[参考译文] LM5118：LM5118设计帮助

您好，Jeferson：

感谢您使用E2E论坛。

请给我2-3天时间来了解所有详细信息并编写答案。

此致，

 Stefan

非常感谢Stefan。

您好，Jeferson：

请参阅以下对您的问题的反馈：

-切勿使用大于350kHz的切换频率(对于汽车而言，也更适合将谐波保持在AM无线电频谱之外

-电感器焊缝的RMS和饱和电流过低-另请参阅

LM5118/LM25118快速2.5118万快速启动组件计算器 (可在产品页面 https://www.ti.com/product/LM5118#design-tools-simulation上找到)

-反馈电阻计算：值正常，但我会使用一些较高的值 来减少损耗

-这会影响补偿，但使用快速启动计算器可以重新计算

- UVLO电阻计算出错- 请参阅此数据表部分的示例，了解如何计算它：8.2 。2.15 R1，R3，C21

-一般将串联电阻器添加到栅极线路(使用默认的0欧姆)是一个好的做法，但在需要时，您可以选择轻松地更换它们(例如，减少EMI)

此致。

 Stefan

你好，Stefan，非常感谢，我将重新设计它。

(1)最大频率：我将重新设计为最大350kHz。

(2)反馈电阻器：好的，感谢您的观察，注意到。

(3) UVLO电阻器：正常。 现在我看到了正确的方程式。

(4) MOSFET栅极的串联电阻器：好的，我会为两个晶体管添加0欧姆跳线。
问：您认为他们的最小包装尺寸应该是多少？ 1206？ 0805？ 0603？

(5)电感器的RMS和饱和电流：第一个接线柱的设计是用于13V x 5A的输出，但这个“5A”会使输出有大量的剩余部分。 在可能的情况下，我们将测量负载@ 13V的所有电流消耗，然后也许我们可以将其设计为3.5A，以减少解决方案的大小，而不是"5A"。

下图显示了我们当前的PCB原型，它有16x 8 cm ，在红色矩形区域，所有的电路都将被移除，我们计划在那里放置一个降压-升压PSU，但我真的认为我们需要增加PCB的尺寸。 正如我所说，我们打算将此项目与12/24/48V汽车系统兼容，当前的PCB仅用于12V系统。 另一个想法是，我们可以将PCB保留在下面，因为它现在仅用于12伏系统(直接连接到车辆蓄电池)， 如果是24V或48V车辆系统，请使用连接在蓄电池极和PCB输入之间的外部电源模块(基于LM5118的模块)。

此致，
Jeferson。

您好，Jeferson：

我在过去12天内没有看到有关此主题的更新。

如果问题已解决，最好按"已解决"按钮。

如果仍有问题，请告诉我新的详细信息。

此致，

 Stefan

你好，Stefan。

我使用过LM5118的Excel计算器，但存在一些问题。

我已再次下载该文件，但问题再次出现。

我将当前的设计附在此处。

e2e.ti.com/.../snvu065a_5F00_LM5118_5F00_V1_5F00_13V_5F00_4.4A.xlsm

许多单元格显示"#Nome？"，Nome =名称，步骤13 -误差信号放大器补偿似乎不起作用。

你知道这是什么吗？

也就是说，我会使用这样的电感器  ，在输入时使用其中的2个电容器 。

此致。

您好，Jeferson：

我看到您的Excel工作表因某种原因被损坏，但我在Web上的文件中看不到这一点：

https://www.ti.com/lit/zip/snvu065

您是否可以再次尝试下载此文件？

您是否还可以共享您下载了显示存在问题的工作表的链接？

不幸的是，电感器的链路不工作。

您的表格显示您至少需要220uF才能确保所需的输出纹波限制。

此致，

 Stefan

你好，Stefan。

我尝试了您的最后一个链接，对我来说，它也会损坏。
我认为最好从这篇文章重新开始这个主题。
LM5118又用了Webench，这次我把切换频率设为300kHz，而不是像以前那样设为460KHz，因为你建议不要使用350kHz以上的频率，所以我现在用300kHz。
以下是为Vin = 10~75V和Vout = 13V @ 5A生成的设计

e2e.ti.com/.../3730.WBDesign10.pdf

我想让我的主板原理图与Webench设计几乎完全一样，包括设计的零件号，也许我会选择不同的零件号，我要向您展示的任何零件号， 但保留TI晶体管的设计。 由于该产品用于振动的工业叉车(汽车)，起初我只是想将电解聚合物电容器更换为AEC-Q200级(您认为这确实有必要吗？)， 但我通过Digikey注意到，对于AEC-Q200级电解聚合物电容器，可用的最大电压额定值为80V，我需要输入端的100V电容器。 最后几天我注意到电解聚合物电容器的ESR很低，波纹电流也很高。

输入处有3个15uF电解电，总共45uF。 2.2uF x 100V陶瓷X5R非常便宜，45/X54= 2.2~20，为什么不在输入端使用20倍陶瓷2.2uF以避免15uF电解？

在输出时，有2个180uF电解液，为什么不放置10x或12x 22uF 25V陶瓷呢？ 如果输出处的波纹200~300mV可用于此项目？

此致。

在输入时也可以是10X"CAP CER 4.7UF 100V X5R 1210"

您好，Jeferson：

奇怪的是，Excel不能为您工作。

这里有一个用于电感器值的单元名称"L"-您的版本中已删除该名称。 我不知道这怎么会发生，特别是因为纸张是受保护的。 因此，假设Excel设置中的某些内容也使用了与之冲突的单元格名称L。 但这只是一种猜测。

对于电容器：当然，您可以使用陶瓷电容器，它们只需要更多的板空间，请记住DC偏置，这将降低MLCC的有效电容。 因此，您可能需要增加电容器的数量。

同样对于ESR：低ESR更好地保持波纹电压下降，但它当然会增加波纹电流。

此致，

 Stefan  

你好，Stefan。
请查看我的新示意图。

e2e.ti.com/.../SCH_5F00_01.pdf

请检查以下每个主题。
每当我说设计时，我都会参考Webench设计(附在我之前的帖子中)。

(1)输入端有12x 4.7uF MLCC，总计56uF。 此原理图中的输入信号被标识为"10~75V-VIN"，此时的恒定电压在大多数时间为48~60V，叉车运行时为60V。 电容器说明："电容器陶瓷SMD，4.7uF，100V，1210，X5R或X7R。 PN CL32B475KCVZW6E (三星)或HMK325BJ475KN-TE或HMK325BJ475KM-PE或HMK325BJ475MM-PE或HMK325BJ475MN-TE

(2)在输出时，有12x 22uF MLCC，总共264uF。 电容器说明："电容器陶瓷SMD，22uF，25V，1206，X5R， PN CL31A226KAHNNNE (三星)"

(3)高侧和低侧晶体管的设计相同。

(4)我的原理图中的10毫欧姆采样电阻器R87与设计相同。

(5)我的原理图中的电感器L7与设计相同。

(6)这只是一个注释。 输入端的TVS二极管是5KW二极管。 其@之一称为"电压-钳位(1000µs)μ P IPP"，为96.8V，96.8V @ 51.7A [电流-峰值脉冲(10/k Ω)]

(7)输入，输出和飞轮二极管I已更改为FSV2.015万V，150V x 20A。 我想对所有这些二极管使用相同的部件号。

(八)关于上面的第7项，我是否可以用10A二极管来处理所有3个二极管？ 为了让所有二极管都能使用200V x 10A二极管？ 因为，举例来说，抑制TVS二极管是完美的，它在负脉冲的输入端钳位最大值为-96.8V。 -96.8V -输入MLCC处的60V在输入处负峰值期间，输入二极管会提供156.8V的反向电压，这超过了它承受的150V，所以我想为所有3个二极管使用200V二极管。 例如，二级管SBR10U200P5-13为200V x 10A。 我只是想知道，3个二极管都使用10A二极管是否合适。 还有二级管MBR1.52万S，200V x 15A，现在Digikey上有26.7Kpcs，但似乎很难找到其他供应商，所以我不会去了。 然后我想对二极管有一个看法。

(9)其余电阻器和电容器的所有值均从设计中复制。 关于连接到LM5118引脚16和17的2个电容器，这些电容器的描述是"电容器陶瓷SMD，1uF，25V，0402，X5R。 PN TMK105BJ105KV-F或TMK105BJ105MV-F"。 它们用于SMPS过滤，应具有非常高的质量。 输出处470nF电容器的描述是"电容器陶瓷SMD，470nF (0.47uF)，50V，0603，X5R。 PN CL10A474B8NNNC (Samsung)或UMK107ABJ474KA-T (Taiyo Yuden)"。

(10)在我的原理图中，L6和C108形成的过滤器是否适合您？ 我希望当输入端出现电压峰值时，在"10~75V-VIN"点，LM5118 (VIN)引脚1处的电压不会达到76伏，这是此引脚的绝对最大值。

您可以在www.digikey.com上找到组件部件号的规格/数据表

此致，
Jeferson。

您好，Jeferson：

请给我2-3天时间来浏览所有这些主题。

此致，

 Stefan

好的，非常感谢Stefan。

您好，Jeferson：

不幸的是，我的负载很重，只能对设计进行基本检查。 i现在无法进行深度分析，尤其是我无法检查您列出的所有组件和变量，但可以指明要额外检查的参数。

1.检查DC偏置：例如 CL32B475KCVZW6#| MLCC |产品搜索(samsungsem.com)
  此电容器通过13伏输出松开81 % ，因此您可以获得10uF

2.检查直流偏压：例如CL31A226KAHNNN#| MLCC |产品搜索(samsungsem.com)
  此电容器通过13伏输出松开75 % ，因此您将获得66uF

7.+8.  10安培二极管应该正常，仍有一些余量。 请检查PCB上的功耗和散热情况

9.如果您使用的是工作台提供的组件，应该没问题-我没有进一步检查它们。

10.滤波器在短峰值时看起来正常(角频率为~ 10kHz)。 最好并行添加另一个100nF，以使LM5118分离。
但是，请检查可能出现的峰值是否确实被此滤波器覆盖，以及75V在所有条件下是否确实是ABS最大值。

此致，

 Stefan

你好，Stefan，非常感谢！

现在我只有一个问题： 对于电解聚合物电容器，这种电容下降会导致更高电压？

此致。

您好，Jeferson：

不是，这主要是陶瓷或MLCC电容器的问题。

其他人并不只是在较低的层次上表现出这种行为。

此致，

Stefan

你好，Stefan，非常感谢！

所以我和你们学到了一个新东西，陶瓷/MLCC根据施加的电压和它们的额定电压降低额定电容。

我想我已经决定只在输入处放置100nF的陶瓷电容器，实际上是2个100nF串联电容器，我看到博世的一位工程师说，对于汽车产品的电源输入，串联使用陶瓷电容器更可靠。 这样，输入陶瓷电容器在机械应力测试中进入短路(它们可能会断裂)并使蓄电池短路的几率就会降低，而在输出端存在电流限制。 在输入和输出电解聚合物电容器中使用，这些电容器具有较高的波纹电流额定值和较低的ESR，符合Webench的设计。

本产品将用于工业叉车，使用电解聚合物电容器时，我担心它们需要AEC-Q200， 考虑到这一点，最大可用电压为80V (适用于具有AEC-Q200和15或22uF的电解聚合物电容器)，而输入电压最大为60V直流，在此情况下，在输入端使用80V电容器是否是一个坏主意？

此致。

您好，Jeverson：

30 % 的电压裕度是我会考虑的最低值，在工业应用设计中，我会对输入电容器使用更高的额定电压，以使设计更可靠。

对我来说，参考设计是一个很好的信息来源和组件选择。 这是所有已构建和测试的设计。

例如，在检查此项时：

https://www.ti.com/tool/PMP3.0465万

您可以找到具有33uF的100V电压盖的参考。 也可使用 AEC-Q200

此致，

 Stefan  

你好，Stefan，非常感谢。

我检查了您发送链接的项目的BOM列表。 33uF 100V电解电容器(非聚合物型)如下所示：

https://www.digikey.com/en/products/detail/panasonic-electronic-components/EEE-FK2A330P/76.6014万?s=N4IgTCBcDaIKIILQDEDSYCCBmLAGACiALoC%2BQA

与 聚合物电解电容器相比，它具有更低的波纹电流能力和更高的ESR。

80V/60V = 33 % 更高。

此致。

你好，Stefan。

我的最终原理图：

e2e.ti.com/.../SCH_5F00_02.pdf

输入和输出的电解聚合物电容器与Webench设计的PN完全相同。

此致。