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[参考译文] SM72295:SM72295:有关 SM72295实施和设计审查的更多问题

Guru**** 1630180 points
Other Parts Discussed in Thread: SM72295EVM, INA213, TIDA-00120, SM72295, CSD18502Q5B
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/673837/sm72295-sm72295-more-questions-about-sm72295-implementation-and-design-review

器件型号:SM72295
主题中讨论的其他器件: INA213TIDA-00120CSD18502Q5B

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  尊敬的 Jeff:

我无法访问原理图上的问题。 也许您可以通过其他方式发布它们。

您的时序图非常有用。 希望 TI 将其包含在72295数据表的未来版本中

我附上了我现在拥有的 LI 和 HI 信号的示波器截图。 从上到下... HIA、LIA、HIB、LIB。

顶部快照是50%占空比、底部是80%。

迹线中的振铃是由于示波器探头接地不理想、

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    Nicholas、您好!

    感谢您的更新。 看起来 HoA/HOB 不像180度分离、两相也没有完全交错。 我接下来在下面的屏幕截图中添加了原理图审阅。 我还将 SM72295EVM 放在工作台上、并验证了在不切换时仍存在 VDD 的粉末 VCC 不会影响器件。 在开关时、HB-HS UVLO 的 HO/LO 输出行为符合预期、由于阈值较低、HO 在 LO 前关闭。  正如我们所讨论的、我们可以创建一个新线程、也可以在这个线程中发布有关此应用的最小自举充电时间和死区时间输入 Jef 可行性的信息。  如果我们不发布新主题、我只需在24-48小时内回复此主题。

    谢谢、

    Jeff

     

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    谢谢、Jeff:

    >>看起来 HoA/HOB 不像180度分离,两相没有完全交错。 <<

    它们是,但仅在50% DC 时。 我使用的计时器不会让我更改信号的相位。 理想情况下、我希望将 HIB 和 LIB (较低的2条布线)的相位移为与 HIA 和 LIA 相位差180度。 这对于电路正常运行有多重要? 如果我使用2个单独的计时器而不是现在使用的计时器、我应该能够实现相移、但这需要重新制造电路板

    我们打算"设计"使用内部电流感应放大器的选项、但决定继续使用 INA213。 我们很可能会重新加入董事会并实施您的建议。

    顺便说一下、我今天早上创建了这个特定的主题。 我应该创建一个新的吗?
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    Nicholas、您好!

    很抱歉,我没有意识到这是新的主题,我们可以留在这个主题中。
    如果您需要电流感应放大器设计方面的支持、请随时联系我们。

    电流电路运行正常、但要注意电池纹波电流加热效应、这一点很重要。 因为交错点是为了减少纹波。

    对于死区时间-仍然建议不要对输入信号进行整形、如果确实要确保信号的形状不会过成形、从而不会尝试过长的死区时间。 Li DT 为150ns、HI DT 为60ns、仅为开关频率的3%、比上升/下降时间大5-10x。 通过查看 TIDA-00120、可以发现电路在 LI/HI 上具有相同的560/220pF、但未添加270欧姆、因此 RC 时间常数更低、死区时间也更短。 我已经联系了这个 TIDA 的设计人员、希望通过一个答案概述向您提供最新信息、重点是是否应该完成这个死区时间方法、以及270欧姆。

    为了给自举充电、您的另一个问题是否与 LO 的最短导通时间有关?
    或 HO 消耗 HB-HS UVLO 以下自举的最长导通时间或系统所需的 HB 纹波?

    谢谢、
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    谢谢、Jeff

    >>如果您需要电流感应放大器设计方面的支持,请随时联系<<

    布局经过优化、可使用 INA213、因此我们很可能会坚持使用它们。 它们还具有非常好的输入失调电压规格。

    >>对于死区时间-仍然建议不要对输入信号进行整形,如果您确实确保信号的形状不会过成形,不会尝试过大的死区时间。<<

    我们发现、从输入信号上移除电容器(C23 - C26)后、结果会好得多。 我认为、这些 RC 网络与我能够在互补信号之间引入的可编程死区时间相结合、对我们造成了伤害。 我仍然有一分钟的死区时间、在 HI 和 LI 之间产生大约100ns 的死区时间。 虽然我最初的死区时间问题显然是较低 MOSFET 上的直流过高问题(正如我们所讨论的)、这也会导致短路问题。 不过、我计划留在270欧姆电阻器中(R28 - R31)、因为这些电阻器可能有助于保持信号完整性/减少振铃。

    >>。 我已经联系了该 TIDA 的设计人员、希望通过一个答案概述向您提供最新信息、重点是是否应该执行此死区时间方法以及是否应该使用270欧姆电阻。<<

    看到他/她对这个问题的看法会很有趣。 由于我可以通过软件控制死区时间、这可能就足够了。 我希望我能够轻松地控制计时器通道之间的相位! 我在 ST 中对此有疑问。

    >>您的另一个问题是否与 LO 的最短导通时间有关,以便为自举充电?
    或 HO 消耗 HB-HS UVLO 以下自举的最长导通时间或系统所需的 HB 纹波?<<

    我在这里的主要问题是如何确定 LO 为自举电容器充电的最短导通时间。 (或者、要通过 另一种方法来查看、如何在通过 LO MOSFET 和电感器从 V_OUT 短接至 GND 之前确定 LO 的最大导通时间)我已经根据经验确定了这一点、但我想从理论角度更好地理解它。

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    Nicholas、您好!

    很抱歉耽误你的回答。
    与设计人员交谈后、使用 MSP430在两个边沿上生成死区时间似乎存在问题。 在该设计中、没有其他简单的方法可以获得所需的死区时间。 因此、我们依靠 RC 时间延迟和 SM72295的 Vth 来获得所需的死区时间。 因此、RC 值必须保持在原理图中指定的值。 任何额外的输入电阻都将产生额外的延迟、这将对电路的运行产生不利影响。 如果 uC 无法设置死区时间、则如果驱动 HI 和 LI 的器件具有偏斜的驱动强度(灌电流>拉电流)、则纯电容滤波器可能会起作用、因为死区时间取决于这些参数。

    实现最小 LO 导通时间–在线可用材料极少。 一般而言、开启 HO 所需的电荷(总栅极电荷)必须在最小 LO 开启时间内传递到 Cboot 中。 影响这一点的因素包括:
    1)1)自举二极管的速度、尤其是正向恢复时间。
    2) 2)限流电阻器 Rboot 的值(未使用)。
    3) 3)从 CVCC 到 Cboot 和返回(PCB 布局)的电流环路的电感、因为自举充电是高频率 过程。

    要找出这一点、第一步是确定保持 HO 导通和 HB-HS UVLO 关断所需的最小 Cboot。 Cboot =(Qg_total)/(V_HB-HS_UVLO)或0.47uF。 由于您的 FET csd18502q5b 的总栅极电荷为~82nC@12V、因此每次 MOSFET 导通时、该电荷都必须由 Cboot 提供。 在稳定状态下、这也是必须从 Cvcc 重新进入 Cboot 的电荷。

    您应该为 MOSFET 栅极充电至至少10V,因此我们假设这是 LO 打开时 Cboot 上的电压。 Cboot 上的电压变化为 Qg_tot/Cboot 或82nC/0.47uF 或0.174V ->我们需要至少将 Cboot 充电至10.174V 以再次打开 HO。 假设 dboot 上出现1V 压降、并且由于没有 Rboot、因此从12VCC 开始、大约有2V 电压可用于 Cboot 的初始充电。 使用12V 电源时、电容器从10V 充电至10.174V 所需的时间量可通过电容器两端电压随时间变化的公式来计算:
    Vcap = Vsupply +(Vo–Vsupply) e^-t/Rboot*C_boot
    求解 t 得出:
    t=- Rboot*C_boot*ln (Vcap-Vsupply/(Vo-Vsupply)
    其中 Vo=10V、VCAP=10.174V、Vsupply=12V、Rboot=1 (简单)和 Cboot=0.47uF

    此公式可得出~43ns、以便通过时间常数为0.47us 的12V 电源在10V 至10.174V 范围内为 Cboot 充电
    注意:Cboot 越小、再充电所需的时间就越长、这是不直观的、因为电容器越小、电容器向 FET 放电的速度就越快、因此电压也就越快。

    您需要考虑的主要因素是功率级需要什么占空比才能提供所需的输入/输出转换比。 这将为您设置 Dmin。 让您确保可以在可用时间内补充 Cboot。

    请告诉我这是否能解答您的问题。
    谢谢、
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    Nicholas、您好!

    只需检查一下您是否对 SM72295有任何其他问题或疑虑?

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    谢谢!