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[参考译文] LMR16030:Webench BOM 陶瓷电容器尺寸和放大器;占空比控制

Guru**** 1561515 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5007, LMR16030
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/1318245/lmr16030-webench-bom-ceramic-cap-sizes-duty-cycle-control

器件型号:LMR16030
主题中讨论的其他器件:LM5007

您好!

为什么分析挑选最昂贵的陶瓷电容器(X7R 巨型1206)、并在 LMR 输入引脚上将它们加倍、使额定电压翻倍? 在电源连接器上放置一个良好的 MOV 可保护 LMR、从而不会使下游陶瓷电容器的电压/尺寸加倍。 与放置电解和100nF 旁路相比、ESR 值对输入电容器为何如此重要? 相对于零件选择尺寸和成本,webench 可能会使用调谐功能,以便更加 Froogle。

目前、我们有180uF 50V 径向电解电容器、用于24V 线性直流电源、为3个1.5MHz 开关供电、在 PWM 高压驱动期间、纹波小于20mV。 目的是将 LMR 降压48V 电池馈电连接至24V 3个1.5MHz 现有降压转换器、每个降压转换器在输入端都装有 LMR / 35V 陶瓷电容器将50V/1206/X7R 4.7µF 降至35V/0805/X7R 以节省4.7µF 空间。 不需要使每个器件上的电压加倍、否则根据经验、当电压额定值通常为所列器件的某些%时、制造商在测试中并不审慎。

我们能否提高 LMR 764KHz 频率仍然实现2.5A 峰值电流、从而降低 Webench BOM 器件成本/尺寸并降低电感器和输出电容?

奇怪的是、LM5007可轻松地将+36V 降压至+5V/1A、没有散热器焊盘底面。 为什么具有坚固散热焊盘底面的 LMR 不能更灵活地降压48V 至24V 电压和产生全3A 电流(如果需要)、可以根据电流需求动态地更改占空比以满足低电流或高电流需求? 很抱歉有点关键、但我习惯了半桥 NFETS 的 PWM 具有更直观的控制环路和更宽范围的占空比、可在需要时达到峰值电流需求。  

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    你好

    在大多数直流/直流转换器的输入端采用低阻抗输入电容器非常重要。

    陶瓷电容器具有低阻抗、输出至非常高的频率、优先用于高性能

    转换器。  由于许多陶瓷电容器具有很差的直流偏置降额、因此我们喜欢将尺寸和电压

    以帮助减轻这种影响。

    谢谢

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    陶瓷电容器具有低阻抗输出至非常高的频率

    只能是输出电容器的光栅、但这些是输入源电容器。 因此、一个 X5R 应该足以应对任何被斩波的输入纹波、即使是被高得多的 PWM 开关速度频率缓冲也是如此。  

    由于许多陶瓷电容器具有很差的直流偏置降额、因此我们喜欢将尺寸和电压

    以帮助减轻这种影响。

    [/报价]

    在电路设计中也存在过度电路板的问题。 也许对于航天飞行或 航空使用,所有的对抗措施都是合理的。  Webench 选择不同的器件列表显示了许多不同的输入电容器值100nF - 100µF、但均为高价格 X7R C 类型。 其中许多并未在 TDK 数据表规格中列出。 最近发生了针对一家供应商的价格欺诈诉讼。 然后 在中国制定的最终成本上限中增加进口关税。 国会没有采取任何措施来取消对美国电子产品制造商征收的不公平税收。

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    你好

    如前所述、在直流/直流转换器的输入端使用低阻抗电容器非常重要。

    外部组件的准确选择将由您决定。

    谢谢

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    上述数据表中提到、如果 LMR 的距离输入电压源仅有几英寸、则也使用电解电容器。 但是、当只有几厘米的4.7 100µF 但没有提到如 TINA 模型中所示的堆叠方式时、可以使电容加倍、并将输入阻抗一分为二。 同样、BOM 显示了所有 X7R 选择、当 X5R、特别是两个堆叠的器件应该绰绰有余、因为 X7R 没有获得任何相对于 X5R 陶瓷器件的速度优势。  

    关于二极管选择的另一点是、它比输入大25%。 看似具有过冲控制二极管阴极的 UVLO 恢复不应具有完整的输入电压、否则瞬态会烧毁下游稳压器等。 在这种情况下、我们希望二极管在 FB 环路关断时短路关断 PWM 驱动器、从而熔断保险丝或任何其他成本更低的计数器测量。 因此、当 MCU 3V3电源轨免短路时、降额二极管击穿电压可以提高开关效率和电路可靠性的成本优势因素。 因此、100V 肖特基并不比60V 更可靠、可能会在未来引发灾难。 比如对二极管击穿电压运行 Tina 仿真、从而观察瞬态 UVLO 恢复操作。

    8.2.2.6肖特基二极管选型二极管的击穿电压额定值最好比最大输入电压高25%。

    9电源建议:LMR16030可在4.3V 至60V 的输入电源电压范围内运行。该输入电源必须能够承受最大输入电流并保持稳定的电压。 输入电源轨的电阻应足够低、以使输入电流瞬态不会在 LMR16030电源电压上引起足够大的压降、从而避免造成错误的 UVLO 故障触发和系统复位。 如果输入电源距离 LMR16030超过几英寸、那么除了陶瓷输入电容器之外还可能需要额外的大容量电容。 大容量电容的容值并不重要、但一般选择47-μF 或100-μF 电解电容器。

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    你好

    在此输入上使用 ECAP 有助于防止过冲。

    在热插拔期间会发生过冲、因为共振  

    与输入线路中的电感之间的谐振。

    谢谢

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    选择的铝聚合物电解56µF 80V 最大 SMD 由于制造48V 电池阵列将距离输入连接器几英尺远。 然而、软启动(SS)需要300ms 才能使 LMR 启动并 降压到 DCM 电源、它绝不应过冲浪涌插入。 如果 Tina 显示3.6A 电流峰值、似乎似乎合理的 CCM 将在热插拔后的某个点发生、因此4.5A 肖特基二极管 SOD128在设计上是合理的。

    8.2.2.7输入电容器选择 LMR16030器件需要高频输入去耦电容器和一个大容量输入电容器、具体取决于应用。 高频去耦电容器的典型建议值为4.7 μF 至10 μF。 建议使用有足够额定电压的 X5R 或 X7R 类高品质陶瓷电容。 为补偿陶瓷电容的降额、建议电容额定电压为最大输入电压的两倍。 此外、LMR16030电路位于距离输入电压源约5cm 的范围内时需要一些大容量电容。 该电容用于阻尼由电缆或迹线的引线电感引起的电压尖峰。 在此设计中、使用了两个额定电压为100V 的2.2-μF、X7R 陶瓷电容器。 0.1 μF 进行高频滤波、并将其放置在尽可能靠近器件引脚的位置。

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    您好 Genatco、

    E-cap 具有较大的 ESR、有助于降低 CIN 和 L_parastic (长电缆)形成的高 Q 因子。  当 输入电压源有长电缆时、需要 添加 E-cap 以防止  谐振问题。 您还可以参考以下应用手册:

     https://www.ti.com/lit/an/snva538/snva538.pdf?ts = 1706681005894

    B、R

    科林

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    您好、Collin、

    原始 PCB 24V 输入采用每个降压转换开关1.5MHz 的180µF 电解电容器和3个4.7uF 50V 陶瓷电容器。 LMR 频率(760KHz)和 TINA 瞬态分析在宏中内置了某种开关式24V 直流电源。 所以、宏不是很好地研究输入阻抗、尽管过去在用欧姆示波器绘制运算放大器输出阻抗的图形中增加了这种方法。   

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    您好!

    您可以使用 pspice 进行研究、我认为它可能对解决您的问题有所帮助。

    B、R

    科林

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    同意、奇怪的是、Tina LMR 宏无法通过功率计产生正确的输入或输出负载。 输入功率峰值高于350瓦。 同样的电路分析能够很好地与 LM317KCB 配合使用。  

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    您好,先生

    是的、我认为 pspice 不能解决这样的问题。 或许您可以使用它重试。

    谢谢

    科林