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[参考译文] LMG3100R017:采用 LM5148Q1 的双相 2MHz 16A 同步降压稳压器

Guru**** 2770865 points

Other Parts Discussed in Thread: LM5148-Q1, LMG3100R017, LM5148, PMP23392

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/1608377/lmg3100r017-dual-phase-2-mhz-16-a-synchronous-buck-regulator-with-lm5148q1

器件型号: LMG3100R017
主题中讨论的其他器件: LM5148-Q1LM5148PMP23392

尊敬的 TI 支持团队:

我目前正在使用评估一款两相交错同步降压转换器 LM5148-Q1 作为控制器和 LMG3100R017 我遇到了一个问题、即输出电压无法向下调节至预期的 50V

下面是系统配置和观察到的行为的摘要。


目标规格

  • 拓扑:两相交错同步降压

  • 控制器:LM5148-Q1

  • 功率级:LMG3100R017  

  • 输入电压范围:52.8 V–68 V

  • 目标输出电压:50V

  • 功率:每相 400 瓦


电流测试条件

  • Vin = 60V

  • VOUT 调节目标= 50V

  • 负载:轻负载(总计≈0.5A)

  • 开关频率:400kHz

  • 启用两相运行


发现的问题

  • 的原始开关频率下恢复 2MHz GaN MOSFET 在启动期间会出现显著发热。 为了缓解这种情况、开关频率降至 400kHz 从而能够在较低的输出电压下稳定运行。

  • 电压范围内的电压 12V 和 26V 、转换器调节正确并保持稳定。

  • 但是、当输出电压目标设置为时 50 V 、转换器未能达到预期水平、只能稳定在大约 34V 、即使在轻负荷条件下也是如此


问题

  • 我已经注意到中的高侧 (HS) 引脚连接 图 8-3. LMG3100R017 数据表的顺序与我当前原理图中的配置不同。 我想问一问、此差异是否会影响转换器的运行。 作为参考、我在下面附上了电流电路图。

  • 对于需要在 Vin 非常接近 Vout(例如,52.8V→50V)时进行调节的应用、您能否说明我当前使用的架构 LM5148-Q1 LMG3100R017 是否能够实现预期的输出电压、并为此配置提供任何建议、最佳实践或替代拓扑/控制器建议?

 

感谢您的支持。 我们期待着您的指导。

此致、
Yi-Jhen

PDU_800W_V2.pdf image.pngVO_2_12V.PNGPWM_1_2.PNGPWM2_2.PNGVds__vgs1_2 (no).pngSW_AII.PNGVds__vgs2_2 (no).pngSYNCOUT1.PNG

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    尊敬的 Yi-Jhen:

    我将查看结果、并向您提供更多意见。

     到目前为止、我有以下意见:

    模拟控制器 LM5148 产生自举电压、并进行电平转换。 因此、图 8-3 建议 LMG3100 中与这些功能相关的引脚保持未使用状态。 因此、您应在电路板上使用 R6 和 R7 DNP 操作、以将其未使用。 您想在这里强调一下有什么特别的区别吗?

    谢谢、

    Subhransu

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    你好 Subhransu、

    感谢您查看并进行澄清。

    是的、您是正确的—在我们的电路板上、R6 和 R7 都是 DNP。但是、与图 8-3 时、我们没有将 HS 引脚直接连接到 VIN;相反、LMG3100 仅由 LM5148-Q1 HO 输出通过 LI 引脚驱动、自举电压和电平转换完全由 LM5148-Q1 提供。

    再次感谢您的支持。

    此致、
    Yi-Jhen

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    尊敬的 Yi-Jhen:

    我正在等待您在 HS 引脚连接方面的问题的答复。

    为了更清晰、您可以在波形上提供以下内容:

    1.请标记此处提供的波形。

    2.使用的死区时间设置是什么。 您能否探测高侧和低侧开关的 LI 引脚上的 PWM 波形、以验证实际死区时间。

    3.放大并突出显示开关节点电压下降和上升时间。  

    4.您可以探测电感器电流并分享该电流吗? 您能否检查电路是否在 CCM/DCM 模式下工作。

    谢谢、

    Subhransu

  • 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。

    你好 Subhransu、

    感谢您的跟进和详细审查我们的案例。 请在下面找到我们的说明和更新。

    1. HS 引脚连接(图 8-3 与我们的设计/PMP23392 相比)
      我们注意到在图 LMG3100 数据表的 8-3、 HS 引脚连接至 VIN 而在我们的原理图中(以及中 TI 参考设计 PMP23392 )、则 HS 引脚为 未连接到 VIN 并且保持未使用状态。
      我们旨在了解当模拟控制器 (LM5148-Q1) 通过 LI 引脚驱动 LMG3100 时、HS 引脚连接的这一差异是否对器件运行或输出调节有任何功能影响。 我们非常感谢您提供指导、说明这两种配置是否在功能上等效、或者 HS–VIN 连接在近压降条件下是否发挥任何作用。

       e2e.ti.com/.../4530.PDU_5F00_800W_5F00_V2.pdfe2e.ti.com/.../3872.TEST.pdf
    2. 波形标记
      我懂了。 我们将重新捕获波形并明确标记:

      • 探测位置、

      • 信号名称

    3. 死区时间配置
      我们设计中使用的 LM5148-Q1 基于其工作原理 自适应死区时间控制 (无外部死区时间编程组件)。
      按照建议、我们将探测处的 PWM 信号 高侧和低侧 LMG3100 的 LI 引脚 验证在驱动器输入端观察到的有效死区时间。

    4. 工作模式 (CCM/DCM)
      该转换器最初是为 2MHz 运行而设计的。 在评估期间、开关频率降至 400kHz、因此、现有的电感器和输出电容器值可能不再是最佳值。
      因此、在某些负载条件下、转换器可能会在更接近 DCM 的情况下运行。

      为了评估工作模式、我们使用与电感器路径串联的 2mΩ 电流检测电阻器 (WSK12162L000FEA) 测量电感器电流。

      然而、我们已经订购了针对 400kHz 工作频率进行了优化的新电感器、并将在到达后重复测量、以进一步确认工作模式和行为。

      完成上述各项后、我们将跟进更新后的波形和测量结果。

      再次感谢您的支持和指导。

      此致、
      Yi-Jhen

    完成上述各项后、我们将跟进更新后的波形和测量结果。

    再次感谢您的支持和指导。

    此致、
    Yi-Jhen

  • 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 Yi-Jhen:

    请参阅以下关于点 1 的 HS 连接的响应:

    HS 可以保持悬空、而 LMG3100R017 应在以下未使用内部启动的配置下正常工作。 对于 LMG3100x 系列、HS 连接或悬空之间没有差异

    数据表展示了此图、并牢记未来需要 HS 连接的 LMG3105x 器件。

    对于 2、3 和 4、我将等待波形和测试结果。

    谢谢、

    Subhransu