[参考译文] LM3424：电流随时间降额。

你好、Mario、

您是否已更改为 AOB416 FET 或另一个？ 我不认为这是器件的温度降额、它应该正常运行、直到达到其热关断裸片温度。 因此、根据所使用的 FET、它可能会再次成为 VCC 驱动器。 栅极电荷随着电流的增加而增加。

但是、在这种情况下、也可能是在较高的电流下达到电流限制(IS 引脚)。 这是一个逐周期电流限制、因此当峰值打开达到245mV 时、无论输出电流是否未达到调节、都会打开开关、因此您的输出电流不会进一步增大。 上的 LIM 阈值确实会随着温度的升高而下降、您的峰值电流将会由于 L 值的降低而增加、因为它会变热、因此这可能是一个解释。 您可以通过探查来查看它是否会达到245mV 左右、如果是、则将 R16降至30m Ω 左右。

此致、

克林特

您好、Clint、

感谢您的回答。 目前、Q1是 PSMN034-100BS、但我还有 AOB416和 PSMN015-60BS 用于测试。

我刚才测量的是电压。 在100% PWM 下、我将获得110mV 的电压、在尝试解决此问题后、当前 R16为20m Ω。

谢谢。

你好、Mario、

您是否使用过热折返功能？ 如果是、(或甚至不是为了确定) TSENSE 是否被拉至 TREF 以下？ 听起来好像是折返情况、但我甚至不确定您是否使用热敏电阻。 如果是、我会在发生这种情况时检查 TSENSE 上的电压。

此外、最好验证它是否是一般散热问题。 在您看到电流开始下降后、您是否可以通过任何方法吹风板上的风扇来冷却它、并查看电流是否再次开始上升？

如果这是一个散热问题并且 TSENSE 保持高电平、那么我们需要确定其他问题。 当它最初具有满电流、然后在您看到电流下降后、您是否可以通过任何方法获得 SW 节点电压波形？

谢谢、

克林特

您好、克林顿、

我使风扇测试在电流下降几 mA 后以2A 输出电流吹至电路板。 它确实开始再次上升。
然后、我将电流设置为3.5A、在风扇开启的情况下、电流开始减小、但比以前慢。

我目前没有使用任何 NTC 热敏电阻。 使用一个可以改善该热问题？ 如果是、它会放置在 FET 或电感器旁边吗？

我正在捕获 SW 电压波形、我将在下一篇文章中介绍。

谢谢。

你好、Mario、

不可以、热敏电阻不会帮助解决此问题。 我只是想知道这是不是原因。 您是否验证 TSENSE 高于 TREF 只是为了确保那里没有发生任何事情？ 这种情况不太可能、但值得验证。

是的、请发送一些示波器截图。 它们将为我们提供更好的线索、让我们了解电流为何会降低。

此致、

克林特

您好、Clint、

我附加了两个示波器快照。

首先、当系统在低温下以3.7A 运行时：

然后几分钟后、Aprox。 减少200mA。

我看到的唯一区别是 RMS 值和振幅减小了一点、我们在这里会丢失什么吗？

谢谢。

您好、Mario、

这不是我所期望的。 如果 LED 电流下降、幅度和 rms 值下降并不是一个大惊喜、因为 LED 堆叠电压会下降一些。 您是否能够测量二极管和 FET 的温度？ 我唯一看到过类似情况的时候、假设 TSENSE 不会被拉低、就是某个东西变热了。 它可能是二极管将电流泄漏回 FET (肖特基二极管在高温下泄漏得更多、如果芯片温度足够高、最终会完全击穿)、也可能是检测电阻变得如此之热、电阻增加(超过规格的高温)。 看起来1W 的感应电阻器应该可以正常工作、但我看到它们在靠近其他非常热的组件时过热。

如果是发热问题、我还会考虑其他外部组件 、例如 CSH 电阻器、感应电阻器或 HSP/HSN 电阻器。 我无法从原理图中得知、但如果它们是5%的电阻器、则可能是原因。 即使是1%的电阻器、如果它们都累加、也会随温度的变化而变化、但我不会期望变化太大。

如果二极管和/或 FET 的发热未超过其额定值、电流下降最终会稳定下来吗？

此致、

克林特

您好、克林顿、

另一个更新。 我刚刚在测得的 TSENSE 和 TREF 上对其进行了测试。 我在 TSENSE 上获得2.447V 电压、而在 TREF 上获得1.230V 电压、这比 TREF 高得多。 我将跟踪布局与原理图、以查看那里是否有问题。

谢谢。

您好、克林顿、

我仍在尝试解决此问题。 是的。 如果我添加一个直接吹至电路板的风扇、电流最终会趋于稳定。

我在 Webench 上提出了设计要求、输出电流为3.2A (尝试使用3.4、但未找到合适的 N MOS)、并推荐了一些有趣的元件和工作值。

建议的主要 N MOS 是 BSC117N08NS5ATMA1、其 QQ 和 RDS 非常低。 建议使用的二极管是 STPS20M100SG-TR、它具有较低的反向泄漏电流(在我的设计中最大值为5mA、而不是25mA)

此外、开关频率为100kHz (我的频率约为270kHz)

您认为使用这些组件可以解决此问题吗？

我也想获得 PTH N MOS (CSD18537NKCS、也许)直接安装到我的灯箱(铝)中、以便在更大的区域散热。

谢谢。

您好、克林顿、

我真的想坚持使用表面贴装。 我将对本文档进行相应的布局更改：

www.ti.com/.../snva419c.pdf

但我不确定如何为 FET 和二极管实现铜平面/散热平面、因为它们的信号既不是电源也不是接地。 我是否应该在所有图层中为每个组件执行多边形、从而分割其他平面？

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信号层1

信号层2

底层

过孔直径为1.2mm、孔尺寸为0.700。

我不知道这会有助于散热、因为热量会像我的原始设计那样在所有层上而不仅仅是在顶部散发。 但我不确定如何拆分内部平面。

我更改了堆栈、以便在顶层和底层都安装2oz 铜。

此外、即使电感器是穿孔组件、布局上是否有办法消散电感器上的热量？ 我找不到具有此类 IDC 额定值的合适表面贴装电感器。

谢谢！

你好、Mario、

这是一种有效的方法来减少热量、我已经使用过很多次了。 2oz 铜尤其有用、因为在大多数情况下、它大约是1oz 铜的3倍(奇怪的是、我知道、大多数晶圆制造厂家的工作方式是这样的)。 如果冷却效果物有所值、您甚至可以进行2盎司内层操作。 不过、在考虑这一点后需要考虑以下几点：

1.当我使用此类平面进行冷却时，我仍然会使一层成为一个实心接地层，所有电源组件接地端都与该接地端连接良好。 这将为您提供稍低的散热能力、但由于接地回路电流路径而降低的噪声非常值得。

2.我看不到整个布局、但尽可能确保电流感应和栅极驱动走线短且直接。  

请记住、由于电容耦合增加、散热的额外平面通常会影响 EMI。 这对于大功率设计而言通常是必要的、如果您需要满足某些 EMI 标准、可能需要更多的滤波。

4.一般情况下，您可能需要考虑更多过孔。 我至少注意到、在 IS 电阻器的情况下、只有2个接地端。 您将在那里具有非常高的峰值电流、因此您可能需要超过两个峰值电流。 它们也是到其他层的关键热传递元件、因此越多、就越能分散热量并保持低温。

我不确定对电感器说什么。 灌封整个固定装置是人们使用的一种选择、但这会增加成本、我甚至不确定您的最终产品以及这是否是一种选择。 也许当您散热其他组件时、您将能够提高开关频率并使用具有较低 DCR 的较低值 L。 我可以说、其他运行温度更低的组件无论如何会使电感器保持温度更低、这不会是问题。

此致、

克林特

您好、克林顿、

我正在进行新设计的 PCB 布局(1.6A LED 电流、威胁 WEBENCH工具/LM3424：电感器的主要 MOSFET 功率耗散变化)、我对哪些信号必须进入散热平面有疑问：

PCB 堆栈是信号-接地-电源/散热器-信号/散热器(2oz-1oz-1oz-2oz)

开关 N MOS (SW NET)上的铜面积约为3.73in2 (1.93顶部+0.9内层+0.9底部)

我使用 AN-2020应用报告中的公式计算出、1.6145IN2的铜需要在该组件上消耗1W。 我认为这是足够的领域。 问题是、NMOS 的源端是否也应该有更大的覆铜面积？ 它仅连接到电流感应电阻器+ 6个过孔。

FET 上的铜面积约为3.78IN2、其拆分方式与 N MOS 相同。 我针对该组件计算出的值大约为2.29IN2。

我还在底层分散接地。

另一个问题是开关组件下的接地平面。 我是否应该移除 NMOS、FET 和电感器下方该平面的任何铜？

我在它们的接地平面上切割了这个铜。 我的第一个概念是进入整个飞机之前在该区域的噪声概念：

谢谢、我们将非常感谢您的回复。  

你好、Mario、

在我看来、您走在正确的轨道上、较厚的铜层会带来很大的帮助。 我的评论：

在电源平面中、您无需担心接地回路电流、因此、如果您需要一些具有过孔的开孔来为 FET 提供额外散热、则可能有助于降低功率耗散。

2、否则您就好像已经完成了计算、可能会很好。

3、我要使接地层保持稳定。 如果镂空仍然接地、则不会对噪声产生影响、并且可能会中断接地返回路径。 此外、SW 节点过孔周围的铜将有助于将热量从过孔中传导出去、这要比与开孔相比要好得多。

此致、

克林特