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[参考译文] LM5050-1-Q1:电流高达40A 时的 MOSFET 选择

Guru**** 2386620 points
Other Parts Discussed in Thread: CSD18540Q5B, LM74700-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/863481/lm5050-1-q1-mosfet-selection-for-up-to-40-a-current

器件型号:LM5050-1-Q1
主题中讨论的其他器件:CSD18540Q5BLM74700-Q1

大家好、团队、

我们正在评估 LM5050-Q1的反极性保护。 它适用于连续电流高达40A 的自动应用。 电池的标称输入电压为24V。

您能帮我们为此应用选择合适的 N 沟道 MOSFET 吗? 我正在考虑 CSD18540Q5B (TI)、STH272N6F7-6AG (ST)、STH265N6F6-2AG (ST)、

非常感谢、致以诚挚的问候、

John

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    你(们)好

    我现在正在研究这个问题、并将在星期一返回。

    此致、

    Kari。

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    你(们)好

    对于24V 汽车应用、我们建议将80V 额定 MOSFET 与 LM5050或 LM74700一起使用。

    请注意、CSD18540Q5B 未通过汽车认证。

    其他两个 ST MOSFET 的额定电压仅为60V。

    LM74700的数据表(第17页和第18页、第10.1.1.4节和图21)讨论了用于24V 电池保护的 MOSFET 选择和 TVS 选择。

    除了所选3个 MOSFET 的 VDS 额定值外、MOSFET 的其他参数看起来不错。

    此致、

    Kari。

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    您好、Kari、
    非常感谢您的快速回复。 我将使用80V 的 VDS 来更改 MOSFET
    我仍然在努力计算功率耗散。 两个 ST MOSFET 的最低 R_DS (on)在25°C 时为 R_DS (on)= 1.5m Ω、在175°C 时为2.8 m Ω。因此、 最坏的导通损耗情况可能高达 P_COND = I^2 * R_DS (on)= 40^2 * 0.0028 = 4.5W。假设典型的汽车应用环境温度为100°C、则结至环境的热阻=(175 - 100)/ (40 x 40 x 0.0028)= 17 C/W、 远低于 MOSFET 数据表中指定的热阻。 请问我的计算中有什么问题吗? 因此、我担心与 LM74700-Q1或 LM5050-Q1搭配使用以实现反极性保护是否可行。
    另一个问题是、MOSFET 的典型栅极阈值电压为3.5V、高于 LM74700-Q1所需的2V。 这是否意味着我应该使用 LM5050-Q1?
    我非常喜欢阅读您的报告,第 5章:反极性保护、11种保护电源路径的方法、设计技巧和使用电源开关的折衷方案。 这篇文章写得很好,内容丰富。
    我有几个问题/意见、希望收到您的回答。
    几个 TI 参考设计引用了理想二极管控制器 LM5050-Q1。 但在表6理想二极管控制器示例中未列出。 请就此发表评论吗?
    2. LM5050-Q1和 LM74700-Q1之间没有太大差异。 您能否指出这两个理想二极管控制器之间的主要差异。 两者均符合 AEC-Q100标准。 两者具有相似的输入电压范围、LM74700-Q1为3.2 ~ 65V、LM5050为1 ~ 75V。 LM74700-Q1和 LM5050-Q1之间的两个差异 I 注意到:a)栅极阈值电压 Vth 和 b) R_DS (on)。 LM74700-Q1将最大栅极阈值电压限制为2V、而 LM5050-Q1将电压限制为5V。 LM5050-Q1数据表(第15页)建议在 LM74700-Q1数据表(第16页)中、R_DS (on)不超过100mV 建议在标称负载电流下 R_DS (on)不超过50mV。 对于标称输入电压为12V 或24V 的汽车应用、反极性保护的更好选择是哪种? 由于 LM74700-Q1的数据表包含12V 电池和24V 电池的应用、而 LM5050-Q1的数据表包含12/24/48V 电池的应用、 我是否可以得出结论:LM74700-Q1非常适合使用12V 和24V 电池系统的低电流应用、而 LM5050-Q1更适合12/24/48V 电池系统中的高电流应用?
    反极性保护的另一种常见方法是使用 MOSFET 和 BJT。 您能否告知您的报告中为何未列出此方法? 您还能评论一下使用 MOSFET 和 BJT 与使用理想二极管进行反极性保护相比的优缺点吗? 我想说这两种方法都是相似的、不同之处在于、MOSFET 和 BJT 方法需要电荷泵栅极驱动器、而使用 LM74700-Q1或 LM5050-Q1的理想二极管具有电荷泵栅极驱动器、因此无需外部电源。
    4.您能否评论所有五种符合 ISO 16750-2的反极性保护方法? 我是否可以说、方法1)使用理想二极管、2) MOSFET 和 BJT、以及3)使用电子保险丝都符合 ISO 16750-2要求、而方法4)使用肖特基二极管和5)分立式 MOSFET 无法满足 ISO 16750-2要求?
    很抱歉、有这么多问题、非常感谢您的帮助、期待收到您的回复。
    John
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    你(们)好

    我不知道你的答复,需要更多的时间来回答上述问题。

    下周对您来说还可以吗?

    如果您需要快速响应、请告知我们。

    此致、

    Kari。

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    您好、Kari、

         下周就好了。 请别着急,慢慢来。

         谢谢、

         John

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    你(们)好

    功率耗散计算基于 MOSFET 的 RTHJ-PCB、对于您所示的 ST 器件、当安装在铜厚度为2盎司的1平方英寸 PCB 区域时、功率耗散为35C/W。

    要进行计算、我们需要知道 MOSFET 漏极焊盘附近的 PCB 板温度。

    如果 MOSFET 漏极焊盘附近的 PCB 板温度为100C、则根据4.5W 最坏情况下的功率耗散计算、结温将在100C PCB 温度以上上升4.5W * 35C/W = 157.5C、即 TJ 将在257.5C。

    除非增加 MOSFET 的数量以消耗更多功率或增加散热器、否则此设计将不起作用。

    此致、

    Kari。