[参考译文] LM3481：MOSFET 加热

尊敬的 Noel：

不确定我是否了解了所有的详细信息-让我总结一下

-空载时出现问题

-您在使用1A 测试后观察到它-这不是无负载

- 所以这个问题是在任何负载条件下有较高的电压。

-在较低电压下运行是可以的-与负载情况无关

输出电压是否仍然稳定？

您能否测量 MOSFET 的开关节点和栅极信号并在此处共享它？

注意：即使在现在负载时、控制器和 MOSFET 开关也会有一些电流消耗。

此致、

 斯特凡

这是在空载条件下发生的(MOSFET 上升到100度、 c)

2.我们在负载条件下损坏了 MOSFET 后观察到它。 但也在空载期间出现、

这会在负载和无负载条件下发生。 很抱歉让你困惑。
可以在较低电压且无负载的情况下正常运行。 未观察到发热。 但在空载和更高电压下、它以100度的温度燃烧。 C

4.是的,输出调节(线路和负载调节)是惊人的。 在24V 下非常稳定。

5.我目前没有设置。 我会尽快分享一张照片。

6.即使在空载情况下、它也会消耗200mA？ Im 假设在无负载和输入电压较高时消耗非常高。
较低的输入电压和空载不会消耗很多(在10mA 周围)

尊敬的 Noel：

没错、如果200mA @ 25V 在 MOSFET 上烧坏、这将为大部分 MOSFET 带来5W 的功率。

再次检查您正在使用的 MOSFET：在 SEPIC 上、MOSFET 查看输入和输出电压之和+~ 55V

所用  CSD18511Q5AT 的额定电压为40V。。。

如果选择其他 MSOFET、则在至少为20%的情况下考虑70V 或更高的裕度。

此致、

 斯特凡

还不错。 进行了更改。

将电流 MOSFET 替换为 V_DS=80V 和 I_D=200A MOSFET。  

无负载：在无负载且电压较高的情况下、MOSFET 不再发热。

带载：在负载为1A 且最大 Vin (29.6V)时、MOSFET 升温至大约109°C

尊敬的 Noel：

输出电压是否仍然稳定？

您能否测量 MOSFET 的开关节点和栅极信号并在此处共享它？

此致、

 斯特凡

是的、输出电压仍然稳定。  



黄色的波形表示开关节点、绿色的波形表示 MOSFET 栅极信号。

尊敬的 Noel：
请为此测量添加条件：

• 输入电压  
• 输出电压
• 负载电流

此致、

 斯特凡

输入：VIN_MIN=21V VIN_max=29.6V
输出：Vout= 24V Iout=1A

尊敬的 Noel：

该波形看起来确实是处于 DCM 模式、这种情况对于您在上面所示的设置来说应该不是这样。

某些设置似乎与您的硬件设置不匹配。

您可以将功率状态设计器  

功率级设计器设计工具| TI.com

以进一步评估硬件并对照预期的信号(在功率级设计器中显示)交叉检查硬件上的信号

此致、

 斯特凡

Stefan、您好、

很抱歉响应延迟时间太长。  



您可以看到、输出处于稳压状态、但 MOSFET 仍处于关断状态、栅极端子上没有电压。 在这种情况下如何实现调节？  
我假设 MOSFET 的体二极管导通负载电流、从而导通发热。 我不明白这为什么会在 DCM 模式下工作。  再次在私人聊天中与您分享 Gerber 和 Schematic。 请检查、如果有任何错误、请告诉我。

谢谢。此

尊敬的 Noel：

我不确定需要阅读图片中所示信息的内容和方式。

您能否添加一些详细信息？

(MOSFET 的体二极管不应导通、并且在未进行开关的情况下、SEPIC 上不会有输出电压。)

此致、  

 斯特凡

您好！

因此、图像中显示的示波器读数是具有.r.t 接地的栅极电压。 DR 引脚不提供任何电压(300mV 范围)、这意味着 MOSFET 本身已关断、我甚至检查 VDS 处的电压以确认 MOSFET 已关断。 然而此调节正在针对所需电压范围(我所需的21V 至29.6V 输入)在输出上实现。

添加0.1A 的输出负载后、MOSFET 开始发热至接近100°C、如后文中所述。 在这种情况下,调节仍然实现,但我无法达到1A 的负载(这是我的要求),因为在负载上的 MOSFET 加热水平疯狂的。 我真的无法理解为什么会发生这种情况。

请查看提供的信息并提出可行的解决方案。

谢谢。此

尊敬的 Noel：

非常感谢您的详细信息。

但我只需重复我之前的陈述：如果 MOSFET 未进行开关、则不会有任何输出电压。 这里没有直流路径。

因此、测量结果可能会为您造成损坏或其他损坏、电流还有另一条路径流动。

您能否检查测量值和电路？

此致、

 斯特凡

您好、Stefan、

我将功率级设计器的结果附加到我们的私聊中。 请看一下、如果一切正常、请告诉我。


我们仍然面临 MOSFET 过热的问题。  

尊敬的 Noel：

斯特凡在接下来的两天不在办公室,所以他会回复你的私人信息,一旦他回来。

感谢您的耐心。

Br、

哈龙

好的、谢谢你让我知道！
将等待

尊敬的 Noel：

遗憾的是、功率级设计器不支持对 SEPIC 拓扑进行补偿。 因此结果不同。

我现在不能肯定你身边目前的情况：

您是否仍能看到 MOSFET 在不进行开关的情况下发热？ 或者它现在是否改变了。

此致、

 斯特凡

这一情况已经发生了变化。 MOSFET 在负载上开关良好。 但仍发热到疯狂的量(几乎95-100 deg。 c)

流过感应电阻器的电流也是正确的。

我们目前使用的是一个80V MOSFET、  

我们可以对加热做些什么？ 您对此有什么解决建议吗？

此外、Imanh 计算了耦合电感器值(如中所述)、 AN-1484设计 SEPIC 转换器(修订版 E) )、电源电压为520kHz、输入电压为29V、负载为1A 时需要。 对于我的系统、该值最终为24.8uH、但为耦合电感器输入相同的值、得出该值为48uH。 那么、我应该使用哪个值呢？ 这  对我来说有点令人困惑。  

尊敬的 Noel：

因此、如果 MOSFET 发热高达95度、则温差为~ 70度

假设您的 AON6144和数据表索引 A 中给出的安装区域、则功率损耗约为1.75W

请检查这是否与此处所示的数学运算匹配：
https://www.ti.com/seclit/ml/slup270/slup270.pdf (MOSFET 选择部分)

此致、

 斯特凡

目前使用的 MOSFET 是 Vishay  SIR104LDP-T1-RE3。  

FSW=520kHz
Io (最大值)=1A
电压= 24V
VIN = 21V 至29.4V

根据我的计算 、功率耗散远低于1W

Unknown 说：

此外、我手计算了耦合电感值(如 AN-1484设计 SEPIC 转换器(修订版 E) )、电源电压为520kHz、输入电压为29V、负载为1A 时需要。 对于我的系统、该值最终为24.8uH、但为耦合电感器输入相同的值、得出该值为48uH。 那么、我应该使用哪个值呢？ 这  对我来说有点令人困惑。  [/报价]

我很感激你能给我一个建议,我应该做什么解决这个问题,我也面临。

 

尊敬的 Noel：

在这种情况下出现了异常、因此可以使用以下公式对照测量数据来检查数学结果：

 - MOSFET 接通时间和关闭时间与您假设的相同

 - MOSFET 栅极的上升和下降时间是假定的。

 -栅极电压水平正确(高和低)

 -开关节点是否有振荡/振铃

从您之前的布局中、我已经看到您使用了单个电感器-没错。

从上面的数据来看、似乎您在功率级设计器中选择了更多耦合电感器(您用什么来计算二极管压降和电感器纹波)。

基本上、功率级设计人员使用一个更准确的数学模型-所使用的公式可在以下位置找到： https://www.ti.com/seclit/ug/slyu036/slyu036.pdf

此致、

 斯特凡

jun Fan 说：

从您之前的布局中、我已经看到您使用了单个电感器-没错。

从上面的数据来看、似乎更多的是您在功率级设计器中选择了耦合电感器

[/报价]

可以、但我们希望使用耦合电感器设计一个新的电路板。

jun Fan 说：

通常功率级设计人员使用更精确的数学模型-所用的公式可在以下位置找到： https://www.ti.com/seclit/ug/slyu036/slyu036.pdf

非常感谢。 我会参考这一点。

jun Fan 说：

 -交换机节点是否出现振荡/振铃

我会检查并告诉你。 会尽快发送给我

[/quote]

斯特凡再次你好

因此、我们针对相同的配置继续进行了耦合电感器计划：
输入电压：21V 至29.4V
输出电压：24V/1A

我将在私聊中分享新的原理图和电路板设计。 请先观看

该板可在24V±2%的电压下实现良好调节。 同样、与我们之前的双电感器设计类似、电路板 按如下方式加热

VIN：28.7V (适用于以下值)

在 50mA 负载下、MOSFET 处于+6度。 高于环境温度(33度、 c)
在100mA 负载下、  MOSFET 处于+14度。 高于环境温度(33度、 c)
在500mA 负载下、  MOSFET 处于 +31 度 高于环境温度 (33度、 c)  
负载为1A 时、  MOSFET 处于 +40 度 高于环境温度 (33度、 c)

当施加1A 的负载时，IC 高达+44度。 高于环境温度(33度、 c)

对于1A 的负载、这些值是否正常？

即使在 Vin (22.4V)低于输出电压(24V)的情况下、也会观察到类似的温度。
我们认为这些温度值非常高、无法弄清为什么会发生这种情况。 请推荐可能的解决方案。  

为 MOSFET 门 在1A 负载下、在示波器上观察到如下情况：
  


下图显示了 MOSFET VDS 在1A 负载下在示波器上测得：

尊敬的 Noel Binny Abraham：

MOSFET 和 IC 的热行为在很大程度上受布局和开关频率的影响。 一些加热是正常的。

DS 的高电平似乎会以某种方式振荡。 您能检查输出电压吗？ 这也可能会使温度升高。

此致、
布里吉特

因此、负载为1A 和520kHz 时、deltaT 为40 EEG。 是预期值？ 我将在私聊中与您分享 gerber。 请看一下。

输出电压稳定在24V？

ruijian wen 说：

这可能也会提高温度

您能详细说明一下  

尊敬的 Noel Binny Abraham：

您的转换器在1A 输出时的效率有多高？ 根据经验法则、一半的功耗在开关中、因此您可以估算 MOSFET 需要处理的功率损耗。

此致、
布里吉特

该转换器在1A 负载/24V 输出电压下的效率为80%。  这是预期结果吗？
 

我们使用的 MOSFET 是 SiR104LDP

Noel、您好！

从上图可以看出这个电源板非常小 我预计 MOSFET 温度几乎随负载线性上升。 如果正确、则 MOSFET 在电路板上没有足够的散热器、您可能需要增加散热器或增大电路板尺寸。

此致、
布里吉特

因此、添加散热器或选择平面更好且抖动为2盎司的电路板应该可以帮助实现这一点？

ruijian wen 说：

我预计 MOSFET 温度几乎随着负载线性上升

实际上、直到达到0.5A 负载、这是真的、MOSFET 不会产生太多热量、但恰好处于0.6A 或0.7A 以及以上、直到1A 时、MOSFET 的温度超过环境温度40°C。 所以我不认为温升是线性的。