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[参考译文] LM5106:开关不稳定、导致 MOSFET 损坏

Guru**** 2391355 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5106

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/722620/lm5106-erratic-switching-killing-mosfets

器件型号:LM5106

您好!

在48V 三相电机应用中使用 LM5106SD 时遇到严重问题。 在非常罕见的情况下、其中一个 H 桥被打死。 我已经跟踪到 LM5106似乎同时导通 H 和 L MOSFET 的情况。 此事件的必要条件为:

- HS 电压必须大于 VCC + 0.5V

- EN =低电平、IN =低电平

-自举电容器必须完全放电

在这种情况下(HS 电压= 10.5V)、浮动 H 侧驱动器的行为似乎是不稳定的。 以下屏幕截图显示了 EN =低电平->高电平(蓝色= HS 电压、黄色= HO 电压、紫色= HO - HS)时发生的情况。 您可以看到、H 侧 MOSFET 短暂导通。

下图显示了 HS 电压= 10.0V 时的相同情况、行为符合预期。

以下屏幕截图显示了实现的电路:

  • 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 Frank、

    我是 TI 的一名应用工程师、为该器件提供支持、我将努力帮助您解决问题。

    感谢您提供所关注的 HO 输出脉冲的波形图、有趣的是它对 VDD 电压的轻微变化很敏感。

    从所示的图中、我无法确定导致这种行为的原因是什么。 我有一些问题要问。

    原理图显示了12V 时的 VDD、但在示波器图中提到、当 HS 大于 VCC +0.5V 时会出现问题。 VCC 是动力总成(或 VBus)的输入电压吗? 或 VDD 是否低于12V。 请确认 VDD 电压电平。

    复制的条件为 EN 低电平、处于低电平、BOOT 电容器必须完全放电。 然后序列是从低电平到高电平的 EN。 假设 IN 仍为低电平、请确认 IN 是否仍为低电平。

    如果在图的开头部分、EN 为低电平、两个栅极驱动输出都应为低电平、那么我不知道当时 HS 为何为高电平。

    您能否记录具有一些额外信号的意外 HO 脉冲的上述序列图?

    请提供一些显示以下内容的附加图:图1) EN、IN、HO、HS、图2) EN、 HO、LO、HS 和图3) EN、HO、HS、HB。

    我想查看使能、低侧 FET 导通、HB 偏置导通和 HO 行为的事件。

    此致

    Richard Herring

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    您好 Richard、

    感谢您的快速响应!

    VDD 轻微变化:当然,它几乎是数字的。 在<10V 时不存在、在10.0V 和10.5V 之间间歇性存在、在10.5V 以上始终存在。

    - VDD:尽管电路图中显示了12V 电压、但它仍为10V、很抱歉造成了混淆。 实际上、我的意思是 VCC (10V)、而不是 VBUS (48V)、听起来很奇怪。

    要复制的条件:是的、序列为 EN=LOW、IN=LOW、然后等待几秒钟(放电自举)、然后向 HS 施加大于 VCC 的电压(通过实验室电源和4k7电阻器完成、以模拟电机 BEMF)、然后在保持 IN=LOW 的同时、EN=HIGH。

    - HS 为高电平、因为我将如所述向 HS 施加外部电压。 在应用中、外部旋转的电机使用反电动势来实现这一目的。 我们首先注意到、当在电机旋转时启用功率级时、功率级会受损、然后再跟踪到这种奇怪的 LM5106行为。

    以下是所请求的图。 很明显、可以看到驱动器同时打开两个 MOSFET (!)。

    1) A = EN / B = IN /黄色= HO /蓝色= HS

    2) A = EN / B = LO /黄色= HO /蓝色= HS

    3) A = EN / B = HB /黄色= HO /蓝色= HS

    谢谢

    弗兰克

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    您好 Richard、

    我可能对问题有一定的线索。 添加一个与自举充电二极管 D401串联的1欧姆电阻似乎可以解决该问题。 当 LM5106在 HS 节点处出现高 dV/dt 时、它的高侧电平转换器是否可能存在问题? 这与问题仅在 V (HS)> VCC 时出现这一事实有何关系?

    谢谢
    弗兰克
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    您好 Frank、

    感谢您提供有关添加自举二极管电阻的图和后续注释。 有趣的是、添加自举二极管电阻将是我的初始建议、但希望在前面看到图。

    尽管电压电平并不十分相关、但如果 HS 低于 VDD、则有一条通过体二极管的路径可为 HB-HS 充电、该路径略高于零。 我不确定在您的情况下、HB-HS 上是否有轻微的电荷、而 HO 没有小脉冲。

    添加与自举二极管串联的电阻会略微减慢 HB-HS 上升速度、这将为 HO 初始化至默认关闭状态提供更多时间。

    我建议查看 HB 启动时间、并将自举二极管电阻增加到2-3欧姆以获得裕量。

    请通过选择绿色按钮确认这是否解决了您的问题。

    此致

    Richard Herring