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[参考译文] LM3478:请查看原理图(二极管和 FET 上的热量过多)

Guru**** 2564410 points
Other Parts Discussed in Thread: LM3478, LM5122

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/969451/lm3478-please-review-the-schematic-too-many-heat-on-diode-and-fet

器件型号:LM3478
主题中讨论的其他器件: LM5122

您好、TI 专家、

我的客户使用 LM3478做了一个样片 PCB、并且有过热问题。

原理图如下所示;

输出电流可在3A 至5A 之间变化。

在3A℃情况下、Q4的温度约为90 μ V。

在5A℃情况下、1分钟后 Q4的温度约为130 μ A。 1分钟后、Q4会死、由于发热而不再工作。

我的问题是:

1) 1)输出的最大电压和电流值是多少?

2) 2)我能否通过更改组件或值来改善这种发热问题?

3) 3)布局如何? 此器件是否有任何推荐布局? 如果是、它是否考虑过热问题?

请检查此问题。 谢谢。

此致、

Chase

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    你好 Chase、

    感谢您使用 LM3478。 在我们进入详细信息之前、您能告诉我它们在输入电压下有过热问题吗?

    谢谢、

    银城

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    您好、心城、

    我问客户、当出现过热问题时、他们使用10V 电源进行了测试。

    它们通常使用电源之一、电池(9.6V~12.6V)或 SMPS 适配器(15V)

    此致、

    Chase

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    你好 Chase、

    谢谢你。 我检查了 Q4的 Rdson 非常小。 他们是否具有 SW 波形、以便我可以进一步调查此问题? 此外、请检查它们是否具有电感器电流波形。 由于 LM3478是一个控制器、所以没有理论上的固定负载限制。 但首先、我们需要确保控制器正常工作。 对于布局、关键是最大限度地减小交流环路。 但同样、这不会对温度产生太大的影响、因为它正在工作。 话虽如此、有一些技术可帮助在布局上实现 MOSFET 热耗散、但我们先检查它们的波形。

    谢谢、

    银城

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    您好、心城、

    因为我的客户没有电流测量设备、所以我只能提供电压波形。

    1.开关频率:9.4us

    2.当 Q4栅极导通时,77.5ns 后会出现电压火花。

      

    请查看这2个波形。

    我有更多问题

    Q4的 Rdson 是指 FET 的封装? 是否应该为 Q4使用更大的封装?

    2、您说负载没有理论上的固定限制。 那么、数据表4页上的"峰值驱动器输出电流= 1A"是什么意思?

    3.请参阅以下 URL;

    https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196/t/954381?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=lm3478

    该专家说、大电流可能会导致整流器二极管中出现过热问题、他推荐使用 LM5122。 你怎么看?

    我的客户将使用 LM3478 EVM 进行测试。 我将在测试完成后分享结果。

    请检查这些问题。 谢谢。

    此致、

    Chase

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    你好 Chase、

    如果它们无法提供电流波形、则没关系、请检查它们是否可以提供输入电流值。 这将帮助我估算 MOSFET 的损耗。 此外、我想确保您在捕获时显示的 SW 波形是否稳定? 这意味着它始终如一、并且没有跳跃、占空比损耗等 相关问题。

    1、FET 的导通电阻在数据表中声称为1m Ω、这很好。 如数据表中所示、高温下的关系也是可以的。

    2.1A 是可以流经栅极以驱动 FET 的峰值电流。 它与 FET 的开关速度有关、但与负载电流无关。

    3.对于10A 负载、我还建议使用同步整流器、但对于5A 负载、可能仍然可以使用肖特基二极管。 这一切都与热性能有关、这正是我们在这里尝试解决的问题。 它们在二极管上看到什么温度? 如果二极管过热、也可能会使 FET 升温。

    谢谢、

    银城

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    您好、心城、

    今天、我可以更新有关此问题的一些状态。

    关于输入电流值、请参阅下表。 它们测试了每个电流阶跃以计算效率。

    2.是的、SW 波形与捕获的波形完全相同。 即使上升沿的尖峰非常小、但我认为这没有问题。

    并且不存在跳转和占空比损耗。

    我的客户说 SW (FET 的漏极)波形总是相似的、但 FET 的栅极波形是相当不同的。

    输出电流越大、红色圆圈值就越高。 (请参阅下面的捕获图像、这可能很明显。)

    关于二极管、我们可以看到它上的温度类似。 与 FET℃、二极管的温度比 FET 高10~20 μ V。 输出电流越大、二极管的温度越高。 (当然。)

    请检查此问题、如果您有任何建议、请告诉我。

    此致、

    Chase

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    你好 Chase、

    我在这里注意到有两件事值得进一步调查。

    1.由于他们在这里捕获的米勒平坦区、开关时间看起来很长。 这可能是热量的一个原因--开关损耗。 但考虑到频率仅为100kHz、这不太可能。 我将查看 MOSFET 的数据表并进行计算。

    2、二极管也可以加热 FET 和电路板。 我还将详细了解二极管数据表。

    谢谢、

    银城

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    您好、心城、

    感谢你的答复。

    如果有任何我测试的内容可供您分析、请告诉我。

    此致、

    Chase

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    你好 Chase、

    感谢您的耐心等待。

    我已经检查了上面提到的两件事。 我发现的主要问题是二极管。 它的正向电压过高、大约为1V。 请尝试查找电压约为0.5V 的肖特基二极管。 由于开关时间非常长(即使频率较低)、FET 也可能自身发热。 选择 FET 始终是一种折衷方案、但在这种情况下、由于开关损耗可能占主导地位、因此 Qg 较小且 Rdson 较高的 FET 可能是更好的选择。 我将首先从二极管开始、因为它具有更高的温度。

    谢谢、

    银城