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[参考译文] LM5148:更高的栅极驱动电压选项

Guru**** 2538930 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5145, LM5148, LM5146

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/1412746/lm5148-higher-gate-drive-voltage-option

器件型号:LM5148
Thread 中讨论的其他器件: LM5146、LM5145

工具与软件:

您好!

我们使用 LM5148以200kHz 的开关设计了48V 至12V-20A DC 转换器。 问题是、MOSFET 的栅极引脚需要大约10V 的电压才能实现最佳性能、但是 LM5148的栅极输出仅为5V。 是否可以将栅极电压增加到12V?

谢谢你

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    你好、Mrinal、

    否、该器件需要逻辑电平 FET。  您可以将独立驱动器与此器件一起使用、这是使用所选 FET 的唯一方法。

    谢谢!

    David。

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    Mrinal,

    考虑使用 LM5145 (75V)或 LM5146 (100V)控制器、因为它们具有更高电压的标准逻辑 FET 栅极驱动器。 此外、VOUT 可以通过二极管耦合到 VCC 以获得几乎12V 的栅极驱动和更低的 IC 损耗。 看一下 LM5146 EVM、它是12V/8A/400kHz。

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    David、您好!

    感谢您的响应。 我们有不同的 MOSFET 可用于测试目的。 我们现在使用阈值相对较低的 MOSFET。

    谢谢你

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    谢谢 Mrinal,

    请注意、不是 VGSth、而是米勒平坦区域电压。  确保它处于~3V 范围内、在驱动 FET 方面越低越好。  希望这对您有所帮助。

    David。

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    我们使用了多个不同 RDS_ON 和 VGth 的 MOSFET。 较低的 RDS_ON 不一定能减少热损耗。 现在我们使用 Infineon 的 IAUC120N06S5L032进行测试、总体 FET 损耗远低于其他 MOSFET、例如 Nexperia 的 PSMN2R6-80。

    感谢您指出合适的米勒平坦电压范围、我将检查这一点。 您说对了、我应该检查米勒区域电压而不是阈值电压。

    系统工作正常、但现在还有一个主要问题。

    分流电阻器为2.5m Ω、可承受约22A 的峰值电流。 借助10uH 电感、系统在高达8A 的输出电流下正常工作并提供所需的13.5V 电压。 但是、一旦我将电流增加到9A 及以上、输出电压就会降低至12V、并保持恒定的12V、直至达到约15A 电流、然后进一步降低。 电感器电流波形也会失真。 我现在发布两张图片、一张是8A 输出电流、此时输出正常、另一张是9A 电流、此时电流和电压会失真。 当输出电流从8A 增加到9A 时、峰峰值电感器电流突然以不成比例的方式增加。
    我还将电感值减小到了7 μ H (建议值为6.8uH)、但没有任何重大变化。 现在系统不是8A、而是上升到9A 以实现正常运行、并且在9A 之后再次出现同样的问题。 问题可能是什么?

    绿色:电感器电流5A/div。 黄色:底部 MOSFET 的 Vds 15V/div

    映像1:系统在 映像1中的行为正常

    图2:输出电压降低1V、电流纹波增加、并观察到异常开关脉冲

    请提供帮助

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    感谢 Timothy 的回应、

    我看到这些控制器是电压模式控制开关。 相对于 LM5148是否会遇到任何重大挫折、尤其是在短路保护和过流限制方面?

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    你好、Mrinal、

    请填写下面的计算器电子表格链接、并发布您的原理图以进行检查。

    LM5148-LM25148DESIGN-CALC 计算工具|德州仪器 TI.com

    看起来您过早达到电流限制。

    谢谢。

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    在我之前的帖子中、我们可以看到控制器正在跳过开关脉冲、而有效开关频率从200kHz 降至100KHz、因此电流纹波增加了。

    我在电流检测引脚之间放置了一个10欧姆的电阻器和22pF 电容器、转换器似乎正常工作。 下面给出了原理图的剪辑

    Vinf 滤波良好的48V 直流电压、其中多个陶瓷电容器与电解电容器并联。

    -反馈引脚被错误地从输入端分接,但对印刷电路板的校正是从输出端分接 FB

    -最初不使用 R10、R11和 C49。 当放置 C49 = 22pF 时、转换器会变得更加稳定。

    -栅极驱动电阻 R8和 R9已 被绕过0欧姆

    -在 CNFG 引脚上使用了47k、而不是40.2KOhm

    e2e.ti.com/.../LM5148_5F00_LM25148_5F00_quickstart_5F00_calculator_5F00_A3-_2800_1_2900_.xlsm

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    你好、Mrinal、

    您需要尊重建议的降压电感建议以及补偿系数值。

    施普拉德塞特建议5.4uH,我会去4.7uH,或5.6uH.  至于 Rcomp、Comp 和 CHF、我将分别采用16.5k、10nF 和560pF。

    让我们进行这些修改并重新测试、希望您能解决问题。   

    如果适用、请发布最新的原理图、了解您看到的结果、如果这无法解决问题。- 也可能有助于共享您的布局。

    谢谢。

    David。