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[参考译文] LM43602-Q1:在低输入电压下运行

Guru**** 670830 points
Other Parts Discussed in Thread: LM43602-Q1, LM53602-Q1, LM43602, LM53603
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/659923/lm43602-q1-operation-at-low-input-voltage

器件型号:LM43602-Q1
主题中讨论的其他器件: LM53602-Q1LM43602LM53603

您好!

我想问一些有关 LM43602-Q1的问题。

  • 在不会进一步上升的6V 至6.5V 输入电压下、LM43602-Q1是否会根据与 LM53602-Q1不同的负载条件在 PWM/CCM 和 PWM/DCM 之间或 PWM/DCM 和 PFM/DCM 之间自动切换其开关模式?
    • LM53602-Q1将强制在 PWM 模式下运行、除非其输入电压曾经超过大约6.8V 的阈值
  • 开关模式变化的时序(PWM 中的 CCM 与 DCM 之间的关系以及 DCM 中的 PWM 与 PFM 之间的关系)是否由输入电压决定? 我想从数据表中可以看出、它完全取决于电感器电流。 我想确认一下。
  • LM43602-Q1的最小压降电压将是什么样子? 如果想法与 LM53602-Q1相同、我想高侧 MOSFET 的 RON 是一个主要因素。 您能否为我提供 LM43602-Q1高侧 MOSFET 的可能最大 RON? 它不会写入数据表。
  • 理论上、当 VOUT 为5V 时、达到 tOFF-MIN 限制的最小输入电压估计为5.71V。但是、 数据表的图12显示、当 IOUT = 1.5A 时、开关频率在 VIN = 6.0V 左右开始下降。我的估算值有什么问题?
    • 当满量程×= 500kHz 时、当它达到 tOFF 最小值时的占空比为87.5%(=(2 µs - 250ns (tOFF 最小值(最大值)))/(2 µs) 100%)。
    • 根据公式 D = VOUT/VIN、此处 VIN = VOUT/D =(5V)/(0.875)、可估算出该条件下的 VIN 为5.714V。
  • 在以下工作条件下、建议使用的外部组件值是多少?
    • FS = 500kHz、VIN = 5.5V 至14.5V、VOUT = 5V、IOUT = 0至1.5A
  • µF 它们位于数据表表表表2的第10列(fs = 500kHz、VOUT = 5V)、COUT 是否小于建议的100 μ F? µF COUT 小于100 μ F、会降低哪种性能?

此致、
横田新一

  • 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。
    我将尝试回答您的问题:

    •在不会进一步上升的6V 至6.5V 输入电压下、LM43602-Q1是否会根据与 LM53602-Q1不同的负载条件在 PWM/CCM 和 PWM/DCM 之间或 PWM/DCM 和 PFM/DCM 之间自动切换其开关模式? •LM53602-Q1将强制在 PWM 模式下运行、除非其输入电压曾经超过大约6.8V 的阈值
    ------ LM43602没有强制 PWM 模式。 如果输出电压为5V、在降低负载的情况下、运行模式应为 CCM/DCM/PFM。 LM43602可能无法在输入电压较低时进入 PFM 模式、电压大约为6V。

    •开关模式变化的时序(PWM 中的 CCM 与 DCM 之间的关系以及 DCM 中的 PWM 与 PFM 之间的关系)是否由输入电压决定? 我想从数据表中可以看出、它完全取决于电感器电流。 我想确认一下。
    ------ CCM 到 DCM 转换仅由电感器电流决定、当电流谷值达到零安培时、它将为 DCM。 到 FPM 的转换取决于 Vout 偏移。 当导通时间达到最小导通时间或内部 Vcomp 达到最小值时、DCM 运行的导通时间不能再减少、因此 Vout 将开始稍微上升、从而产生正偏移。 该小偏移触发 PFM。 但是、当 Vin 过低时、这种情况下的峰值电流可能太低、无法以正偏移为 Vout 充电。 这就是为什么我说它可能不会以低输入电压进入 PFM 模式的原因。

    •LM43602-Q1的最小压降电压将是什么样子? 如果想法与 LM53602-Q1相同、我想高侧 MOSFET 的 RON 是一个主要因素。 您能否为我提供 LM43602-Q1高侧 MOSFET 的可能最大 RON? 它不会写入数据表。
    ------ 最小压降不是受控参数。 最小关断时间和最小频率是受控参数。 最小频率约为开关频率的1/8。 有关不同条件下的最小压降电压、请参阅数据表曲线。 对于最大 Rdson、我将使用2*典型值作为估算值。

    •理论上、当 VOUT 为5V 时、达到 tOFF-MIN 限制的最小输入电压估计为5.71V。但是、 数据表的图12显示、当 IOUT = 1.5A 时、开关频率在 VIN = 6.0V 左右开始下降。我的估算值有什么问题?
    •当满量程×= 500kHz 时、当它达到 tOFF 最小值时的占空比为87.5%(=(2 µs - 250ns (tOFF 最小值(最大值)))/(2 µs) 100%)。
    •根据公式 D = VOUT/VIN、此处 VIN = VOUT/D =(5V)/(0.875)、可估算出该条件下的 VIN 为5.714V。
    ------ 方程式 D=Vout/Vin 仅在理想电路计算中适用、假设功率转换路径中没有损耗。 这在现实中是不正确的。 在1.5A 负载下、电路中存在损耗、并且必须增加占空比以补偿损耗。 这就是为什么在高负载条件下、电压在较高的 Vin 时开始下降的原因。

    •在以下工作条件下、建议使用的外部组件值是多少?
    •FS = 500kHz、VIN = 5.5V 至14.5V、VOUT = 5V、IOUT = 0至1.5A
    ------ 请参阅表或使用 Webench 计算。

    •µF 它们位于数据表表表表2的第10列(fs = 500kHz、VOUT = 5V)、COUT 是否小于建议的100 μ F? µF COUT 小于100 μ F、会降低哪种性能?
    ------ 环路可能具有较低的相位裕度和欠阻尼。 请使用 Webench 仿真检查所需的 Cout 值。 请注意、陶瓷电容器将随着偏置电压降额。 请在仿真或计算中使用降额后的值。

    -杨
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    Yang-San、您好!

    感谢您的快速反馈、请允许我再提出几个问题。

    [引用用户="YangZhang "]

    • 开关模式变化的时序(PWM 中的 CCM 与 DCM 之间的关系以及 DCM 中的 PWM 与 PFM 之间的关系)是否由输入电压决定? 我想从数据表中可以看出、它完全取决于电感器电流。 我想确认一下。

    ------ CCM 到 DCM 转换仅由电感器电流决定、当电流谷值达到零安培时、它将为 DCM。 到 FPM 的转换取决于 Vout 偏移。 当导通时间达到最小导通时间或内部 Vcomp 达到最小值时、DCM 运行的导通时间不能再减少、因此 Vout 将开始稍微上升、从而产生正偏移。 该小偏移触发 PFM。 但是、当 Vin 过低时、这种情况下的峰值电流可能太低、无法以正偏移为 Vout 充电。 这就是为什么我说它可能不会以低输入电压进入 PFM 模式的原因。

    [/报价]

    我想、在 VIN 较低的情况下、电感电流的正斜率会变得平缓、这也会导致 VOUT 缓慢上升、这不会触发立即模式更改为 PFM。 但是、我怀疑如果情况继续下去、VOUT 会逐渐上升、并且可能不是立即上升、但最终会触发模式变化。 我不确定需要多少个开关周期、但模式肯定最终会切换到 PFM。 正确吗?

    [引用用户="YangZhang "]

    • LM43602-Q1的最小压降电压将是什么样子? 如果想法与 LM53602-Q1相同、我想高侧 MOSFET 的 RON 是一个主要因素。 您能否为我提供 LM43602-Q1高侧 MOSFET 的可能最大 RON? 它不会写入数据表。

    ------ 最小压降不是受控参数。 最小关断时间和最小频率是受控参数。 最小频率约为开关频率的1/8。 有关不同条件下的最小压降电压、请参阅数据表曲线。 对于最大 Rdson、我将使用2*典型值作为估算值。

    [/报价]

    mΩ 可 mΩ LM53602-Q1的最大 RON 值(高侧为290 μ A、低侧为125 μ A)进行估算吗? 我认为、如果围绕开关 MOSFET (晶体管和布局)的芯片设计在 LM43602-Q1和 LM53602-Q1之间是相同的、这离现实还不远。

    此致、
    横田新一

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    我认为可以使用 LM53603 Rdson 作为估算值。 但 FET 设计不完全相同、它们是相似的。

    对于低 Vin PFM 转换、是的、当 Vin 较低时、偏移的累积需要时间、有多少个周期取决于运行条件。 但是、当 Vin 过低时、在某个点、峰值电流如此低、以至于正电荷在 Ls 关闭后的振铃期间由负电荷补偿。 由于最小 Vcomp、斜率补偿和过零比较器输出的不同器件之间的差异、这种行为将在不同的 Vin 电平下发生。 较低的频率和相对较低的电感会有所帮助。

    -杨