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[参考译文] TPS92640：参考设计值和计算值不匹配

admin
Guru**** 2493565 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS92640, TPS92641, LM4040

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/697477/tps92640-reference-design-values-and-calculated-values-do-not-match

器件型号：TPS92640
主题中讨论的其他器件： TPS92641、 LM4040

您好！

在我之前的一篇文章中、Irwin 曾建议我将 TPS92640或 TPS92641器件用于尝试构建的10A 驱动器。 这是一个很好的建议、因为该部件似乎符合我的所有规格。 我查看的是使用 TPS92641的20A 参考设计、我在数据表中将此值插入到设计计算中、这些值看起来不匹配。

例如、Con = 330p 时、计算出的 Ron 值为25.25k。 但是、选择的值为18.2k。 即使标准1%容差值存在很大差异、也是如此。 当 RVout2为100k 时、RVout1计算为104k、但选择了150k 电阻器。 此外、本设计中选择的电感器为1uH/30A、这相当于电感器电流的峰峰值摆幅接近11A。 是这样吗？ 我是否需要参考其他计算器？

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    TI__Guru**** 2493565 points
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    您好！

    计算器应该可以。 我会使用这些值来计算您希望电路板的工作方式。 请注意、Vout 电阻器也是开关频率计算的一部分。

    在12V 输入和3V 输出的情况下、我计算出300KHz 时的峰值电流为7.5 Apkpk。 仅使用 V = L*di/dt。
  • 0
    TI__Guru**** 2493565 points
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    谢谢。 到目前为止、这里是我拥有的值：

    Rvout1   11.6K
    Rvout2   10K
    Con   1nF
    Ron   4.22K
    RCS   25mR
    L   33 μ H
    Cout   100nF
    Cin   47 μ H
    Rugim1   100K
    RUDIM2   14.7K
    Rudim3   17.8K
    MOSFET   FDMS86183

    规格如下：

    VIN-最小值   11.1
    输入电压(标称值) 24.
    输入电压(最大值) 75
    VLED 5.2.
    ILED 10.
    Fsw 500kHz
    VCS 0.2V
    ΔIled μ V-pp 0.2A
    ΔVin -pp 1.5
    10V 导通电压
    Vhys 5V
    η(μ A)   0.85
    LED 数量1.

    我计算出 MOSFET PD 约为1.5W、导通损耗约为4.5W。 如果我降低频率、我将需要一个更大的电感器、而具有较高电流值的电感器非常昂贵。 同时、我希望尽可能减小纹波电流。

    此设计是否起作用？

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    TI__Guru**** 2493565 points
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    看起来我把一些单元弄乱了。 它们又是：

    Rvout111.6K
    Rvout210K
    Con1nF
    Ron4.22K
    RCS为25mR (我计划并联4 x 100mR 1W、因为我有一组)。
    L33 μ H
    Cout100nF
    Cin47 μ F
    Rugim1100K
    RUDIM214.7K
    Rudim317.8K
    MOSFETFDMS86183

    最小输入电压11.1V
    输入电压(标称值) 24V
    输入电压(最大值) 75V
    VLED 5.2V
    ILED 10A
    Fsw 500kHz
    VCS 0.2V
    ΔIled μ V-pp 0.2A
    ΔVin μ V-pp 1.5V
    10V 导通电压
    Vhys 5V
    η(μ A)0.85
    LED 数量1.
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    TI__Guru**** 2493565 points
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    您好！

    Rvout1 11.6K
    Rvout2 10K
    Con 1nF
    Ron 4.22K
    RCS 为25mR (我计划并联4 x 100mR 1W、因为我有一组)。
    L 33 μ H
    Cout 100nF
    Cin 47 μ F
    Rugim1 100K
    RUDIM2 14.7K
    Rudim3 17.8K
    MOSFET FDMS86183

    最小输入电压11.1V
    输入电压(标称值) 24V
    输入电压(最大值) 75V
    VLED 5.2V
    ILED 10A
    Fsw 500kHz、我得到511KHz、4.32K 时的 Ron 提供500KHz
    VCS 0.2V、如果 RCS 为25 m Ω、电流将为8A、如果 Viadj 为2.0伏、如果 RCS 为高电平、则电流将接近10A、2.54V/10=0.254V
    ΔIled -pp 0.2A、我在标称输入端得到0.254A
    ΔVin μ V-pp 1.5V、我在低输入电压下得到大约0.2V 峰峰值、请注意、这是一个理想电容器、由于纹波电流、您不想使用一个电解电容器或一个陶瓷电容器
    Vturn on 10V、我得到9.956V
    Vhys 5V、我在4.94V 时关闭、我会降低迟滞、因为您不希望它在10V 至9V 或10V 至8V 的低电压下运行、具体取决于输入纹波的外观。
    η(μ A) 0.85
    LED 数量1.

    在100%的占空比下、我会得到大约3瓦的导通损耗、这意味着它将在两个 MOSFET 之间分摊、50%的占空比将具有1.5W 的导通损耗(这是在高温和7-8V 栅极驱动下)。  在开关损耗下、输入电压为75V 时、输入电压为2.7瓦、输入电压为24V 时、输出功率为0.85W、这是每个 MOSFET 的功率、没有栅极电阻器。  我不包含 Rgate、但在计算中使用了最坏情况下的栅极电阻。

    1) 1) I 将减少 UVLO 迟滞。

    2) 2) 如果 Viadj 为高电平、则输出大约为10A、在 Viadj 2.0时为8A。

    3) 3) MOSFET 将需要良好的散热来耗散这么大的功率。

    4) 4)在75伏输入、5.2伏输出和500 KHz 下、最短导通时间将小于 TPS92640规格、这意味着它将跳过脉冲。

    此致、

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    TI__Guru**** 2493565 points
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    [引用用户="Irwin Nederbragt"] fsw 500kHz，我得到511KHz，4.32K 时的 Ron 得到500KHz [/引用]

    当然。 我将对其进行更新。

    [引用 user="Irwin Nederbragt"] VCS 0.2V，如果 RCS 为25 m，电流将为8A；如果 Viadj 为2.0伏特，则它将接近10A，2.54V/10=0.254V[/引用]

    我计划在这里使用2.5V 电压基准进行模拟调光。 因此、是的、它将闭合至10A。

    [引用 user="Irwin Nederbragt"] MOSFET 需要良好的散热以耗散这么多的功率。

    是的、我当时在思考这个问题。 如果没有板载散热器、我本来可以做的、我希望使用铜平面本身来进行散热。

    [引用 user="Irwin Nederbragt"]在75伏输入电压、5.2伏输出电压和500 KHz 时，最短导通时间将小于 TPS92640 规格，这意味着它将跳过脉冲。[/quot]

    您是如何计算吨和吨的？

    再次感谢您对此提供的所有帮助。 我真的很感谢。

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    TI__Guru**** 2493565 points
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    您好！

    占空比为(Vout+VCS)/Vin = 0.072

    TON 将为 dutycycle*1/fsw = 144nS

    在本例中，TOFF 将仅为(1个多周期)*1/Fsw = 1.86us。

    此致、

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    TI__Guru**** 2493565 points
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    谢谢你。

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    TI__Guru**** 2493565 points
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    [引用 user="Irwin Nederbragt"]Vhys 5V、我会在4.94V 时关闭、我会降低迟滞、因为您不希望它在10V 至9V 或10V 至8V 的低电压下运行、具体取决于输入纹波的外观。
    效率(η) 0.85[/报价]

    大家好、您是说将计算的 Vhys 值降低到2V 还是将其提高到大约10V？

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    TI__Guru**** 2493565 points
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    您好！

    减少迟滞的最简单方法是使 Rudim3为零欧姆。  导通阈值为9.956V、关断阈值为7.856V。  它将在大约10V 的输入下打开、在大约7.85V 的电压下关闭。  如果需要、可以通过降低电阻分压器值 Rudim1和 Rudim2来降低迟滞。

    此致、

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    TI__Guru**** 2493565 points
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    您好！

    谢谢。 数据表建议在使用 PWM 调光时使用 Rudim3。 这些是我计算得出的值：Rudim1 = 51k、Rudim2 = 7.5K、Rudim3 = 11.8K。 这导致 Vhys 为3V。 这些值是否合适？
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    TI__Guru**** 2493565 points
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    您好！

    是的、这应该可以。

    此致、

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    TI__Guru**** 2493565 points
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    我感谢在这方面提供的所有援助。 谢谢你。
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    TI__Guru**** 2493565 points
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    您好、Irwin、

    我能够将其组合在一起并进行一些测试、但它似乎无法正常工作。 驱动器输出的是28A、而不是设计的10A。 我在这里附上了原理图、这里列出了规格和 BOM。 我不确定是什么问题。

    有关原理图的几个注意事项：

    1. C2、C3、C4、C5、C8和 C9只是占位符、实际上并未组装。 CIN1和 CIN2为100uF。
    2. R6和 R7也是如此、其中仅填充 R6、而 Cout1、2、3和4仅填充 Cout1。
    3. 不确定是否需要栅极电阻器、因此我选择在这里放置0r 电阻器。
    4. IADJ 引脚上有一个 LM4040 5V 基准电压降压至0-2.5V、用于模拟输出电流控制。

    规格：

    • 最小输入电压11.1V
    • 输入电压(标称值) 24V
    • 输入电压(最大值) 60V
    • VLED 5.2V
    • ILED 10A
    • Fsw 500kHz
    • VCS 0.2V
    • ΔIled -pp =ΔIL -pp 0.2V
    • ΔVin μ V-pp 1.5V
    • 10V 导通电压
    • Vhys 3V
    • η(μ A) 0.85
    • LED 数量1.

     

    BOM：

    • Rvout1 11.5K
    • Rvout2 10K
    • Ron 4.3K
    • RCS 25mR (100mR x 4并联)
    • L 33 μ H
    • Rugim1 51k
    • Rudim2 7.5K
    • Rudim3 11.8K
    • 1.5R 射频
    • MOSFET TK22A10N1
    • Cout 100nF
    • Cin 47 μ F
    • Con 1nF
    • Ccomp 470nF
    • Cvcc 2.2uF
    • Cboot 470nF
    • Cvref 100nF
    • D1 BAS316
    • D2 FERD20S100SH

    e2e.ti.com/.../PWM_5F00_CC_5F00_laserdriver_5F00_v9_2D00_alt.pdf

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    TI__Guru**** 2493565 points
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    您好！

    您能否查看一些信号、例如 CS、Comp、Vout、Iout、Vin？
    您能否验证电流感应电阻器是否实际为0.025欧姆 X 4？
    您能否验证电流测量是否准确(可以在实验室电源短路的情况下进行检查、看看它是否与它的输出结果匹配)？
    Viadj 需要2.5V 才能获得10A 电流、因此0.2只能提供8A 电流。 另请查看 Viadj。
    如果 Viadj 上有电位计、则在降低电位计电阻时输出电流是否会变化？
    您能否检查以确保 MOSFET 正确连接、左侧引脚是栅极、中间是漏极、右侧是源极？
    当输出为28A 时、输入电压是多少(测量值)？

    此致、
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    您好！

    我可以立即回答其中的一些问题。 我将返回您建议的引脚上的信号答案。 我先前未提及的另一点是。 顶部两个 MOSFET 上的散热器似乎变得很热、而下部 MOSFET 上的散热器则是石头一样冷。 这可能表明根本没有打开较低的开关？  

    您能否验证电流感应电阻器是否实际为0.025欧姆 X 4？ 这些实际上是100mR x 4并联的。 我没有毫欧表、因此我不确定如何测量这些值。

    您能否验证电流测量是否准确(可以在实验室电源短路的情况下进行检查、看看它是否与它的输出结果匹配)？ -这是使用钳表完成的。 电源是24V 15A 砖型。  

    Viadj 需要2.5V 才能获得10A 电流、因此0.2只能提供8A 电流。 另请查看 Viadj。 -在连接负载之前，我使用电位器将其设置为2.5V。  

    如果 Viadj 上有电位计、则在降低电位计电阻时输出电流是否会变化？ 不，不是。  

    您能否检查以确保 MOSFET 正确连接、左侧引脚是栅极、中间是漏极、右侧是源极？ -是的，连接正确。 实际上、这是我检查的第一件事。  

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    TI__Guru**** 2493565 points
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    一些其他测量值：

    CS - 960mV
    COMP - 1.64V
    当 Iout 为28A 时、VIN 降至17.2V
    输出电压为5.5V
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    TI__Guru**** 2493565 points
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    您好！

    抱歉、我指的是0.100欧姆 X4、只是使用了错误的数字。

    好的、如果电位计不改变电流、并且 CS 为0.960伏、则说明有问题。  您能否检查它是否甚至是开关状态？  它可能会达到电流上限并进行循环、但我想您会发现它只是尝试开启而不是调节、这将解释顶部 MOSFET 是热的、底部 不是热的原因。  如果高于正常状态、CS 应为0.25伏。  我会检查几件事情、RT、上栅极(由于它是浮动的、这有点困难)、看看它是否几乎始终开启。  对于这么高的 CS 而言、COMP 似乎很低、这使我感到上 MOSFET 损坏或以某种方式连接、当它们不应该被打开时、它们可以打开、 我认为我没有原理图、但要确保栅极连接到正确的引脚。

    此致、

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    TI__Guru**** 2493565 points
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    您好！

    很抱歉耽误您的回答。 我将尝试您建议的一些故障排除方法。