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[参考译文] LMG1205:HO 和 LO 谐振效应

Guru**** 2536210 points
Other Parts Discussed in Thread: LMG1205, LMG1210

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/860859/lmg1205-ho-and-lo-resonance-effects

器件型号:LMG1205
主题中讨论的其他器件: LMG1210

我们将 LMG1205用作由 EPC2001C FET 制成的 GaN 半桥的驱动器。

最近、我们遇到了 FET 在特定条件下(切换高电流)燃烧的一些问题。

为了找出导致这种情况的原因、我们执行了双脉冲测试。 我们看到栅极信号上的振荡取决于我们切换的电流。

在我们看来、问题是由高 dU/dt (电流越高越高)引起的、这会导致电流过米勒容量并对栅极电压产生影响。  

但是、我们对之后的过冲有点担心(会导致交叉传导)。 它是一个大约300MHz 的振荡。

但现在我的问题是:

我知道、确切的行为是 FET、驱动器和 PCB 的相互作用。 但我们的猜测是、振荡是由驱动器输出(可能是输出级的体二极管?)的谐振引起的。

您是否有关于输出的转换行为的数据? 是否有任何谐振频率?

  • 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。

    尊敬的 Thomas:

    感谢您深入了解 lmg1205。 哪个 FET 正在燃烧? 1205也会燃烧吗?

    您能否更详细地解释双脉冲测试?

    您是否使用第一个脉冲来设置电感器电流、使用第二个脉冲来查看关断期间的栅极效应?

    如果栅极上有300MHz 振铃、则可能与 PCB 布局相关或与测量探针相关。 在正常运行期间、您能否使用猪尾探针点获取 lmg1205输出的波形? 该波形应与 EPC 门波形相同。 您是否还可以对开关节点进行波形处理、以查看电源环路是否也是振铃?

    您能否发送1205的 sch 和布局部分进行审核? 在高 dv/dt 期间、拧紧栅极和电源环路可降低 PCB 电感和振铃。

    谢谢、

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    尊敬的 Jeff:

    感谢您的回复!

    由于两个 FET 交叉导通而失效。 我们观察到了 LMG1205缺陷以及 当 FET 发生故障时(由于汽化焊料或内部短路)对 gatepin 短路可能导致的问题。

    双脉冲测试:

    我们将电感器与低侧开关并联、然后通过向 LMG1205的 HI 引脚提供一定数量的脉冲(来自频率发生器)来切换高侧。

    我们对低侧开关(与高侧并联的电感器)所做的相同。

    通过此过程、电流会随每个脉冲而升高、并且可以观察到不同电流下的开关行为。

    我们已经使用尾纤探针测量电压。 由于我们的栅极环路非常小、并且我们不使用外部栅极电阻器、因此 LMG1205的输出和测得的栅极电压应相同。

    我们在 MATLAB 中处理了示波器数据、以便进行更深入的了解。 我们使用了2.5GHz 示波器、因此带宽限制为500MHz 探针、足以进行此测量。

    我附加了三幅图、每幅图有三幅:

    -->第一幅图:低侧的电压(LO 电压)

    ->第二幅图:开关节点和输出电流

    -->第三幅图:高侧的电压(HO 电压)

    图1:双脉冲测试的总波形图(电感器与低侧并联时位于高侧)

    图2:放大 t= 5µs μ s、其中振铃非常小(约为4A)

    图3:放大 t= 0µs Ω、其中振铃较高并导致寄生导通(开关电流约为45A)

    此致

    Thomas

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    尊敬的 Thomas:

    感谢您的更新、

    您能告诉我 图3的最大 dv/dt 吗?

    使用了什么死区时间? 死区时间延长10-20ns 时是否会出现此问题?

    这适用于电机驱动应用吗?

    您是否考虑使用 CMTI 额定值为300V/ns 的 LMG1210以及 PWM 模式来控制精确的死区时间?

    谢谢、

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    您好 Jeff、

    图3的 µs dv/dt 约为50kV/μ s、死区时间约为30ns ->通常我们具有轻负载条件、因此选择的死区时间非常高。

    该电路在电机驱动应用中、但 LMG1205和 GaN FET 用于一种直流/直流转换器。

    我们尚未考虑 LMG1210。 我认为,如果我们确切地知道失败的原因,就可以采取其他措施。

    因此、我问了有关共振效应的问题。 您是否有 LMG1205行为的测量值/数据?

    此致

    Thomas

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    尊敬的 Thomas:

    感谢您的更新、lmg1205的 CMTI 额定值最大为50V/ns 这意味着、如果器件在 HS 上看到如此高的压摆率、则可能会损坏输入信号或对驱动器输出产生负面影响。 要降低 HS 引脚上的 dv/dt、请尝试使用2-10欧姆栅极电阻器来减慢开关转换速度、并在相同条件下进行测试。 如果最大 CMTI 可以保持在50V/ns 以下、则可以修复此问题。

    谢谢、

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    尊敬的 Jeff:

    同时、我们发现300MHz 振铃可能来自 FET 本身、因为我们甚至在制造商模型的仿真中看到了它。

    但您的提示解释了电路在更高的电流(甚至更快的斜率)下的行为为何为奇数。  

    非常感谢您的支持!

    Thomas