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[参考译文] LM2731:同一设计为 LM2731XMF/NOPB 生成了不同的结果

Guru**** 633810 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS61040, TPS61085, TPS61087, TPS61023, TPS61170
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/929341/lm2731-different-results-produced-by-same-design-for-lm2731xmf-nopb

器件型号:LM2731
主题中讨论的其他器件:TPS61040TPS61085TPS61087TPS61023TPS61170

大家好、

我代表我们的客户发布此帖子、其中涉及 WEBENCH 设计在电路产品中的不同结果。

以下是客户的陈述:
今年(5月和8月)、在两个不同的日期在 webench 上运行了相同的设计。 8月的报告现在产生了更糟糕的结果。 控制器的 PD 从18mW 跃升至50mW、实现完全相同的设计! 效率从90%降至82%。 我们构建了该电路、其效率为~80%。 不是我们设计的目标。 发生什么事了? 控制器中 FET 的规格是否比 webench 中建模的规格差?  
这种差异的来源是什么?
是 webench 错误还是器件数据表中的错误?


以下是同一设计中客户的比较表:


另外、请参阅随附的此 pdf、以了解客户的两种相同设计:
e2e.ti.com/.../WBDesign-6.5V-50mA-82.4_2500_.pdfe2e.ti.com/.../WBDesign_5F00_6.5V_5F00_50mA_5F00_85C-_2800_1_2900_.pdf

如果您对客户有任何疑问、请告诉我。

谢谢、

Jonathan

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    您好、Jonathan、

    我将让 WEBENCH 团队来回答您的问题。

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    您好、Zack、  

    请注意、效率公式没有变化。 在发布此帖子后、MOSFET 参数已更新、原因是效率曲线存在差异  

    谢谢、此致、

    阿图尔

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    是否确定 MOSFET 参数误差如此严重? 我们所说的 IC 的功耗增加了270%、而我们所做的其他 webench 设计的功耗增加了300%

    这种差异的来源是什么?
    是 webench 错误还是器件数据表中的错误?

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    您好、Tom、

    请告知我们情况或分享您观察 到效率不匹配率为270%的设计。

    我们尝试将 Webench 效率与电路板数据进行匹配、但在轻负载条件下例外、不匹配+/-3%。  

    谢谢、此致、

    阿图尔

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    您好、Atul。 这令人沮丧。 我已经分享了设计报告并增加了差异

    下面的另一个屏幕截图显示了由 webench 在2020年5月1日和2020年8月5日生成的相同设计。 IC 功率耗散从18.412跃升至49.922 MW。 增长了270%!!

    我再次问、 您是否确定 MOSFET 参数误差如此严重?  

    这种差异的来源是什么?

    是 webench 错误还是器件数据表中的错误?

    由于此器件不符合我们的预期效率89%、您可以尽快提供具有不同 IC 的替代设计。

    错误是否如此严重?  这种差异的来源是什么?它是 webench 错误还是器件数据表中的错误?

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    您好、Atul

    您能否向我提供上次发布的更新?

    Thx

    Tom

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    您好、Tom、

    对延迟回复表示歉意。

    我们检查了设计、发现我们在中的某个时间更改了 MOSFET 参数(上升和下降时间)、这可能是由于效率发生了变化(看起来新的效率与电路板相匹配)。

    我们通常会微调 MOSFET 参数、例如上升时间、下降时间、这些参数很难计算、以便在不同的工作条件下使 WEBENCH 效率接近基准结果。 这反过来会影响 IC_PD、因为这是转换器器件。

    由于上升和下降时间的变化,开关损耗增加,其中包含术语(上升时间+下降时间)*Fsw,效率降低。 此外、这些值也使用迭代次数进行计算。

    由于该设计适用于轻负载、即使参数发生轻微变化、功率变化也会呈高百分比变化。 在本例中为18mW 至45mW。  

    我们观察到 TPS61040可在这种情况下提供更好的效率。我们将在咨询产品线后向您返回可使用的器件。  

    谢谢、此致、

    阿图尔

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    您好、Tom、

    您可以选择 TPS61085。

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    Zack、您好、非常感谢您提供的信息。 我们了解了 TPS61085并将其与 TPS61087进行了比较、因为 TPS61087的封装尺寸更小、并且空间受限。 我看到的唯一区别是电流额定值更大、为3.2A。 如果您发现此器件存在任何问题、请告诉我。

    我们还将了解5.5V 设计版本、相同规格(3.3V-3.7V 输入、50mA 输出、>90% eff、屏蔽 L、陶瓷 C Small FP)。 此控制器是否也适用于此低电压版本? webench 似乎推荐 LM2698MM-ADJ。

    另一个注意事项是、使用 TPS61170QDRVRQ1进行24V 设计时、另一个 webench 设计存在类似问题。 我们得到的不是效率达到87%、而是75%。 我包含了该报告供您参考。 我想知道的是、如果还有其他控制器 IC、包括这一个、可能还会使用错误的参数建模。 我们还在查看22V 版本、希望获得更高的效率 result.e2e.ti.com/.../WBDesign22-24V-50mA-85C-new-design.pdf

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    您好、Atul、

    感谢您对 MOSFET 参数的回复。 但是、您能否在下面澄清您的评论? 上升和下降时间的变化是否发生在数据表规格或输入到 webench 工具中的建模参数中?

    由于上升和下降时间的变化,开关损耗增加,其中包含术语 (上升时间+下降时间)*Fsw ,效率降低。 此外、这些值也使用迭代次数进行计算。

    谢谢、

    Tom

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    您好、Tom、

    数据表规格没有变化。

    数据表中未提供 RISE_TIME 和 FALL_TIME 规格。 这些是 WEBENCH 模型中用于计算内部 FET 开关损耗的参数、使用以下公式-

    FET 开关损耗= 0.5*Vin*Iout*(RISE_TIME + FALL_TIME)*FSW。

    我们查看了该产品的功率耗散模型、并意识到由于内部 FET 参数不正确、工作台数据存在显著误差。 我们在5月更正了模型–这将更新 Webench 模型。

    谢谢、此致、

    阿图尔

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    您好、Tom、

    TPS61087具有与 TPS61085相同的 IQ、Rdson。 您可以选择它。

    5.5V 设计版本的输出电压是多少? TPS61023是一个不错的选择、但其最大输出电压为5.5V。 我们建议您将输出电压设置为5.45V、以留出一些余量。

    3.对于 TPS61170的情况,请注意,为了准确测量效率,输入和输出电流应由 DMM 测量。 电源监控器编号通常不准确。 还应测量靠近 IC 输入和输出电容器的输入和输出电压、因为电缆通常具有压降。