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[参考译文] WEBENCH®︎工具/LM5008A:WEBENCH®︎工具/LM5008A:输入电容过大?

Guru**** 1486215 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5008, LM5008A, LMR36006-Q1, LMR36506-Q1, LMR36503-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/844241/webench-tools-lm5008a-webench-tools-lm5008a-too-much-input-capacitance

器件型号:LM5008A
主题中讨论的其他器件:LM5008LMR36006-Q1LMR36506-Q1LMR36503-Q1

工具/软件:WEBENCHRegistered设计工具

下面是我正在进行的电源设计、它将用于12V 或24V 车辆(在最终设计中、Vin 和 Cin 之间将有一个 TVS 二极管和反极性保护肖特基):

https://webench.ti.com/appinfo/webench/scripts/SDP.cgi?ID=92213FDE77DF3875

Webench Designer 建议 Cin 的电容值仅为100uF、但在启动过程中会出现电压突降、我可能可以使用更大的大容量输入电容来解决该问题。  具体而言、我正在考虑使用至少一个330uF 铝电解电容器、可能两个并联。  这将比 Webench Designer 的100uF 建议限值大得多、因此我想知道我的大容量输入电容是否会造成稳定性问题?  如果是、需要采取哪些措施、以便在影响稳定性的情况下添加更多大容量输入电容?

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    尊敬的 James:

    大容量电容器的大小取决于输入电流瞬态规格。 数据表建议最高可阻尼47uF 的大多数输入瞬态。 我认为、如果您的应用需要更大的大容量电容器、这是可以的。 Webench 未考虑冷启动等瞬变(尤其是因为该器件不是汽车级)。 以下是可能对您有所帮助的应用报告。

    http://www.ti.com/lit/an/slta055/slta055.pdf

    此致、

    Ethan

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    谢谢您的回复。    实际上、我在发布之前已经阅读过 slta055.pdf、但无论如何我都想发布、因为我不确定 WebBench Designer 在做什么。 在第6页的 PDF 中、它给出了一个计算所需的最小大容量电容的公式、但输入电容"太大"没有任何说明、这也是我打开文章的另一个原因。  

    我的原理图的截止版本如下所示,我的大容量电容是 C2处的单个 SMD 电容( ESR@100kHz,20°C = 120Ω Ω)--因为 WebBench Designer 不允许我添加2个电容。  我可能会添加另一个并联的 SMD 330uF 电容器(组合 ESR@100kHz、20°C = 60Ω μ F)、或者我可以选择2个 EKZN500ELL331MK16S 330uF 通孔径向电容器、因为这些电容器在100kHz、20°C 时仅有45mΩ Ω ESR、对于两个并联电容器仅为20mΩ μ F。

    如果您不介意、我还有两个最后的问题...

    请注意、在上面的原理图中、我将通过 VI2为 LED 供电、VI2是 D2之后的输入电压轨(反极性保护二极管)。   slta055.pdf 的第1.4节 介绍了用于控制输入纹波电流的560nH 或更小的输入电感器(铁氧体磁珠)。  您是否建议在 VI2和 R6之间使用铁氧体磁珠(LED 电流仅为8-9mA)?  (LED 只是一个将用作通知闪光灯的正常低电流 LED、但其驱动电路相当复杂、因为无论车辆是12V 还是24V、它都能为 LED 提供相当恒定的电流、并且还提供短路保护- 对于外部连接的 LED 很重要。)

    2.  左列中 LM5008数据表的第一页提到 Vin 的范围可以是6V 到95V、最右列中提到9V 到95V、而在第3页中建议使用9.5V 到95V。  WebBench Designer 没有抱怨我的6V-75V 设计、因此我可以安全地假设6V 操作确实实用吗?  最终电路将用于车辆、即使在最冷启动期间、24V 叉车也不会下降到6V、但乘用车将会下降。  您说 LM5008不是"汽车级"、但如果您注意到数据表第一页上的"应用"部分、则会显示"48V 汽车系统"。  再加上宽工作电压范围、我选择了 LM5008作为我的设计。 我重点关注的是12V 乘用车、这会导致电池电压在冷启动期间降至4V (丰田 HI-ACE 汽车对此非常臭名昭著)、因此我需要相当大的大容量电容。  如果6V 工作电压是实际的、那么我的大容量电容应该能够处理冷启动问题。  但是、如果仅在9V 及更高电压下使用是可行的、则可能不可行。  因此、感谢您对最低输入电压的想法。

    谢谢你。

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    尊敬的 James:

    请参阅以下我的反馈:

    输入电感器通常用于 EMI 滤波。 借助大容量电容器、它可以创建 LC 滤波器、以抑制 EMI 规格并进行滤波。 如果这是一个需要通过 CISPR25 5类标准的汽车系统、我建议在 D2和 C2之间使用铁氧体磁珠。 我认为没有必要将其置于您的 LED 电路之间。

    2.我认为您应该查看 LM5008A 数据表(SNVS583.pdf)、其中建议的输入电压降至6V。 其位置是从 LM5008A 首页复制的 LM5008数据表、但未更正拼写错误。

    LM5008A 不是汽车级、因此不符合 AEC-Q100标准。 我们在器件名称末尾使用(-Q1)表示这些器件。 通常、对于12V 应用、我们看到的降压转换器具有高达36-42V 的宽输入电压。 这使得该器件能够在低至3.6V 的电压下运行。24V 电池通常在60-65V 降压转换器内。 您的应用中是否需要高达95V?  

    此致、

    Ethan

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    Edthan、

    感谢您对数据表的澄清以及您在 D2和 C2之间为 EMC 合规性提出的铁氧体磁珠建议。

    我不需要高达95V 的输入电压、但出于以下4个原因、我暂时基于 LM5008A 启动了电源设计:

    1.宽输入电压可同时支持12V 和24V 车辆应用。 (具有高 Vin 最大值对于跳转启动很重要、因为跳转启动可能会发现远高于标称电压、该电压将在很长的时间内保持高电平。)

    2.开关时的低静态电流。

    它可以在250mA 时输出3.3V 电压。

    4.电源配件的总成本是合理的。

    我还没有购买稳压器的组件、也没有构建 PCB、因此我可以根据需要将设计更改为其他芯片。  我的电路(除电源之外的所有电路)现在处于试验电路板级。 当连接到3.3V 台式电源时、我的电路通常消耗1.6mA 至2.3mA 的电流、当板载指纹传感器和3.0V 信号继电器完全通电时、最高可连续消耗160mA 的电流。  当我创建 LM5008A 设计时、我在 WebBench Designer 中选择了250mA 输出以获得额外余量、并且在该设计中使用了75°C 的环境温度、因为这将是一个汽车应用。

    我很乐意考虑您可能希望为我的特定应用推荐的任何高性能、低成本降压稳压器器件。

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    尊敬的 James:

    我会推荐 LMR36006-Q1。 此60V 600mA 器件具有26uA 的非开关 Iq、工作电压低至4.2V。

    LMR36503-Q1 (300mA)或 LMR36506-Q1 (600mA)是我们最新一代的降压转换器(65V、4uA IQ)之一、可实现优化的尺寸和轻负载效率。 此器件目前是预量产样片、因此您需要申请样片和数据表。 该器件应尽快投入生产、以满足您的时间要求。  

    这两种转换器在设计和特性时还考虑了汽车应用中的150C 结温。 它们也是同步转换器、因此、请了解这些器件为什么不能为您服务的其他规格。

    谢谢、

    Ethan

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    感谢您推荐 LMR36503-Q1 (300mA 版本)。  我看到它可以处理低至3.0V 的电压突降和高达65V 的输入电压、这似乎非常适合我的应用。 对于我来说、唯一的潜在问题是、与现在批量供应的 LM5008A 相比、该器件预计将投入生产。

    出于某种原因、我不得不填写软件出口管制申请以申请数据表、并说"审批"需要几天时间。  在等待数据表时、我有一个关于此芯片"轻负载"的问题。

    我的应用是用于12V 和24V 车辆的安全设备、当安全设备处于撤防状态时、它会为常开的3V 信号继电器供电。  该继电器必须通电才能启动车辆。  如果继电器未通电、车辆将无法启动。  只要车辆正在行驶、继电器将保持通电并消耗大约55mA 的电流。 如果安装在卡车中、则可能会在工作日内持续数小时。  当发动机关闭且系统自行启动时、电流将降至2mA 电平(不包括开关的 IQ)。  因此、负载在布防状态下真正"轻"、在撤防状态下"中等"。  对于此用例、我是否可以假设您建议的开关优于 LM5008A?  这意味着、尽管此开关 IC 针对"轻负载"进行了优化、但我实际上可以在中等(55mA-100mA)至重负载(100mA-200mA)下长时间驱动它、没有问题、对吧?

    谢谢你。

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    我看到今天在 这里添加了一个数据表 PDF。  但它仅包含1页有用信息、尚未完成。

    同样、LMR36503-Q1 看起来几乎非常适合我的汽车应用、但我需要更坚定地了解它何时能够批量供货、以了解我是否可以安全地继续使用它。  当然、要使用新芯片完成设计、完整的数据表很重要。  我还期待看到它也被添加到 WebBench 设计器中、因为这是一个出色的设计指南。

    谢谢。

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    尊敬的 James:

    是的、我认为 LMR36503-Q1在轻负载条件下的效率和驱动更高负载的能力方面比 LM5008A 要好。 我还想说、这取决于热耗散、以确保结温低于150°C。

    我将与内部团队讨论、看看我是否可以为您提供数据表和时间表。

    谢谢、

    Ethan  

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    谢谢、Edthan!

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    尊敬的 James:

    现在我们已经联系、我将继续离线支持您。 我将继续并关闭该线程。

    此致、

    Ethan