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[参考译文] LM5109A：保持 HB (自举电容器)充电的最小 PWM 频率

admin
Guru**** 2392905 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5109, LM5109A, UCC27712, LM5109B

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/650216/lm5109a-minimum-pwm-frequency-to-keep-hb-boot-capacitor-charged

器件型号：LM5109A
主题中讨论的其他器件：LM5109、 UCC27712、 LM5109B

大家好、我计划使用 LM5109A 来驱动几个低 Rdson MOSFET。  这两个 MOSFET 配置为通过汽车电压驱动电磁阀。  电磁阀制造商声称、200Hz PWM 频率应该能够驱动它。  13.8V 时的驱动电压、LM5109的 Vdd = 12V。  那么、HB 希望处于25.8V、对吧？

问题是、该器件是否适用于此类低频？  一个人可以使用的最低驱动频率是多少、并且仍然保证 Cboot 电容器(根据我的计算结果为1uF)仍能保持 HB 正常工作？

是否会在20kHz 时将栅极驱动器切换为仅为 Cboot 充电一位？  如果这是一个好主意(可能不是)、那么在寄生效应 允许栅极电压下降到足以让 MOSFET 关闭之前、您可以期望高侧 MOSFET 保持导通多长时间？

MOSFET 具有2欧姆的栅极电阻和25nC 的总栅极电荷。

栅极-源极泄漏电流为100nA (也许这是最后一个问题2的答案)。

谢谢！！

  • 0
    TI__Guru**** 2392905 points
    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。

    Doug、您好！

    感谢您关注 LM5109A 半桥驱动器。 我是 TI 高功率驱动器组的应用工程师、将致力于解决您的问题。

    对于低频运行和自举电容器的大小、您需要考虑您提供的驱动器 IC 偏置电流和栅极至源极泄漏电流。

    UCC27712数据表第9.2.2.2节是引导电容器选择的一个很好的参考最新数据表。 有一个用于计算总电荷的公式、其中包括 MOSFET 栅极电荷以及与静态电流和工作频率相关的电荷。

    Qtotal=Qg + IQBS/FSW。 在这种情况下、添加100na 栅极以向 IQBS 提供泄漏电流。  

    对于 LM5109、与 IQBS 相同的 IHB 最大值为0.2mA。

    Qtotal= 25nC + 0.2001mA/200Hz = 1025.5nC、因此偏置电流主导所需的电荷。

    对于 CBoot 计算、我们应该允许比 UCC27712数据表中保守的0.5V 准则更多的纹波。

    VDD 将为12V、引导二极管上的压降为0.7V、引导电容器在引导电容器充电期间将为11.3V。 HB UVLO 下降阈值最大值为7.1V-0.4V、即6.7V。  我们可以允许11.3V-6.7V 的最大纹波来确认最小 Cboot 值。

    Cboot=Qtotal/deltaVboot= 1025.5nC/4.6V= 0.23uF

    因此、建议的1uF 启动电容器将导致纹波电压0.23uF/1uF x 4.6V = 1.058V

    在此应用中、启动电容器上的200Hz 1V 纹波将导致高侧 MOSFET 的~10.3V 至11.3V 驱动幅值。 对于此应用、这应该是可以的。

    这不会考虑任何会增加电压纹波的栅源电阻器。

    希望这能解答您的问题。

    此致、

    Richard Herring

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    TI__Guru**** 2392905 points
    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。
    感谢你的帮助。 这使我能够满怀信心地向前迈进。 我使用的是 LM5109B、而不是 A

    现在、我想知道如何计算死区时间、因此我不会使用击穿烧毁我的 H 桥。 它是否简单如所示
    (tMONmax - tMONmin)+(tHPHLmax - tLPHLmin)？
    数据表似乎将这些值显示为无负载值、因此您还必须考虑栅极电阻和电容、不需要？

    再次感谢、

    道格
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    TI__Guru**** 2392905 points
    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。

    您好 Doug、

    我是一名支持高功率驱动器的应用工程师、与 Richard 一起工作。 Richard 是外出度假的、所以我将帮助回答这个问题。

    与规格 tMON 和 tMOFF 匹配的传播延迟考虑了器件在工作范围内传播延迟会出现的任何变化。 请参阅图1的左侧图像以及图7中的图、这两个图均位于 LM5109B 的数据表中。 此外、由于最小匹配为0ns (完美匹配)、因此表达式简化为仅最大匹配。

    正确的是、这些值是针对空载条件指定的。 为了准确计算死区时间、必须知道 MOSFET 的导通和关断时间、并将其添加到传播延迟匹配中。 这些时间是 MOSFET 电容、栅极电阻、驱动电压和驱动器电流限制的函数。 由于米勒平台效应的非线性电容、开关大 VDS 电压的 MOSFET 的导通和关断时间也会更长。 由于这些非线性电容、MOSFET 导通和关断时间的直接计算非常困难、不过某些方法可以提供合理的估算值。 多家 MOSFET 制造商发布了应用手册、介绍了如何估算这些时间。

    死区时间应至少与导通或关断时间之和以及匹配最大的传播延迟之和一样长、并为估算误差和 MOSFET 温度以及器件间差异提供保守的裕度。 死区时间最终可能需要在电路构建和测试后进行一些调整。

    此致、