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[参考译文] TPS92641:SDRV 输出上的脉冲、SDIM 始终为高电平

Guru**** 2587365 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS92641

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/800247/tps92641-pulses-on-sdrv-output-with-sdim-always-high

器件型号:TPS92641

我有一个使用 TPS92641来控制350mA LED 的并联调光设计。  如果我将 PWM 输入设置为 SDIM 高电平(3.3V)、我会看到 SDRV 输出在 tOFF 结束时脉冲至约6V 约70ns、并使分流 FET 瞬间导通。  这 并不是在每个 tOFF 结束时发生的、而是大约70%的时间。  最终结果是 LED 出现轻微闪烁。

在下面的波形中、绿色走线是流经 LED 的电流、黑色走线是 SDRV 的输出。 我已经从分流 FET 的栅极上断开 SDRV、以使其停止使 LED 短路。  另一个有趣的现象是、当 SDRV 没有脉冲时、tOFF 末尾的电流略低。

我已附上该位的原理图、VIN 为48V、LED 上的压降约为30V。

希望您能提出这种情况的发生原因、并帮助我解决问题。

谢谢

Martin

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    您好 Martin、

    什么是驱动 SDIM? 您是否已将示波器连接到该引脚以查看其工作情况? 什么连接到 SDIM?

    我可能让您尝试一些操作、例如在您的 LED 上放置一个小电容器(我不知道您使用的 SDIM 频率、因此这会有所帮助)。 另一种方法是在 SDIM 上放置一个连接 GND 的小电容器。

    此致、
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    SDIM 连接到微控制器的 PWM 输出、但是 PWM 当前被禁用、输出被驱动至3.3V。  我已经使用范围检查了这一点。

    此致

    Martin

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    您好!

    这不是正常操作、似乎是在 TPS92641开关转换期间。 我想噪声会导致问题。 您是否有 TPS92641 EVM 来验证这一点?

    此致、
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    你好

    我有一个 EVM、并且在过去使用其中的8个器件完成了成功的设计、因此我很惊讶这一相对简单的设计会出现问题。  这种特定的实现方案位于具有专用接地层和电源层的4层 PCB 上、在这种情况下、我一直在小心地将高功率电流远离控制、并最大限度地减小电流环路区域。  您能不能建议一些地方开始寻找原因。

    谢谢

    Martin

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    您好 Martin、

    那么、EVM 是这样做的、还是以前的设计?  为什么要在该设计中使用如此大的 MOSFET?  我会尝试使用具有较低 Qgate 的较高 Rdson MOSFET。  当上部 MOSFET 导通时、这种情况似乎会发生。

    此致、

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    您好 Martin、

    我没有听到您的反馈,我认为您能够解决您的问题。
    如果不是、只需在下面发布回复(如果该线程由于超时而锁定、则创建新线程)

    此致、
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    你好

    感谢您提出的建议-我将在下周尝试并执行此操作、然后再报告。

    此致

    Martin

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    你好

    我已经尝试将 FET 更改为 FQD13N10LTM、它具有大约142mR 的更高 RDS (ON)和大约12nC 的更低栅极电荷、但我仍然看到相同的干扰、并且电路板现在变得明显更热。

    您是否有人建议 RDS 的值是明智的选择、还是建议使用特定的 FET?

    谢谢

    Martin

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    您好 Martin、

    即使 Rdson 为300m Ω、两个 MOSFET 在350mA 时的导通损耗也仅为37mW。 开关损耗也应更小。 如果电路板明显发热、则其他原因会导致电路板温度升高或 MOSFET 开关不正确。

    发生这种情况时、请查看栅极驱动器(上方以 SW 节点为基准、因此可以查看 BOOT 与 GND 相关的情况、也可以查看差分测量以及输入电压和电压 LED。

    什么与 UDIM 相关联?

    此致、
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    你好

    该问题似乎是由 UDIM 引脚上关闭 TPS92641的噪声引起的、因为被驱动到引脚上的直流电压太接近阈值。  我已经对其进行了调整、我构建的4个单元都没有闪烁、不再过热。  感谢您向您的 UDIM 问题指明正确的方向。

    回到 FET 的选择、我应该在这里对什么进行优化?  我应该忽略 RDS 并仅关注栅极电荷、还是两者的组合?  如果有任何应用手册可供您参考、我们将不胜感激。

    谢谢

    Martin

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    您好 Martin、

    选择 MOSFET 的基础知识是开关频率、LED 电流、Rdson、Qgate 和 Vgsthreshold。
    TPS92641是同步的、因此两个 MOSFET 的导通损耗为 I^2*R。 在50%占空比下、每个部件中将占一半、如果在一个 MOSFET 中占90%、则导通损耗的90%将位于该 MOSFET 中(I、电流、可以是直流电平、除非纹波电流较高)。

    Qgate 与 Vgsthreshold 一起需要考虑一些问题。 TPS92641通过线性生成的电压驱动栅极、这可能会因较大的 QGATE /高开关频率/高 TPS92641输入电压而导致很大的损耗。

    接下来、开关节点压摆率将确定开关损耗的程度。 如果 Qgate 平坦区较大、压摆率将会更慢、从而导致更高的开关损耗。 当以更高的开关频率运行时、这会成为一个更大的问题。 由于采用 TPS92641栅极驱动器、Vgsthreshold 就是其中的一部分(对于任何驱动器都是如此)。 当栅极信号变为高电平时、有一个阻抗拉电流从 TPS92641流向 MOSFET。 如果 Vgs 阈值较高、则压摆率会变慢、因为该阻抗上的压降较小、例如8V 驱动电压和具有6V 平坦的 MOSFET、在 MOSFET 平坦区期间留下2V 驱动。 另一方面、当 MOSFET 尝试在 Vgs 阈值非常低的情况下关闭时、关断压摆率将非常慢(与上面 MOSFET 平坦区为2V 时类似)。 较低的栅极电荷器件使这一点变得更不用担心、但在栅极驱动范围的中间位置查找 Vgsthresholds 是一个良好的开端。 查看开关波形将确认它是否正常工作。

    还涉及线圈和开关频率。 电流越高,I^2*R 损耗以及开关损耗就越高。 更高的开关频率意味着更大的开关损耗。 这将成为整个工作范围内开关损耗与导通损耗、EMI /噪声与器件成本与性能之间的平衡。 当然、在更高的功率水平下、这可能是一个重要的设计注意事项。

    此致、
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    你好

    非常感谢这一有益的解释。

    此致

    Martin