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[参考译文] LMG1205:加载外部 FET 时 HS 脉冲崩溃

Guru**** 2380860 points
Other Parts Discussed in Thread: LMG1205
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/786186/lmg1205-hs-pulse-collapse-when-external-fet-is-loaded

器件型号:LMG1205

您好!

我们使用 LMG1205来驱动 EPC2108、并看到当我们的负载打开时 HO 栅极电压会崩溃。 这可以通过将自举电容器增加到大约650nF 来解决。

我们以10kHz 的低频率在80%的关断时以20%的频率对系统进行脉冲。 导通脉冲时间实际上约为19us。

这导致对自举电容值计算的研究以及一些问题:

1) 1)在自举电容器公式中、为什么使用高侧驱动器的静态电流而不是最大电流值?

2) 2)我从背景研究中了解到、HB 到 HS 的泄漏电流是可能的、这似乎是导致问题的原因。 是否有方法对这种情况进行量化?

此致

Matt

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    您好、Matt、

    感谢您与 LMG1205取得联系、我是该器件的应用工程师。
    据我了解、当您的 HI 输入尝试打开 HO 时、输出将不会一直达到5V。 这在相当低的频率下发生。 由于频率较低、应该有足够的时间来补充自举、但由于泄漏或引导电容值太小、可能会有太多的导通时间来将高侧保持在5V。

    当我为您的系统计算引导电容值时(使用 EPC2108、它具有大约300pC 的极小栅极电荷以及大约1nC 的 HB 静态电流和2nC 的上升沿反向恢复电荷) 我注意到、对于导通期间引导电压的0.01V 变化、需要大约400nF 的电容。 布局中的额外寄生开关节点电容可能需要额外的650nF 自举电容、以便在达到 UVLO 时为高侧整个导通时间充电。

    a)您的 VDD 电容值是多少? VDD 电容在关断期间补充自举、如果过小、则可能会阻止自举完全充电(数据表的第8.2.2.1节对此值有所帮助)
    b)能否查看您的原理图、了解低于650nC 的器件为何无法正常工作?
    c)高频时问题是否会变得更好? 通常、自举电路在较长的导通时间内往往会变得很棘手、因为栅极到源极的泄漏(从自举中移除)会阻碍高侧。
    D)您能否确认 HB-HS 电压未达到 UVLO (3.4V)? 如果在导通一段时间后达到 UVLO、则可能会出现泄漏。

    要回答您的问题:
    1)最大电流值来自已在等式2 (数据表中的第8.2.2.2节)中的 QgH。 自举的最大电流是开启高侧栅极所需的峰值电流乘以为总栅极电容充电所需的时间。 该时间很短、因此可以将其等同于开关栅极所需的电荷量。 使用静态驱动器电流以及自举的 Qrr。 有关此公式的更多信息、请参阅以下应用手册(www.ti.com/.../snva723a.pdf)的第3节
    2) 2)栅极达到5V 后、保持5V 所需的任何电流都是泄漏电流。 HB 泄漏电流将是 UVLO 电路的静态电流(在本例中可能会关断高侧)以及任何电流、以使栅极偏置高于 HS 引脚。 为了检查泄漏电流是否是一个问题、您可以在导通期间探测栅源电压波形和高侧 HB-HS 引导电容器电压(使用较小的引导电容器)、以查看栅极/HB 压降。 该压降可用于乘以电容、再除以您的时间增量、以得出在 HO 导通期间引导电容器已移除的电荷量。 与 i=CDV/dt 相似。 这有道理吗?


    谢谢、
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    尊敬的 Jeff:

    首先,请允许我感谢你如此迅速地回复我,并作出如此详细的答复,我对此表示非常赞赏。

    我认为你在答覆第一段的总结是准确的。

    您是否想展示您进行的自举电容器计算的工作原理? 我似乎无法接近几百 nF、我可能会遗漏一些东西。

    a) Vdd 电容值为存储器中的1uF、我们最初将自举电容设为100nF、我读出大约 x10乘法器是正常的。
    b、c、d)我不再在办公室、但我将于明天(英国时间)回答这些问题。

    感谢您对问题1和2的回答、这很有道理、遗憾的是、链接会导致出现错误404未找到。

    此致
    Matt
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    谢谢 Matt!

    对于我的计算、我使用了数据表第8.2.2.2节中的公式2。
    Cboot =[QgH +(IHB)(ton)+ Qr]/delta_Vboot
    QgH_epc2108 = 300pC 最大值
    IHB = 2.5mA 最大值;ton = 19u;(IHB)(ton)= 47nC 最大值
    QRR = 4nC (仅上升沿)
    Δ Vboot = 0.1V (不是高于0.01V、这是一个错误)
    Cboot = 51.3nC / 0.1V = 513nF


    链接:
    www.ti.com/.../snva723a.pdf

    如果您有任何疑问、请告诉我、
    谢谢、
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    尊敬的 Jeff:

    请问您是如何得出 Δ Vboot = 0.1V 的计算结果的?

    此致
    Matt
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    您好、Matt、

    我决定使用0.1V 电压、以将引导电压纹波保持在1V 的十分之一。 这是为了在 HO 导通高侧并使其导通时、能够放心地防止 HB-HS UVLO 阈值被突破。 如果 delta_Vboot 值为1V 或更高、那么当高侧打开时、HB 节点将下降1V、如果存在泄漏、HB 最终可能会在较长的导通时间内下降到低于 HB UVLO 下降阈值。 这有道理吗?

    谢谢、