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[参考译文] TPS54360B:电源电路过热问题

Guru**** 1630180 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS54360B, TPS54360EVM-182, TPS54360, TPS54360B-Q1
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/946861/tps54360b-overheating-problem-in-the-power-circuit

器件型号:TPS54360B
主题中讨论的其他器件: TPS54360EVM-182TPS54360

您好!

我用这个芯片设计的电路工作正常、但是过热。 电压输入36V、电压输出6V 和1A。  我将一个6 Ω 负载连接到输出端、电流为1A。 我的原理图如下。  我还可以添加原理图和 PCB 设计。  PCB 是根据 TPS54360B 数据表中的建议设计的。  

请向我建议一种方法。

此致。

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    您好!

    为获得最佳散热性能、请确保 IC 下方的外露焊盘连接到良好的 GND 覆铜。

    请参阅 TPS54360B 数据表第10.2节中的示例布局图像。

    您的原理图上传不起作用、请尝试使用 zip 文件。 如果您有布局图像、请也共享这些图像。

    希望这对您有所帮助、

    -奥兰多

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    您好!  

    我完全喜欢  TPS54360B 数据表的第10.2节。 为图像附加的 zip 文件。

    感谢你的帮助。 如果您能通过查看 images.e2e.ti.com/.../0844.file.zip 获得帮助、我将非常高兴

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    是否有任何更新,您能否看到屏幕截图?

    请告诉我。  

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    您好!

    您的布局看起来不错、有点紧凑、但总体上与 TPS54360EVM-182类似。

    请使用示波器探测 SW 节点、这将有助于检查转换器是否工作稳定。

    还有哪个组件会达到最高温度? 是二极管、电感器还是 IC?

    请告诉我、

    -奥兰多

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    感谢您的回答。 最热的组件 IC 和肖特基二极管。 输出电感器也很热、但不会太大。 我检查稳定的 SW 节点。  

    如何将温度降低到40度及以下。

    请告诉我。

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    您好!

    您能帮我吗、我还在处理高温问题吗?

    此致。

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    您好!

    如果您共享您的波形、那就更好了。

    根据您的原理图、您所需的开关频率是否为~1MHz? 或者您是否有外部时钟?

    较低的开关频率将具有较低的开关损耗、较低的功率耗散和较低的温升。

    您应该尝试以500kHz 的频率进行开关、但您必须调整电感器的大小。

    从热性能的角度来看、您的顶层布局是可以的。

    您可以尝试拉出一些自举电容器以增加 IC 和二极管周围 GND 覆铜的宽度。

    二极管和 IC 的 GND 覆铜会产生大量散热、因此多边形面积越大越好。

    请注意不要将自举电容器拉得太远、因为这很关键。

    铜越厚也会提高热性能。

    您有热感图像吗? 我不确定 TPS54360的接地覆铜南方是否太薄、瓶颈热是否会传播到该方向。

    请告诉我、

    -奥兰多

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    您好!

    非常感谢您的帮助。 是1MHz 外部时钟。

    我将频率更改为600kHz。  我更改了连接到 COMP 引脚和 RT/CLK 引脚的元件。 在此条件下、温度为65 摄氏度。  

    是否需要使用大尺寸 电感器或具有小内部电阻的电感器?

    PCB 铜厚度为2oz。 我将尝试 增加 GND 覆铜的宽度。

    我将添加  Attach。 随附 SW 信号图片和温度图片。  

    我正在等待您的评论。 请帮帮我。

    此致。

    e2e.ti.com/.../foto-for-ti.zip

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    您的切换看起来很好。 您的最大输出电流是多少?

    我的意思是增加电感以调节纹波电流、降低开关频率将导致纹波电流峰-峰值增加。

    现在、在600kHz 时为~1Apk-pk、在1MHz 时为~0.6Apk-pk。 它应该是最大 IOUT 的~30%。

    较低的峰值电流意味着较低的交流损耗、并会对温度产生轻微影响。

    电感器温度非常具体、许多数据表给出了温升与 DC-I 曲线。

    仅使用 DCR 或封装将忽略材料属性、封装等  

    我认为、打开引导电容器并增加 GND 平面将最有帮助。  

    我很快读到 AN-1520 中提到了具有内部 GND 层的多层 PCB 有助于内部散热。

    例如、TPS54360EVM-182具有两个内部 GND 层。

    该应用手册的第6节总结了一些其他 PCB 布局技巧 、例如在 EP 下使用较大的通孔。

    希望这对您有所帮助、

    -奥兰多

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    您好!

    最大输出电流为2A。  

    在这种情况下、您建议使用哪种电感器?

    我的 PCB 是4层、2个内层连接到 GND。  

    我将查看文档中的第6节。 我在 PCB 上使用了参考 EVM。  

    我将尝试在下一个设计版本中打开引导电容器并增加该 GND 平面。

    非常感谢。

    您能告诉我有关电感器的更多信息吗? 如果你给我一个电感器的例子  、那就太棒了。

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    通常、大电流电感器在较小电流下的温升较低、因此您可以尝试这样做。

    此外、我还会避免使用短型或低厚度电感器。 较高的电感器通常在加热方面表现更好。

    例如、这两个 Wurth 电感器既是8.2µH μ H、也是10x10mm、但温升与电流特性曲线非常不同。

    https://www.we-online.com/catalog/datasheet/7447797820.pdf
    https://www.we-online.com/catalog/datasheet/7443330820.pdf

    我肯定会推荐使用更高的电感器、因为温升会小得多。

    查找温度与电流间的关系曲线、或在选择电感器时从制造商处申请一条曲线。

    -奥兰多

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    非常感谢您提供的宝贵信息。

    我将立即订购该 电感器、就像这样。   我将在产品到达时尝试。

    我将再次在这里写下我的评论。

    此致。

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    您好!

    在 PCB 中、我更改了 LOUT、Cout 150uF 和肖特基二极管。 对于电流、LOUT 更大且更可靠。 COUT 150uF 必须具有非常低的 ESR。 选择了通道二极管的正向电压0.6和更低电压。 这在很大上有助于减少芯片上的热量。  

    还建议、芯片输出引脚面积较小。  

    我订购 EVM 模块以检查温升。 当我获取 EVM 时、我将再次编写注释。

    使用热膏和更新 的 LOUT、Cout 150uF 和肖特基二极管、温度低至40度。 但我希望低于该值。  我希望尽可能降低温度。

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    您好!

    降低开关频率应降低功率耗散、可能是从600kHz 到300kHz 或200kHz。

    WEBENCH 建模可以估算 不同开关频率下的功率耗散、您可以将 TPS54360B-Q1 webench 模型用于非-Q1 TPS54360。

    600kHz 时的 WEBENCH 功率耗散为~1.5W、200kHz 时的功率耗散为~0.9W。 此数据位于“操作值”->“类别”->“电源”下。

    否则、从布局的角度来看、除了较厚的铜和更多的 GND 过孔之外、我不能推荐太多新信息。

    -奥兰多