V FET、并将提供多种选择。

    https://www.ti.com/lit/an/slpa009a/slpa009a.pdf

    请回顾并告诉我您的想法。 如果您有兴趣、我可以向您发送我的电子表格。

    谢谢、

    John

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    感谢 John 的帮助、

    浏览您发送的电子表格后、我相信我们将使用 CSD18531Q5A 和 CSD18540Q5B。 我们也将尝试使用 CSD18534 和 18533。 FET 将放置在几乎彼此相邻的位置、因此我有点担心交叉发热、这会增加两个 FET 中的 RDS。  

    感谢您的帮助、我会说这解决了我的问题、并在我们获取原型时提出更多问题。

    约翰