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[参考译文] LM5148:HO、LO MOSFET 和电感器在连接负载后会被加热。 此外、开关和 HO 波形在高负载

Guru**** 2394295 points
Other Parts Discussed in Thread: LM25149, LM5145, LM5149, LM5148

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/1348281/lm5148-ho-lo-mosfet-and-inductor-is-getting-heated-after-connecting-a-load-also-switching-and-ho-waveform-is-distorted

器件型号:LM5148
主题中讨论的其他器件:LM5145LM5149、LM25149

你好  

我已经设计了符合以下规格的直流/直流降压转换器

输入电压15V 至80V

输出电压:12V 10A  

连接7.8A 负载后、开关的波形和 HO 的波形全都混乱、如图所示。 随之、HO 和 LO MOSFET 以及电感器会变得很热、电感器会产生大量噪声。 您能帮我解决这个问题吗? 我已经包含了原理图和 PCB 布局文件。 另外、我将为 HO 和 LO 以及 SRP1265A-6R8M 电感器使用 IAUC28N08S5L230 MOSFET。

e2e.ti.com/.../8508.RM_2D00_004_2D00_V_2D00_01.SchDoce2e.ti.com/.../2313.RM_2D00_004_2D00_V_2D00_01.PcbDoc

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    你好  

    调整 Cboot (C20)电容器和 R10电阻器的值后、我在7.8A 的负载下成功获得了清晰的 PWM 波形、如下图所示。 但是、尽管进行了这些调整、但在连接7.8A 负载时 MOSFET 仍会出现明显发热。 值得注意的是、在此负载下、电感器发热保持相对较低。 主要问题在于高侧(HO)和低侧(LO) MOSFET 在连接负载后过热。 非常感谢您协助解决这一问题。 在下图中、黄色是低侧 MOSFET (LO)、蓝色 是高侧 MOSFET (HO)。

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    您好 Sanjana:

    请填写设计计算器中的您的规格、以便我可以对照它来检查原理图。  谢谢。  

    e2e.ti.com/.../3515.LM5148_2D00_LM25148-Quickstart-Calculator.xlsm

    大卫。

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    David 您好!

    附件是设计计算器、供您参考。 请回顾一下、并让我知道为什么 MOSFET 位于 heating.e2e.ti.com/.../0844.RM_2D00_004_2D00_V_2D00_00-calculator.xlsm

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    尊敬的 Sanjana:

    只需查看快速启动、10A 满载时高侧 FET 功率损耗为2W。 确保此处没有栅极电阻器来降低开关速度、因为这将使热情况加剧。

    另外,快速入门提到了低侧 FET IAUC70N08S5N074ATMA1——因为它不是一个逻辑电平器件,所以在这里肯定不起作用。 Rdson 的额定值必须为 Vgs = 4.5V 适合与具有5V 栅极驱动的 PWM 控制器配合使用。 FET 器件型号中的后缀"L"通常表示逻辑电平(请以高侧 FET 为例)。

    查看此 EVM 以了解更多信息: https://www.ti.com/tool/LM5149-Q1EVM-400、因为12V/8A/400kHz 的规格与您的设计类似。 此外、请遵循应用手册、 SNVA803 布局指南以及控制器数据表中提供的布局指南。

    PS:将分流电阻减少到4mΩ、因为5mΩ 将 OCP 设置得太紧。 此外、Bourns 电感器也不是很好-请查看 Wurth WE-LHMI 744373965047电感器、如 LM5145数据表电路示例2中所用: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm5145.pdf#page=43。

    此致、

    时间

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    Timothy 你好

    感谢您的指导。

    根据你们的指导、对于高侧和低侧器件型号 IAUC28N08S5L230、我使用了相同的 MOSFET。 但是、在并联两侧同一个 MOSFET (2个用于 HO 的 MOSFET 和2个用于 LO 的 MOSFET 并联以解决负载 MOSFET 的发热问题)时、当负载超过3A 时、我遇到了低侧栅极波形问题。 具体而言、与高侧 MOSFET 栅极波形不同、低侧 MOSFET 栅极波形会出现失真。 您能否提供有关如何解决此问题的帮助? 下面附上了波形的图像、黄色代表低侧 MOSFET 栅极波形、蓝色代表高侧 MOSFET。

     栅极波形。

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    尊敬的 Sanjana:

    不确定此处的 LO 波形会发生什么情况、但您不应该在10A 时并联 FET。 选择正确的 RDSon FET 即可。 您是否已注意到 LM5149 EVM 中的元件? 这看起来是一个可以复制的好 BOM。

    为您的设计发送完整的快速入门文件、以便我进行审查。

    --

    时间

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    Timothy 你好

    我目前正在检查 LM5149 EVM 中的元件。 据此、我能否 在直流/直流转换器中使用以下  MOSFET 来解决 MOSFET 的发热问题  MOSFET:NVMFS6H848NLT1G 和 NVMFS6H858NLT1G 。 您能否详细说明选择 MOSFET 的过程? 我知道拥有低 RDS (ON)对于更大限度地减少 MOSFET 发热至关重要、但我也希望能够深入了解如何根据 Qg、导通时间、关断时间和其他相关因素等参数选择 MOSFET。 您能解释一下如何为直流/直流转换器选择 MOSFET、以及我应该优先选择哪些参数吗? 我可以使用  NVMFS6H848NLT1G  用于 HO 和 LO 的 MOSFET、因为它具有低的 RDS (ON) 此外、了解每个参数如何影响直流/直流转换器的性能也很有帮助。

    您会  为直流/直流降压转换器推荐 MOSFET 吗?

    我附上原理图、PCB 布局和快速入门计算器以供您参考。 请查看该视频并帮助我解决 MOSFET  发热问题。

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    e2e.ti.com/.../2476.RM_2D00_004_2D00_V_2D00_00-calculator.xlsm

    e2e.ti.com/.../0333.RM_2D00_004_2D00_V_2D00_01.PcbDoce2e.ti.com/.../3465.RM_2D00_004_2D00_V_2D00_01.SchDoc

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    您好 Sanjana:

    在使用控制器时、很难获得满足要求的布局。  在您的布局中、我看到的是由输入电容器和 MOSFET 形成的环路。  这些元件之间的面积很大、因此快速 DI/DT 环路中的 SEE 中具有很大的寄生电感。

    您需要有一个紧密的环路、如果要采用已实现的 CIN 定位、则需要在 MOSFET 下有一个实心接地平面。

    请参阅以下理想布局的示例-这只是一个示例、采用与 LM5148类似的器件、

     或者、请参阅数据表中的布局指南、也可以参考 LM25149 (与 LM5148器件非常相似) EVM 布局作为参考。

    https://www.ti.com/lit/ug/snvu820/snvu820.pdf?ts = 1713812831399&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Ftool%252FLM5149-Q1EVM-400

    希望这对您有所帮助。

    大卫。

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    David 您好!

     我刚开始设计时就引用了此 EVM 板、由此解决了许多其他问题、但由于选择了高 RDS、MOSFET 会发热。 请指导我选择 MOSFET。 除了 MOSFET 发热问题、我得到了具有7.8A 负载的合适 PWM。 请指导我更改 MOSFET。

    我目前正在检查 LM5149 EVM 中的元件。 据此、我能否  在直流/直流转换器中使用以下  MOSFET 来解决 MOSFET 的发热问题   MOSFET:NVMFS6H848NLT1G 和 NVMFS6H858NLT1G 。 您能否详细说明选择 MOSFET 的过程? 我知道拥有低 RDS (ON)对于更大限度地减少 MOSFET 发热至关重要、但我也希望能够深入了解如何根据 Qg、导通时间、关断时间和其他相关因素等参数选择 MOSFET。 您能解释一下如何为直流/直流转换器选择 MOSFET、以及我应该优先选择哪些参数吗? 我可以使用  NVMFS6H848NLT1G  用于 HO 和 LO 的 MOSFET、因为它具有低的  RDS (ON) 此外、了解每个参数如何影响直流/直流转换器的性能也很有帮助。

    您会  为直流/直流降压转换器推荐 MOSFET 吗?

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    您好 Sanjana:

    对于您在上面的回答中提到的 HS/LS FET、请参阅下面的损耗。

    请参阅随附中基于 MOSFET 参数的计算结果。  

    e2e.ti.com/.../Forum_5F00_mar5_5F00_design_5F00_calcs-dsb-edits-MOSFET-parameters-added.xlsm

    有关计算的更多详细信息、请参阅以下应用手册。

    MOSFET 功率损耗及其对电源效率的影响(TI.com)

    希望这对您有所帮助。

    大卫。

    谢谢。