[参考译文] LM3409HV：预期效率。

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https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1099264/lm3409hv-expected-efficiency

零件号：LM3409HV
在“线程：LM3409”中讨论的其它部件

我看到赛道中的热量比我预期的要多得多。

我目前正在测试55V输入电压，30V输出电压。我希望> 90 % 效率，但我只看到83。引脚= 6.7W，输出= 5.6W。

我买了热像仪。 MOSFET正在加热。在只有200mA输出电流时，MOSFET应具有足够低的RDSON。

通过将LED电压增加到45V (我有一台试验台，我可以选择0到45V的LED电压，以3V为增量)，并将输入电压降低到45V，我可以使LM3409进入"压降"模式。在这种情况下，MOSFET冷却至RDSON角度的预期值。

但是，在转换时，似乎会出现许多意外损失。

我正在寻找如何掌握这方面的建议。

晶体管：已测试CPH3351和SSM3J356R。 CPH比其他的更差。
二极管：US1B

Roff/Coff 27K 470p。

MOSFET DS上的缓冲器电容：100pF。

电感器："SunItech SLD10D40S331MTT.
V-IADJ：500mV。配置为500mA电流限制(RSense = 0.5 Ohm)的硬件，当前设置为200mA。 (在接近200mA时测试)。

我可以计算的损耗：200mA * Vsense = 200mA* 0.1 V = 20mW。 ->可接受。 (这应该是占空比的时间。现在忘记这个了……)

RDSon：330mOhm *.2A *.2A = 13mW ->可接受(再次为占空比)。

二极管：200mA * 0.6V = 120mW ->可接受。 (占空比也会降低)。

电感器200mA * 200mA * 1.09 Ω= 44mW ->可接受。

缓冲器：300kHz *.5 * 100pF * 55V*55V = 45mW ->可接受。

栅电荷：6nC * 300kHz * 55V = 100mW

LM3409启用电流= 2mA * 55V = 110mW (我测量的电流约为1.5mA，而不是数据表中的"典型2")。

所以对于总损失，我得到的不到： 45+44+120+13+20+100+110=452mW。但这也是开关损耗，我觉得难以量化。
(在“LM3409启用电流”中添加的电流“不公平”。我使用“所有LM3409s在1/4096工作负荷时启用”作为主板的“起始情况”电流消耗。因此，此电流不在我的效率计算范围内)。

2 年多前

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1449320 points

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您好Roger，

切换损耗可能是效率的很大一部分，具体取决于FET和您使用的切换频率。附件是一份说明其中一些内容的文档。

MOSFET功率损耗及其如何影响电源效率(TI.com)

谢谢Tuan

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1449320 points

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但是，我对“90 % 效率顺序”的期望是否合理？

有什么东西让您在选择组件时感到叹服。任何"哦，这显然是"错误

我仔细研究了你所指出的文件。采用"givens" 50V Vin，330kHz开关，0.6V跨二极管，通电百分比约为60 % (30/50)， 0.2A的电流，0.3Ohm RDSON和1 NC的栅电荷，直至Miller平台(数据表中的0.8 或更低)，1.5 of Miller电荷(数据表中略低)， 1.0A栅极驱动强度(Miller为3V，因此LM3409具有3V工作电压，因此3V/2欧姆= 1.5A，大于1A的额定值，因此我们采用1.0A)。

我得到传导损耗I^2*R * DCon = 7.2mW。 (在MOSFET中)。

二极管损耗I*VF*DCoff = 48mW (不在MOSFET中)

然后打开损耗，直至Miller平台：T1 * I/2 * VDS= 1.65mW (在MOSFET中)

Miller平台T2 *.VDS/2 * I中的开关损耗= 2.5 mW (在MOSFET中)。
最后是浇口驱动损失。一方面，这大约是6nC * 6V *Fswitch，但如果您将LM3409线性稳压器中的损耗相加，则会变成6nC * Vin * Fswitch。这达到99mW，但在MOSFET中不是。

那么... 我可以解释一下MOSFET之外的损失为150mW，MOSFET中的损失为10mW。我看到总共损失大约是损失的10倍。我做错了什么？

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1449320 points

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您好Roger，

90 % 对于较高的功率级别是合理的。在较低的功率级别(如5W)下，肯定会更低。

您计算电阻器和FET RDSon的IR损耗时假设直流电流，而在电流为开关而不是直流的实际开关电源中，这并非完全正确。有关降压的总效率计算，请参阅下面的应用说明。请注意，这适用于同步降压，而您的则不适用于，因此您所做的二极管功率损耗计算将适用于低侧FET。

对于开关损耗，您必须查看电源电压的漏电以及开关电流，以进行准确计算。以上计算中您没有任何计算结果。

计算同步降压转换器效率的准确方法

谢谢Tuan

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1449320 points

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我认为，只要简单地假设"最大电流"并忽略波纹，我就计算出了"最大"或"上限"，而不是最精确的。但如果我对上限的简单计算仍是距离观测到的损失10倍，那么我看不出有必要尝试提高准确性。 (提醒：我计算出250mW的上限，我看到2W的损耗)。

我知道，例如“闸门电荷损失”，每个“降压转换器”只会发生一次，而如果总功率较大，则会分散在实际输出的功率上。另一方面，我的"小规模" FET的Q值比较大的FET低。但LM3409中的"栅极电荷损失"发生在MOSFET中，而不是MOSFET中。一旦这些损耗占主导地位，我就可以评估LM3409的VCC电源与LM3409中的LDO相比是否有意义。 (是的，这并不是微不足道的，因为电流的流动方向是错误的)。不管怎样。这里是睡觉的时间。我将在早上研究该文档。

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1449320 points

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Roger，

您错过了开关损耗的最大部分，即当FET打开/关闭时，电流仍在FET中流动时，漏极上仍有电压。根据您提出的问题和陈述，最好先阅读文档并熟悉其中的一些内容。效率计算可能是繁琐复杂的。您也可以在Web上对此主题进行其他研究。

大多数情况下，硬件数据是您拥有的最佳数据，因为这是真实数据所在的位置。

谢谢Tuan

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1449320 points

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我不这么认为。

计算同步降压转换器效率的准确方法
2.1 章节1对此进行了说明。

首先，我们来计算T1，T2和T3的时间。我的MOSFET数据表没有T1和T2的独立Qg值。这意味着，如果使用提及的值而不是仅使用Q (T2)的值，我将高估功率损耗。

现在时间T1+T2可以计算为Q (T1+T2)/ I = Qgs / Iddrive = 0.83nC/1A = 0.83ns。

因此，我们计算Esw2 = 0.5 * i * VDS * t = 0.5 * 0.2A * 50V *.83ns = 4.2nJ。乘以2f即可获得开+关功率，我们获得1.4mW功率。另一个计算方法类似，结果大约为2.2mW。通过使用最高电流而不是平均电流，我再次过度估计功率损耗。

我们可以使用数据表中较大的数字作为打开时间和关闭时间，但从数据表中的测试电路来看，我认为他们是使用50欧姆阻抗源驱动闸门。因此，比我刚才计算的要慢得多。如果我们确实采用这些值，我们得到的数字与我在范围上看到的数字相似(我怀疑：我的范围太慢了：我订购了一个更快的范围)。在这种情况下，切换时间为10ns，而不是2.13 ns。在实践中，仍然会比计算的功率损耗水平高得多。

结果是我的切换频率比我想象的要高。我现在得到的数字至少与我所测量的数字相同。我将切换频率降低了2倍，这似乎提高了效率。我现在在89 % 附近。

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1449320 points

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您好Roger，

很好的一点是，您现在正在提高效率。

谢谢Tuan

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1449320 points

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我对转换损耗的计算是1)使用比我实际使用的更低的频率。 2)错过了两个切换时刻中的1个。现在，我得到的结果在测量值的数量级以内。

"仅测量"是不有用的。热像仪测量" MOSFET中的大量功率"，我可以将苔藓扔掉，购买新的，不同的，看看是否有帮助。这是无用的，因为我不知道如果计算不显示哪个参数影响了重要的功率，需要注意哪些参数。

从计算中获得合理的结果证明，除了通过降低切换频率之外，切换损耗很难改善。与常见的LM3409用例相比，MOSFET有点小。因此，切换时间确实很快，但在前一秒内切换超过一百万次。

最后，我不得不降低切换频率。我的MOSFET在合理的准时时间后，温度约为50C。
现在，其中一个作用是2mA 待机电流和闸门的充电。对于16个驾驶员，我可以考虑制造一个DCDC，它提供VIN-6.5V至LM3409。 (有趣的练习，因为它必须吸收电流！)

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1449320 points

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您好Roger，

是的，这是设计的一部分，我相信您一定会实现这一点。

谢谢Tuan

电源管理（参考译文帖）

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