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[参考译文] WEBENCH®︎工具/LM5008A：建议在最高环境温度下进行设计更改

admin
Guru**** 1831610 points
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/831077/webench-tools-lm5008a-suggested-design-changes-with-max-ambient-temperature

器件型号：LM5008A
主题中讨论的其他器件：冲击

工具/软件：WEBENCHRegistered设计工具

下面是 我要考虑的 WEBENCH 电源设计器设计：

https://webench.ti.com/appinfo/webench/scripts/SDP.cgi?ID=6482848CB061137D

IC： LM5008AMM/NOPB

Vout = 3.3V

Iout (最大值)= 250mA

VIN = 6V 至75V

此电源将用于为安装在12V 或24V 车辆仪表板下方的小型车辆接口供电。  可以想象、炎热的夏季、车内温度可能接近80°C、但车辆内部全年都不会那么热。  使用 TVS 二极管时、输入电压尖峰最高可达70V、B2100-13-F 肖特基二极管将提供反极性保护。 (我还将对电源 D1使用相同的二极管 p/n。) 典型输出电流可低至2mA 或高至150mA。  有一个电感负载-一个3V 信号继电器-将与 PIC MCU 和指纹传感器共享3.3V 电压轨。  我可能需要通过铝电解电容器添加47uF 至100uF 的附加电容、以确保继电器通电时3.3V 输出电压保持稳定。

在 WEBENCH 设计器中、当我将最高环境温度设置为介于30°C 和75°C 之间的任意位置时、建议的原理图组件和开关频率不会改变。  但当我超过75°C 时、Ron & RR & L1的值会增加、这表明 Cout 为2件。  如果我然后将"Max Ambient (最大环境温度)"设置为85°C、这些组件会再次增加、频率仅下降到50kHz。

问题1：最好采用75°C 时显示的建议设计及其128.781kHz 开关频率、还是最好采用80°C 时将频率降至100kHz 或85°C 且频率为50kHz 的建议设计？  我应该考虑在较低频率下运行有哪些缺点？

下一步...

我正在考虑使用单个 Cout、其规格优于建议的 Cout：

LMK316AB7226ML-TR： 22uF、10V、X7R 降额电容(3.3V 时)：15.4uF

问题2：在推荐的 2个 GRM188R60J226MEA0D ( 降额电容= 7.9uF - 15.8uF 组合)上使用单个温度稳定的 X7R 电容器是否更好？  或者、这两个并联 X5R 电容器的1m Ω 低 ESR 是否比温度稳定性更理想？  我在这里尝试在成本和性能之间实现适当的平衡、同时最大程度地减小输出纹波。

谢谢你。

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    TI__Guru**** 1831610 points
    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。

    您好 James、

    此器件的建议最高工作结温为125 C。Webench 似乎尝试通过降低频率来限制功耗。 一旦程序开始随着温度的升高而迅速降低频率、您就已到达部件运行良好的窗口边缘。

    我建议坚持75 C BOM、因为随着频率降低、转换器的物理尺寸会显著增加、并且很难保持低电感器 DCR。

    如果您坚持使用 X7R 电容器、单个电容器是可以的。 输出电容器的电感可能略高。 应注意布局、以保持该 电感较小。

    此致、Robert

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    TI__Guru**** 1831610 points
    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。

    谢谢、Robert。

    您强调了降低输出电容器上电感的重要性。 那么、您对我在输出电压轨上使用3V (50mA)继电器有何看法？  继电器线圈是电感负载。 我当然会在线圈上使用一个二极管来抑制反冲、 µF 在我的 µF 贴中、我正在考虑在继电器附近的输出电压轨上使用铝电解电容器形式的附加电容、可能是47 μ F 或100 μ F、以防止开关时电压骤降。 考虑到我将具有此电感负载、这是一个错误想法还是还有其他注意事项？  相同的3.3V 输出轨将为我的 MCU 和指纹传感器供电。

    谢谢你。

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    TI__Guru**** 1831610 points
    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。

    Robert、非常感谢您对我昨天发布的后续问题的答复。 同时，我还有一个问题要问你。

     LM5008A 数据表中的第11页 描述了二极管 D1、如下所示：

    重要参数是反向恢复时间和正向电压。 反向恢复时间决定了每次打开降压开关时反向电流浪涌的持续时间。 在输出短路的情况下，正向压降很明显，因为只有该二极管的电压会迫使电感器电流在强制关断时间内减小。 因此、较高的电压会更好、但这会影响效率。 一个不错的选择是肖特基功率二极管、例如 DFLS1100。 D1的反向电压额定值必须至少与最大 VIN 相同，其电流额定值必须大于最大电流限制阈值(610mA)。

    问题：VF 是否确实需要与 DFLS1100一样高、或者 是否可以 改用 B2100-13-F、并且在输出电压短接至 GND 的情况下仍能正常工作？  我通常使用 B2100作为 Vin 上的反极性保护二极管、使用与 D1相同的二极管也是合理的。  下面是对两个二极管的比较：

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    TI__Guru**** 1831610 points
    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。

    您好 James、

    您的肖特基逻辑电路正常。 正向压降足够高、并且正向特性中没有 kink、指示二极管保护环中的结二极管行为。

    我关于输出电容器电感的评论针对与输出电容器相关的~1–2nF 串联电感。 由于您的继电器具有1-10 mH 的并联电感、因此它不应干扰您的转换器的运行。 输出电感器与输出电容器的时间常数将比输出电容器的继电器的时间常数短得多，因此输出电感器的时间常数将占主导地位并已被解决。

    继电器旁边的电解电容和续流二极管是个好主意。 您还可以控制关闭继电器的设备转换、以防止电压过高。 大多数继电器驱动器内置有此功能。

    此致、Robert

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    TI__Guru**** 1831610 points
    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。

    谢谢、Robert！