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[参考译文] LM3150:最短关断时间

Guru**** 2493885 points
Other Parts Discussed in Thread: CSD18543Q3A, LM3150

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/712957/lm3150-minimum-off-time

器件型号:LM3150
主题中讨论的其他器件:CSD18543Q3A

您好!

在 LM3150数据表的"确定 Ron 和 FS"部分的9.2.2.3节中、它说额外增加了200ns 作为外部 MOSFET 开启/关闭延迟的余量。 如果我们使用导通/关断延迟低得多的 MOSFET、例如(CSD18543Q3A)、它指定了9/8ns 的导通/关断时间、我们可以使用(TOF-MIN + 10ns)而不是(TOF-MIN + 200ns)吗?

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    您好 Oliver、

    我建议保持200ns 的延迟、因为它不仅指 FET 导通/关断的压摆率、而且还考虑到与内部电路相关的延迟、包括 PWM 传播延迟等。。。。

    希望这对您有所帮助?

    David。
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    尊敬的 David:

    感谢快速响应、这很有帮助、我已经制作了一些 PCB、测得的 Toff 小于300ns、我没有测量或观察到任何问题。 当 Toff 太低时、我可以期待什么故障模式? 我认为自举电容器放电过大、因为充电时间较短、可能导致高侧 Vgs 过低、我已经检查过 PCB、但没有观察到这一点。

    负载电流和输出电容具有很大的电势范围、具体取决于连接到稳压器输出的另一个 PCB。 (30uF @<10mA、最高2.5mF @ 3.0A)。 这个输出范围要求导致了一个高(er)开关频率、从而降低了关断时间。

    非常感谢、

    Oliver

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    您好 Oliver、

    正确、较小的 Toff 时间可以减少 Cboot 的充电时间。  如果发生这种情况、您将会获得不稳定的开关行为。  另一个潜在问题是违反 Toff 最小时间时的负载和线路瞬态响应较差。  这是因为占空比已饱和、并且如果负载突然增加、或者 VIN 稍微进一步下降到一个较低的点、则不能进一步增加占空比。

    希望这对您有所帮助?

    David。

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    尊敬的 David:

    这是一个有用的信息、感谢您、我一直看到多个 PCB 上的稳压器(~33%)出现一些故障、有时会导致高侧 MOSFET 受损、而在选择反馈电阻器输出20.4V 时、其他时间会导致输出电压<3V。 我可以在下周提供原理图、如果这有所帮助、但现在我附上了 SS 引脚的示波器屏幕截图。 这是当器件输出<3V 但未使任一开关死后看到的典型波形。 查看数据表中的方框图、我认为如果触发了 VCC UVLO、热关断或 EN 引脚、则应出现此 SS 波形。 由于 EN 和 VCC 引脚测量的值正确、并且封装不接近热关断温度、因此在该特定的 PCB 上不应触发这些值。

    您是否知道导致此问题的任何其他原因? 如果有任何帮助,将不胜感激。 供参考:MOSFET 均为 TI CSD18543Q3A 器件。

    非常感谢、

    Oliver

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    您好 Oliver、

    短路保护也会拉入 SS 引脚。

    您能否发布原理图以及 PCB 布局?

    谢谢。

    David。
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    尊敬的 David:

    U5是一个在预设时未使用的电流 DAC、当被设定为零电流时、它的输出泄漏电流为+-1uA。

    顶部 PCB 布局:

    底部 PCB 布局:

    非常感谢、

    Oliver

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    感谢 Oliver 分享原理图、

    我认为布局可能与您的故障问题有关。  2层电路板比4层电路板更难实现、如果 PGND 未通过低阻抗路径连接回低侧 FET、则会导致 MOSFET 交叉传导。

    请参阅下面的建议楼层规划。  建议您将电路板固定好、然后重新测试。

    希望这对您有所帮助?

    David

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    尊敬的 David:

    感谢您的建议、我应该在最后一条消息中说过、PCB 实际上是一个10层电路板、为了方便起见、我只移除了内部平面/层。 使用内部接地平面从低侧 FET 到 PG 有一个非常紧密的回路、在 FET 接地端有8个过孔、在散热焊盘所在的位置有9个靠近 PGND 的过孔。 不过、我可以看到这是如何改进的、我会尝试一下。

    今天、我在跟踪问题方面取得了更多进展。 到目前为止、我测试过的稳压器行为不良的所有 PCB 似乎都与温度高度相关。 冷启动时、它们需要一段时间才能达到所需的输出电压(~10秒)。 使用冷冻喷雾冷却 LM3150、会导致输出电压下降并调节很差、直到器件返回到其"正常"工作温度。 在正常工作的 PCB 上、情况并非如此、无论工作温度如何、它们都能继续良好调节。

    我们生产的单个批次似乎具有这种温度依赖性、生产的其他两个批次均正常工作。 来自劣质 PCB 的 LM3150代码之一是79AX0U。 再次感谢大家对此提供的帮助。

    Oliver
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    您好 Oliver、

    有时、当客户发现很多问题时、他们认为问题在于我们的制造。 现实情况通常是、应用问题会揭示我们流程的变化、不幸的是、对于客户来说、问题不是我们保证的限制范围之外、而是应用程序不能在我们保证的限制范围内工作。

    如果喷嘴离封装太近并在引脚上喷涂、则使用冷冻喷雾器件会有点激进、这会导致湿气、并且根据电路板上的杂质、可能会由于实际应用中未实现明显的阻抗变化而引起问题。 鉴于上述情况、您有一些器件在工作、有些器件不工作、这很可能是由于现有设计出于某种原因微不足道?  

    有两项会导致输出电压失去调节。

    限制问题
    2.反馈问题

    SS 拉低的事实向我表明器件由于某种原因达到电流限值。



    问题可能是 HSF 和 LSF 的部分跨导? 一个快速修复/实验是在 HSF 栅极中放置一个10欧姆电阻器、以降低开关节点上的 dV/dt、并查看问题是否消失?

    希望这对您有所帮助?

    David。

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    尊敬的 David:

    抱歉、我没有尝试指尖、我更建议在组装期间或组装之前部件处理不当、和/或对于这种糟糕的批次来说、PCB 组装不佳。 我同意、这很可能是因为申请在器件的流程变化范围内无效。

    我刚刚检查了其中一个在低温下性能较差的器件的 SS 引脚、它现在不是拉低。 即使稳压性能非常差、它仍保持在~0.6V。 我将查看我是否可以减慢 HSF、并查看问题是否如您所建议的那样消失。

    非常感谢、
    Oliver
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    您好 Oliver、

    不必道歉,我并不是想推卸责任,只是通知:)。

    让我知道测试是如何进行的...

    谢谢。

    David。

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    尊敬的 David:

    我已经在 HSF 中添加了一个10欧姆电阻器、我还包括一个与电阻器并联的二极管、该电阻器将在下降沿正向偏置、以尝试避免两个 FET 在任一开关沿导通。

    随附的屏幕截图显示了这种修改后的两个 FET 栅极波形。 当温度发生变化时、PCB 的调节仍然很差。 我现在将保持模式不变、以排除交叉传导问题。 您建议您在哪里查看下一个? 我想、由于输出电容大且 ESR 低、反馈可能不稳定。 我可以尝试当前未安装的前馈网络吗?

    谢谢、

    Oliver

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    您好 Oliver、

    感谢您分享您的波形。 您能否放大 HSF 拉高并使 LSF GD 示波器捕获1V/div 的点?

    谢谢。

    David。

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    尊敬的 David:

    我已经放大到 HSF 栅极的上升沿:

    我在 LSF 探针接地方面做得更好、因此消除了一些振铃。 下面是 HSF 关闭 FYI 的屏幕截图:

    谢谢、

    Oliver

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    我还应该提到、上面的屏幕截图来自不同的 PCB、该 PCB 没有10欧姆栅极电阻器 mod 或二极管。 调制的 PCB 现在处于 SS 引脚拉低、因此不进行调节的模式。
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    您好 Oliver、



    您是否在每个 FET 的栅极和源极进行测量? 如果不是、请执行此操作。

    看看下降沿、看起来可能存在部分直通? 您能否在10欧姆之间放置一个二极管(例如 BAT54)。 FET 的阴极至 Lo 和阳极至栅极。 我们需要在 LSF GD 出现之前快速取下 HSF GD。 您能重新测量吗?


    谢谢。

    David。