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[参考译文] LM5116:SW 节点振铃超过100V

Guru**** 1127450 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5116, LM25149-Q1, LM5146-Q1, LM5143-Q1, LM5164
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/995634/lm5116-sw-node-ringing-exceeding-100v

器件型号:LM5116
主题中讨论的其他器件: LM25149-Q1LM5146-Q1LM5143-Q1LM5164

你(们)好。  

我有一个 LM5116设计、可在48-85V 输入电压、12V 输出电压、1.5A 电流下工作。

我尝试降低开关节点上振铃的振幅、因为在 Vin = 85V 时、峰值超过100V。

我已 根据 snva803进行布局、方法是:

-将输入电容器尽可能靠近 MOSFET 放置。

-使用3mmx3mm 封装 MOSFET 以 较低的 Qrr 值实现低寄生效应。

-保持主电源环路面积尽可能小。

-通常使布局尽可能紧凑。

连接电路原理图和布局后、开关节点振铃超过100V -使用接地夹而不是长接地引线进行测量。

我对原理图进行了以下更改、以尝试降低振铃峰值:

1) 1)将 HS 栅极电阻从0 Ω 增加到20 Ω-将峰值从109.3V 降低到101.3V。

2) 2)在开关节点上添加了一个 RC 缓冲器电路、2.2Ohm 和100pF -峰值电压降至98V。

以下是 SW 节点的外观(缓冲器在抑制振铃方面表现良好):



我想进一步减少振铃。 考虑到输入电压为85V、理想情况下、我希望将振铃降至95V 以下、因为我 发现、如果输入电压略高于85V、LM5116是第一个发生故障的组件。

我认为我的 PCB 布局没有明显的缺陷、您同意吗?  

我还可以尝试减少振铃峰值吗?如果这是 MOSFET 问题、我应该最关注哪些 MOSFET 参数?

如果有任何帮助、我们将不胜感激!

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    您好 Ben、

    这里的另一个选择是从 VOUT 断开 VCCX 并依赖于内部 VCC。 这降低了栅极驱动振幅、从而降低了导通速度。 由于这些 FET 具有低栅极电荷、因此空载输入电流的影响并不大。 请注意、由于设计中存在固有的寄生环路电感(FET、输入电容器、PCB 布线)、因此很难将过冲降至高于 Vin 10V 以下。 应用手册 snva803中的方案#3是最大限度地减小寄生电感的最佳布局技术、该技术现在用于 LM5143-Q1、LM5146-Q1和 LM25149-Q1 EVM、效果良好。

    此致、

    Tim

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    您好、Tim、  

    感谢您的快速回复。

    我将尝试从 Vout 断开 VCCX、然后查看振铃幅度是否减小以及热性能是否仍然正常。 我同意 SNVA803中的布局#3在电流环路面积方面最有意义。

    在我当前的布局中、顶层以及连接到开关节点的底层上都有很大的覆铜区、有助于散热。 尽管电感器直接位于 MOSFET 旁边、但这种额外的铜会有效地增大开关节点电感吗、这也会导致振铃? 我注意到在布局#3上、 开关节点和电感器之间的覆铜已尽可能减小尺寸。

    正如您在答复中提到的、借助此 LM5116设计、我可能很难将振铃过冲降至10V 以下。

    由于负载电流非常低(我已经确定我实际上只需要大约800mA)、 您是否同意 LM5164是一种更安全、低风险的选择? 我认为开关是内部开关 、因此如果 布局正确、总体寄生效应更低、振铃过冲不会超过安全水平。  

    非常感谢、

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    您好 Ben、

    SW 铜不会影响 FET 和输入电容器产生的关键环路电感。

    是的、如果输出电流小于1A、则 LM5164是一个更好的选择。 集成式 FET 可提供更少的过冲-您可以在 EVM 上进行测量、以此作为起点。

    此致、

    Tim