[参考译文] LM5145：轻负载导致高侧 MOSFET 故障

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Other Parts Discussed in Thread: CSD18514Q5A, LM5145, CSD18563Q5A

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/1385281/lm5145-light-load-causing-high-side-mosfet-failure

器件型号：LM5145
主题中讨论的其他器件： CSD18563Q5A、CSD18514Q5A

工具与软件：

尊敬的 TI：

我们的65W 降压转换器设计基于 LM5145。我们面临的问题是在启动时、我们具有非常轻的负载、小于100 mA。稳压器在启动时似乎不稳定、正在烧断高侧 MOSFET。目前、SYNCIN 引脚被拉至高电平、从而使我们进入强制 PCM 模式、该模式可能使电感器实现连续导通。您是否建议通过将 SYINCIN 拉至低电平以非连续模式运行？我们无法让稳压器运行足够长的时间来对此进行测试。谢谢。

1 年多前

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2378850 points

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*强制 PWM 模式*

0 admin 1 年多前

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您好、David、请发送原理图和带有 FET 器件型号的完整快速入门计算器。

https://www.ti.com/tool/LM5145DESIGN-CALC

此致、

TIM

0 admin 1 年多前

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e2e.ti.com/.../WBDesign182.pdf

0 admin 1 年多前

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上面包含指向 WebBench 模型的链接、图片中包含电感器、环流二极管和两个 MOSFET

0 admin 1 年多前

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0 admin 1 年多前

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e2e.ti.com/.../7875.WBDesign182.pdf

这是 Webench 设计输出。

0 admin 1 年多前

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谢谢、David。是否为此完成了快速入门计算器？在 E2E 上进行查看时需要使用此文件。

0 admin 1 年多前

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现有的低侧 FET 具有非常高的 Qrr (145nC)、这会增加高侧 FET 中的损耗(Qrr = Vin*Fsw)。如果最大输入电压为28V、则40V FET 是可行的、例如 CSD18514Q5A。或者、查看具有更合理电容参数(Rdson 略高)的 CSD18563Q5A 60V 器件。

0 admin 1 年多前

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此外、正如您知道的、PCB 布局在这里至关重要。有关功率级组件布局指南、请参阅应用手册 SNVA803 (www.ti.com/lit/snva803)。在轻负载条件下、低侧 FET 为硬开关、因为它在死区时间结束后主动下拉 SW 电压。您可能需要检查 LO 和[HO - SW]栅极驱动电压波形上是否存在振铃。

——

TIM

0 admin 1 年多前

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Tim、您好！

感谢您的评论。我们回顾了整个布局、找不到任何明显的问题。
我如何向您发送布局/项目文件、以便我们深入了解此设计？

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2378850 points

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尊敬的 Timothy：

我的理解是低侧 MOSFET 的开关损耗很小、因此较低的 Rdson 应该有助于提高效率。是的、这些较大的 MOSFET 确实具有较大的输入电容。请说明为什么低侧的高电容会增加高侧的损耗。这对我来说毫无意义。遗憾的是、我的电路板的寿命还不足以捕捉开关节点上的任何振铃。也许、栅极驱动产生的振铃会导致同步整流快速导通和关断。但在这种情况下、并联肖特基二极管应在这些瞬态期间接管。栅极上没有串联终端电阻器。您认为这会有所帮助吗？

我认为我的布局已经过很好地优化。存在一些机械限制、但布局与应用手册 SNVA803中的图2类似。

您认为开关节点上的缓冲器网络会有所帮助吗？我们在电路板上提供了相关配置、但这些元件当前未组装。

对于如此轻的负载、我不认为过流会烧毁高侧 FET。因此、由于振铃、它一定是高电压。你同意吗？谢谢。

David

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2378850 points

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尊敬的 David：

我好像没收到您的回复。

低侧 FET 会增加总开关节点电容、这会由高侧 FET 有效地进行开关、因此当低侧 FET 为容性时、高侧 FET 会增加损耗。请参阅 LM5145数据表中的损耗公式表。

是的、同意您可能会听到一些振铃、因此缓冲器很有帮助。您可以在此处附加布局以供查看。

——

TIM

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2378850 points

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Tim、您好！

感谢您的解释、但它似乎仍然有点违反直觉。我们的低侧 MOSFET 确实具有非常高的输入电容、但我认为这不会通过漏极对开关节点产生很大影响。也许的确如此、但是当高侧开关时、低侧应该完全关闭、所以我认为接地电容将很低。不是这样吗？

我们实际上非常简单地解决了该问题。我们不小心将 SYNCIN 引脚连接到高电平、从而将控制器设置为连续导通模式。我们移除了上拉电阻、现在它在 DCM 下可以很好地工作。开关节点上有一些过度振铃。我们通过添加缓冲器将其衰减了一点点。这条线路现在运转良好、我们正在构建更多的线路。感谢您的帮助。

David

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2378850 points

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尊敬的 David：

很高兴听到这个消息。

影响开关损耗的是低侧 FET 的 Coss (和 Qoss)。

——

TIM

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