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[参考译文] LM5060:无法加载高容性负载(电机控制器/逆变器)-主要故障

Guru**** 2589265 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5060, LM5069

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/752529/lm5060-unable-to-load-high-capacitive-load-motor-controller-inverter---main-failure

器件型号:LM5060
主题中讨论的其他器件: LM5069

大家好、

我为 电机控制器开发了热插拔控制器 PCB 、并使用 LM5060提供 UVP、OVP 和过流保护、尤其是 用于限制 启动期间的浪涌电流。 因此、我使用 了数据表图41中的电路示例。我的电路 如下所示。 对于计算、我使用了 TI 设计工具修订版 C  

目标:

  • 最大输出电流:30A  
  • 输入电压范围为27V 至57V
  • 启动期间受控的浪涌电流  

MOSFET 的技术数据 IPB030N08N3

  • U_DS = 80V
  • RDS = 3m Ω
  • Idmax = 150A

 

在第一次运行时、我没有将负载连接到电路。 一切都好。  LM5060 正确控制 MOSFET 栅极。 UVP 和 OVP 也起作用。

在图中、您可以看到裸片栅极至 GND 以及输出电压 U_zk。 用于控制浪涌电流的栅极与 GND 之间的电容值为 100nF (我的电路中为 C6)  

对于所有图片:绿色-栅极至 GND、黄色-输出电压 V_zk、蓝色-输出电流   

现在我的问题是:

每次我连接一个负载时(在本例中、我首先使用1000uF 电容器对其进行测试)。 控制器停止工作。 它尝试加载电容器、但在启动时间延迟后停止(在我的情况下大约为400ms)。 我记录了输出电压和栅极至 GND 电压的电压。 请参见下面的。 输出电压 未升高

然后、我将电容器 C6替换为较小的电容器 C6 (大约30nF、稍后为10nF) 、以增加浪涌电流。 因此、控制器能够加载电容器、但需要 很长的时间 (大约5s)。比启动延迟时间长。 因此、我想 第一次使用电机控制  器测试电路、但遗憾的是、它根本不起作用。 无电压上升。 下图显示了1000 μ F 电容器负载期间的输出电压和输出电流。

在使用电机控制器进行测试期间、我记录了下图。

 

在我用较小的电容器 C6 (大约5nF)第二次更换电容器 C6后、LM5060会被损坏。 在我看来、MOSFET 栅极的控制存在问题、但我不知道如何解决问题。 您是否看到任何错误或 可以帮助我?

感谢您的回答

此致

Patrick

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    尊敬的 Patrick:
    欢迎使用 E2E!

    您能否在 C6开路和 R2短路的情况下检查行为。

    此致、
    Rakesh
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    尊敬的 Patrick:
    您是否有机会验证 C6开路和 R2短路时的行为。?
    LM5060不是浪涌电流管理的理想选择。 如果您打算在驱动大电容负载时进行浪涌控制、则需要使用 LM5069

    此致、
    Rakesh
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    您好、Rakesh、

    感谢您的回答和建议。 我今天更换了损坏的 IC、并 进行 了一些新的测试。 根据您的建议 、我在输出端添加了一个22uF Elko 电容器。

    负载低时。 似乎还可以。 在下一步中、我使用与 100k 电阻并联的1000uF 电容器对其进行了测试。

    我记录 了以下信号。

     空载时:

    负载 c = 1000uF || 100k。 我认为它比 过去看起来更好。

      

    电流峰值的详细信息。 ´s 第一个。 另一个不是很高。

    下一步、我将使用逆变器/电机控制 器对其进行测试、并可能添加一个用于 C6的小电容器以缩短栅极电压上升时间。 或者、您知道如何减少这些峰值吗?  增大输出电容的值?

    此致

    Patrick    

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    尊敬的 Patrick:

    跨导‘GFS’较高的 MOSFET 可实现更快的导通和更高的浪涌电流。 这会在启动间隔期间在源极跟随器配置中产生电感反冲效应、并显示断续行为。
    ‘,TI-EVM 上使用的 FET SUM40N10-30的“GFS”仅为10 S,其中为您的设计选择的“IPB030N08N3”有157 S

    我们可以通过向外部 FET 的源极(而不是栅极到接地)添加更多电容 b/g/n 栅极、来克服/减少这种断续行为。 但是、选择较低的"GFS" FET 是一个选项、但由于系统电流电平、有时可能无法实现。 您能不能尝试在 C6打开的情况下将2.2nF 的 b/g/n 栅极添加到源极。

    此致、
    Rakesh
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    尊敬的 Patrick:

    您是否尝试过在 C6打开的情况下使用2.2nF b/g/n 栅极至源极? 它是否有帮助?

    此致、
    Rakesh
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    您好、Rakesh、

    我仅在没有2.2nF b/g/n 栅极和源极的情况下对其进行了测试。

    我在实验室电源上使用实际负载(电机控制器)对其进行了测试、测试正常。 然后、我在 使用高压电池(48V)供电的情况下对其进行了测试。 LM5060开始工作、但片刻之后、电池管理系统切断电路并重新连接。 遗憾的是、一个 MOSFET 无法承受、必须更换。

    我想我将在星期一使用电容 b / n 栅极和源极以及一个22uF 输入电容进行测试、以减少任何电压峰值。

    此致

    Patrick

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    您好、Rakesh、

    以下是我的测试结果。 我的设置:负载100k||1000uF。  我添加了一个22uF 的 b/g/n 输入电压和 GND。 B/n 栅极和源极我添加了2nF 电容。 电流峰值 从25A 降低到大约15A。

    此致

    Patrick

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    尊敬的 Patrick:

    感谢您提供额外的测试结果。
    您可以进一步增大栅极和源极之间的电容、看看它是否会提高到可接受的值。 如果您的应用不需要汽车级器件、我仍然建议您使用 LM5069。 有关 LM5069的背对背配置、请参阅 www.ti.com/.../snva683.pdf

    此致、
    Rakesh