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[参考译文] LM74670-Q1:采用 LM74670-Q1的谐振转换器二级全桥整流器设计

Guru**** 2562120 points
Other Parts Discussed in Thread: TIDA-00858, CSD18532KCS, LM74670-Q1, LM74700-Q1, TLV1805

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/890172/lm74670-q1-design-for-full-bridge-rectifier-for-resonant-converter-secondary-stage-with-lm74670-q1

器件型号:LM74670-Q1
主题中讨论的其他器件:TIDA-00858CSD18532KCSLM74700-Q1TLV1805

您好!  

我正在设计一个额定输出为3.5kW/28V 的 LLC 谐振转换器。 由于负载消耗的电流约为120A、即使是采用 SiC 肖特基二极管的整流器级也会导致大量导通损耗、并使转换器效率非常差。  

我遇到 LM74670时使用 MOSFET 作为智能二极管、发现它非常有趣。  我了解 了 TIDA-00858参考设计、并计划测试类似的设计、以查看其是否符合客户要求。  

我有几个问题、如果您能澄清这些问题、我将非常棒:  

1.您是否认为全桥整流器技术可用于谐振转换器(如 LLC)次级级以校正方波信号? 我的开关频率约为150kHz。  我只是打算把它们用作整流级、而不使用任何智能逻辑。 您是否发现此问题有任何潜在问题?   

2.我的负载电流约为120A、因此我认为 TIDA-00858中使用的 MOSFET (CSD18532KCS)不会导致散热问题(通常是良好的散热器组合)。  您是否同意这一点、或者我是否应该查找具有较高额定电流的 MOSFET。 如果您能向我推荐具有极低 RDS 的器件、那么这  款器件与 IC 非常兼容、这将是一个极好的选择。  为了适应高电流、您向参考设计建议了哪些其他建议。  

3.您是否有任何文献可用于计算桥式配置中此类智能二极管的传导损耗? 对此进行一些澄清或提示是很好的。  

谢谢您、期待您的聆听。  

此致、

Sidd  

P.S 我们希望您和您的身体保持健康、这种日冕情况很快就会结束。  

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    你(们)好

    这是一个有趣的问题、我将深入研究您的问题、今天将更详细地介绍一下。

    此致、

    Kari。

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    当然。 期待收到您的来信。  

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    您好 Sidd、

    首先、LM74670的反向电压为-42V (阳极-阴极)。 需要检查 LLC 的28V 次级侧是否存在超出此范围的情况。  

    关于 TI 设计 TIDA-00858、需要在输出端安装大容量电容器、以便设计正常工作(二极管整流)

    对于150kHz 设计、LM74670-Q1的栅极驱动电流不足以连续快速导通大型 MOSFET。 120A 电流很大、所选的 MOSFET 功率耗散能力不够好。 需要增加更多的并联散热器和散热器。4其中并联的散热器是好的。

    但是、LM74670控制器无法以150kHz 的频率驱动如此大的 MOSFET。

    是否有可能使用 LM74700-Q1、该器件的栅极驱动能力提高了10倍、可驱动 MOSFET。

    这里唯一的问题是、这具有 GND 引脚、需要找到一种方法来偏置此 IC、以便在 LLC 次级路径中工作。

    您能告诉我们、如果 LM7470-Q1 GND 连接和电源偏置是可行的、我不是 LLC 专家吗?

    此致、
    Kari。

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    您好、Kari、  

    感谢您的回复。 是的、由于电流过大、我担心会出现这种情况。 由于参考设计手册中提到电桥可以处理高达100A 的电流、这让我有点乐观。 我现在向您提出的问题是:  

    1.如果我正确理解 LM74670是否 无法驱动并联高功率 MOSFET。 在这种情况下、为每个桥臂驱动4个并联 MOSFET 是否明智、每个桥臂都有专用 的 LM74670 ? 在这种情况 下、4个桥臂和总共16个 LM74670会有4x4 MOSFET。  

    是否说 LM74670 支持并行操作? 考虑到不是 SiC 体二极管、是否会导致电流共享问题?  

    我看到的另一种可能是使用专用栅极驱动器、该驱动器将 LM7460信号用作 PWM 输入并相应地提供输出栅极信号。 她还能让我使用具有高 Vgs 的 SiC MOSFTET。 (因此 RDS、ON 较低)。 你怎么看?  

    2.我觉得 LM7470也很有趣。 但是、我不确定 EN 引脚+ GND 引脚 的连接和功能。 您能进一步澄清一下吗? 如果我将 LM7470用于全桥的每个桥臂(采用与 LM74670参考设计类似的方式) 、并将 LM7470每个引脚的 EN 和 GND 引脚连接到外部偏置(与整流输出进行电隔离)、它是否仍能正常工作? 或者、我必须将 EN 和 GND 连接到相应开关的阳极和阴极引脚。 外部电源的布置不是问题、但它不会有公共接地作为全桥整流输出的接地。  

    期待收到您的来信。  

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    您好 Sidd、

    感谢您的快速响应。

    但是、现在由于问题数量增加、我需要一些时间才能回来。

    我可以在4月6日星期一查看此内容吗?

    此致、

    Kari。

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    当然是 Kari。 祝你度过一个美好的周末!  

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    好的。 将按先前发布的方式返回。

    此致、
    Kari。

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    你(们)好  

    为4个并联 MOSFET 中的每个使用4个 LM74670并不是一种具有成本效益的解决方案。

    我们正在研究使用2个 LM74700驱动全桥、让我尽快返回给您。

    我需要更多的时间来检查并返回给您。

    此致、

    Kari。

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    你(们)好

    我将需要时间到本周最坏的周四或周五、但我会尽量尽早返回。

    此致、

    Kari。

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    你(们)好

    我更详细地研究了这个主题。

    使用4个 LM74670-Q1驱动4个 MOSFET 可能会起作用、但我们尚未在桥式整流器组合中并行测试它们。 运行仿真将在这里有所帮助。 与二极管共享电流不是一个大问题、但一旦所有 MOSFET 都导通、就需要匹配 PCB 布线阻抗并注意热性能。 120A 非常大、PCB 设计发挥着重要作用。

    使用栅极驱动器:LM74670不以 GND 为基准、很难将栅极开/关转换为栅极驱动器。 此外、您还可以查看使用比较器、例如 TLV1805来感应反向电流和导通、另一个用于在正向导通时导通。  

    接下来、使用 LM74700-Q1 EN 和 GND 连接无法隔离、因为内部比较器使用参考 GND 进行偏置。 理想情况下、需要两个具有高栅极驱动器的高侧 ORing 来驱动顶部 MOSFET (高侧或+ve 极性)、并需要两个具有高栅极驱动电流的低侧 ORing 驱动器。 150kHz 和120A 将需要极高的功率电荷泵强度来持续打开/关闭 MOSFET 的大栅极电荷。

    使用外部比较器电路将能够提供足够的栅极驱动电流来驱动大型 MOSFET。

    请告诉我们您的意见。

    此致、

    Kari。

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    尊敬的 Kari:  

    感谢您的详细答复。  

    既然其他方案现在似乎很棘手,我想主要集中讨论第一点,因为这对我来说是一个可行的选择。 我将尝试在 TINA 中进行一些仿真、以检查我是否获得一些有意义的结果。

    我将尝试在板上制作一个新的 PCB 4x4控制器。 是否可以将设计的 PCB 发送给您进行初步审查? 如果是、请尽可能向我发送您的电子邮件地址、 这将对我大有帮助 。 我计划使用高厚度铜 PCB 来解决高电流问题。  如果您有兴趣、我很乐意向您分享我的测试结果。 我肯定需要一周左右的时间来完成 sims 和设计。  

    看起来

    切雷尔!  

    Sidd

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    您好 Sidd、

    是的、我们可以支持审阅仿真和 PCB 审阅。

    我已发送一个友谊请求、以分享电子邮件 ID。

    此致、
    Kari。