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[参考译文] LM25085:高温下的怪异行为

Guru**** 2516170 points
Other Parts Discussed in Thread: LM25085, TPS62135

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/1019486/lm25085-weird-behavior-at-high-temps

器件型号:LM25085
主题中讨论的其他器件: TPS62135

您好!

我在下面添加了原理图和布局。

VIN= 12V-16.8V (4S 锂电池)
Vout= 12V
满负载= 3A
FSW=~1MHz

在运行应力测试时(满负载3A、用于从 Vin=16.8V 到 Vin=12V 的电池完全放电)、我认为组件变得太热(可能是由于高 Fsw)。 我们应该能够解决这个问题(减少 Fsw)、但我担心电路在达到此热限值时的作用。 理想情况下、它会在出现数据表中所述的一些热迟滞时关闭/打开:170C/150C。

我看到的是、输出卡在某个低输出电压状态、同时仍然拉电流。 一些详细信息:

  • 我重新创建了 Vin=16.5V 和 eLoad=3A 的问题。 仅需几分钟即可解决问题。 输出电压降至~100mV、eLoad 仅能灌入~2A (因此它基本上会短接输出以尝试获取3A)、输入电源仍处于16.5V 拉电流、仅为~225mA。 热像仪显示组件达到~160C。
  • 为了停止"短接"输出、我将 eLoad 降低至250mA。 输出电压上升至~700mV、可提供全部250mA 的负载电流。 输入电压仍然为16.5V 和~200mA。 组件仍在~160C 左右。 (图1、2、3)
  • 我完全断开了 eLoad。 电源仍处于16.5V 和~200mA (此电流流向何处?)。 组件仍在~160C 左右。 (图4)
  • 对转换器进行下电上电可恢复正常运行。

一些示波器捕获以扩展这些详细信息:

图1.
CH2 (紫色):PGATE
CH3 (蓝色):输出电压
CH4 (绿色):VIN
IIN=200mA
Iout= 250mA

图2.
CH2 (紫色): SW 节点
CH3 (蓝色):输出电压
CH4 (绿色):VIN
IIN=200mA
Iout= 250mA



图3
CH2 (紫色): SW 节点(强调二极管导通期间的负电压)
CH3 (蓝色):输出电压
CH4 (绿色):VIN
IIN=200mA
Iout= 250mA

图4.
CH2 (紫色): SW 节点
CH3 (蓝色):输出电压
CH4 (绿色):VIN
IIN=200mA
Iout= 0.0A (eLoad 断开连接)


L=2.2 μ H

PFET:DMP2040-UFDF-7
二极管:PMEG3020EGWJ
电感器:NRS5024T2R2NMGJ
C26 VCC 电容器的极性在原理图中相反、但是陶瓷电容器。

是否有任何想法正在发生什么?? 非常感谢! 我可以提供/收集您可能需要的任何其他信息。

  • 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。

    大家好、TI_Lover、我们也很喜欢您。

    乍一看、您的3类纹波电阻器 R78非常小、只有6.04kΩ Ω。

    我们通常建议将其设置在100kΩ Ω 至1MΩ Ω 范围内、以在 SW 节点和 FB 环路之间实现高阻抗(3类纹波电容器具有低交流阻抗)

    您可以将此 R78的大小调整为10倍至60.4kΩ Ω、并将 C45的大小调整为更小 、以查看这是否改善了响应。 如果可以的话、请告诉我。

    您也可以参考

    https://www.ti.com/lit/an/snva776a/snva776a.pdf 、获取有关纹波网络的一般指南

    https://www.ti.com/lit/an/snva874/snva874.pdf 、其中考虑了输出纹波对3类网络的影响。   

    希望这对您有所帮助、

    -奥兰多

  • 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。

    另一个需要检查的问题是电感器-在高温下运行时、SAT 电流减小、它可能进入饱和状态并接合电流限制(设置为5.8A)。 考虑将电感器更改为屏蔽式设计。 此外 、对于3A 设计、2.2uH 似乎非常低、即使在1MHz 时也是如此(输入电压为16.5V、输出电压为12V 时、纹波为1.5Apk-pk)。

    此外、检查功率半导体。 Vgs = 7.7V 时、FET Qg 为15nC。 这对应于1MHz 时的15mA 直流电流(最小 VCC 电流限制为20mA)。 二极管的额定电流仅为2A、采用相对较小的 SOD-123封装。 建议降低 Fsw、正如已经建议的那样、以提高效率并降低工作温度。

    请使用 LM25085快速入门计算器检查您的设计 :https://www.ti.com/tool/LM25085-5085QUICK-CALC

    此致、

    Tim

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    哎呀、从不关闭这个线程...

    一如既往、非常感谢 TI 的快速支持(最近、您需要的是两位工程师)。

    实施这些更改需要一些时间、但我相信、我们将在较低的 Fsw 下看到改进。 我注意到的另一件事是、所用肖特基二极管的热阻非常高(190C/W)。 我想我们可能已经进入了热失控状态、我了解到肖特基二极管可能会发生这种情况、因为它们的反向电流会随着温度的升高而急剧增加。 将 fsw 保持在1MHz、但交换更可靠的二极管已经有助于避免这种奇怪的行为。

    最后一条反馈意见:在这里做出的大多数有问题的设计决策(高 Fsw、小封装)都是因为一旦被 TPS62135占用(无电源)、这个稳压器就需要适应 PCB 区域。 在东部、我们可以找到具有真正100%占空比模式的降压转换器(这意味着您无需单独偏置自举电容器)。 希望此功能获得一个可在参数表中搜索的唯一名称。 我的看法

    无论如何,现在不需要采取更多的行动。 再次感谢。

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    感谢您的评论和反馈。 是的、由于反向泄漏电流过大、二极管性能会在过热时受到影响。

    此致、

    Tim