[参考译文] LM76005：输入/输出电容、用于功率限制的长时间软启动

您好！

1.如果问题是需要多少输入电容、数据表建议在输入端使用2个额定电容为4.7uF 100V 的电容器。 请参阅数据表中的8.2.2.4。 这应该会满足您所需的输入电容规格、对您的设计来说不是问题、并且是 LM76005EVM 上的推荐元件。 如果 Webench 不适用于您的评估目的、我建议您 在产品文件夹https://www.ti.com/product/LM76005-Q1中使用 LM76005-Q1 PSPICE 未加密瞬态模型。如果这不符合您的评估需求、那么我建议订购 EVM、以便针对您所需的应用进行工作台评估。  

2、3. 对于这样大的输出电容、您可能希望实现与直流/直流降压转换器串联的负载开关、以便实施压摆率控制并管理浪涌电流。 请参阅应用手册的第3.3节。

此致、

吉米

我正在致力于将该设计引入 PSPICE for TI (其中包括模型)–不过、使用未加密的瞬态模型也很好、因为我以前无法找到它！

关于2、3： 可以说您建议在 降压转换器的输出端添加一个负载开关、来管理大容量电容的浪涌、而不是使用 LM76005的软启动功能来控制该电流、这是否正确？ 这可能适用于该应用。  可能是双向负载开关？ 对于+21VDC、TI 产品系列有什么建议吗？

编辑：意识到我可以在这里只使用一个低侧负载开关。 但建议问题仍然存在！

您好！

我担心软启动慢可能太长(0.5秒)、以至于器件认为存在短路故障情况。  

我建议在 EVM 上测试该情况、并调整  SS/TRK 软启动时间以降低来自大输出电容器的浪涌电流。

此致、

吉米  

我可以让 TI 员工通过任何方式为我进行测试或更好地验证这一点吗？我们现在的时间紧迫、如果此器件中存在未定义的行为、我希望 TI 可以在设备齐全的实验室中达到其目的。

我需要从 TI store 订购样片 EVM、该订购至少需要3 - 5个工作日。  

我可以在下周中之前提供结果。

这是否适合您的时间轴？

是的–那会很有帮助。 出于  价值考虑、我们 在当前的工作中*主要*使用 TI 组件–希望我们能够按顺序将这些组件提供给您。

通常、我们希望在启动时将功率限制在14W。 V_IN 预计为42-58V。 V_OUT 应为21V。 理想情况下、我们希望输出电容高达1mF、因此、为将功率限制在该水平或更低水平所需的任何软启动时间都将非常出色。 我也很想查看您的计算。

感谢您的更新、现在、我能够尽早进行此基准评估、这是下周电路板应该诞生的时候。

我会在它进入时随时向您提供最新的结果。  

非常感谢！ 我期待您的答复。

没问题。 现在就可以物流地获得 EVM。  

我有一个可能简化这一点的替代建议：您的团队是否愿意为我提供一个设计、以便在浪涌期间使用电流感应放大器(可能是 INA215？)来执行电流限制？ 运算放大器之间的差异？ 我们希望按照前面消息中的建议、将浪涌电流限制在一定范围内。 你怎么看？

在仿真中、LM76005 *不*像长软启动–我想我们会在实验练习中看到相同的行为。

您好！

您可以实现 应用手册 SNVA829中所示的 CC 电路。  尽管这是在输出端的 CC/CV 实现、但我认为感应电阻器、放大器和电压调节电路(VZ)也会应用于此处的输入端。  

我认为、除了使用 LM76005的内置软启动功能外、限制浪涌电流的主要方法是使用负载开关(请参阅应用手册 SLVA670)。

我的 建议是同时实施 LM76005软启动和负载开关、以尽可能降低浪涌电流。

此致、

吉米  

这些都是好的提示；但是、我在 TI 的产品系列中找不到合适的负载开关。 如果我能说服你们在这里做一些工作来提出一个可行的解决方案、那将会很有帮助。 我们对 LM76005感到非常激动、但如果我们对 第一版的解决方案没有信心、我们最终可能不得不改用其他供应商、其产品开箱即用。 此处、如果您能帮助我们解决设计工作问题、我们就能够更轻松地证明继续使用此器件的合理性。

您好！

我正在尝试咨询我们的内部电源设计服务团队、看看是否有任何推荐的系统级方法。

这可能取决于在输入端使用热插拔控制器、这通常用于限制浪涌电流。 但我想指出一个现有的 TI 参考设计。 请给我一些时间来收集有关此系统要求的更多信息并提供适当的解决方案。

此致、

吉米

我非常感激。 此时此刻,我们的时间非常紧。 您能不能给我一些关于您认为何时可能有答案的想法？

您好！
鉴于假日期间积压的工作出现延迟、对于无法提供基准数据表示歉意。 我刚刚收到一则信息、我的样片 EVM 订单已处理、但 EVM 仍未发货。  

或者、我能够结识我的一些高级团队成员、经进一步讨论、软启动电路没有最大限制、因为它只是一个流入电容器的简单电流源、可增大 VOUT 软启动计时器。  

数据表仅指定了 CSS 引脚上没有电容器时此器件的最小自由运行软启动时间和典型自由运行软启动时间、分别为3.5ms 和6.3ms。  

如果该器件的基准电压为1V、则简化软启动公式如下所示：

因此、对于500毫秒的 TSS 和软启动充电电流源2uA、CSS 计算为1uF。  

您应该能够在设计应用中使用具有 SS/TRK 功能的 LM76005。  

此致、

吉米

在使用提供的未加密 PSPICE 模型进行仿真时，1uF 的值确实会导致部件无法启动。 请在仿真中运行、如果您得到的结果与我不同、请告诉我。

以下是 设计的快速原理图(对于格式错误深表歉意–我已移出另一个原理图)：

参数如下：

您好！

最后、仿真正在运行、虽然它非常慢、因为我想看到整个600ms 的窗口。 这是缓慢的,但进展。 它会让您始终了解这方面的最新信息。  

同时、您能否帮助我了解您是如何得出0.203A 的 I_INRUSH (max)值的？ 您最初提到它是24W 功率限制、但我无法与它的计算方式建立连接。 要让21V 输出将浪涌保持在低于24W 的1mF 输出电容器中、峰值电流不会超过0.875A 吗？  

然后知道浪涌电流,我们可以重新排列公式( I_INRUSH = C dv/dt ),这样:

• dt = C * dv/(I_INRUSH)  ，请注意这是在空载条件下

此致、

吉米   

我在前面的主题中提到、 我们的  上电功率限制为14W (请参阅 此帖子)。 为了支持整个电压范围、在本例中、I_INRUSH (最大值)应为 P_max / V_max =(14/59)= 0.23728814A。 我不小心在上面的参数表中错误地键入了 I_INRUSH (max)、因此它是13W 而不是14W (13/59 = 0.203A)。

您好！

运行时间似乎很长、以至于仿真会输出 RPC 服务器错误代码。  

不过、如果我们放大输入电流(I_IN)、我们仍然能够观察预期结果。  

由于输出线性上升至输出电压、因此大型输出电容器需要恒定的浪涌电流。  

遗憾的是、此模型中没有数学测量函数来查找 I_IN 三角电流的几何平均值、但它确实高于您正在设计的0.237A 平均值。

在这种情况下、我认为最好使用具有功率限制功能的热插拔控制器 LM5069、以便对输入浪涌电流进行精确控制。  https://www.ti.com/product/LM5069

我建议创建一个专门用于 LM5069输入热插拔控制器的不同线程、以便合适的应用工程师能够解决您的设计问题、并且或许能够推荐比我提到的器件更新的器件。

一般想法是根据您的 I_INRUSH 要求0.237A 来配置 Rsns 电阻器。 这样、当启用 LM76005直流/直流且输出电压软启动使器件斜升时、您可以 更精确地限制输入端的浪涌、从而实现14W 的功率。 此外、我认为应选择热插拔控制器上的 C_TIMER 电容器、使其比直流/直流的软启动更长、以便适当地限制电流浪涌。  

此致、

吉米

我已经创建了一个 相关 主题(在此处提供链接)以深入探讨热插拔控制器主题。 您是否愿意与您的团队跟进并要求他们加快此申请？

您好！

热插拔控制器 是一个单独的业务产品线、相应的应用工程师应 在24小时响应时间范围内作出回复。  

我推荐它的原因是它应满足您的输入电压范围和功率限制特性要求。 TI 参考设计 TIDA-010070、其中 从 第2.4节开始详细介绍了如何设计受保护的直流母线输入电源系统。 将使用 LM76005代替参考设计中所述的 LM5164直流/直流。  

https://www.tij.co.jp/lit/ug/tidues3/tidues3.pdf

对于 LM5069的仿真、也适用于相应的产品线应用、 应提供所需的支持、帮助您仿真和验证特定器件的功率限制功能。  

此致、

吉米

谢谢、Jimmy。  热插拔控制器业务产品线团队似乎没有一起行动。 我从未联系过 FAE、他们的团队浪费了我大量的时间、推荐显然不适合我的应用的产品。 我会看看您的建议、但现在看起来越来越像我们需要将此项目迁移到 Analog Devices 上。

您好！

对于给您带来的不便、我们深表歉意。 我认为鉴于市场上"功率限制"的特性、LM5069将是最佳解决方案。

即使是作为一个深思熟虑的练习、也请让我们来看一看 TIDA 作为功率限制设计的参考。  

感谢您的耐心。

此致、

吉米