IC-Datenblatt und MOSFET-Auswahlfrage

Ich versuche, einen Abwärtswandler mit dem synchronen Abwärtsregler LM3150 von TI zu entwerfen, und frage mich, wie ich einige dieser Spezifikationen lesen und MOSFETs basierend auf der Gate-Ladung auswählen kann:

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3150.pdf?ts=1594337765626&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es heißt, die VCC-Strombegrenzung beträgt 65 mA, aber warum liegt die Strombegrenzung bei VCC = 0?

Theoretisch sollten Sie die MOSFET-Gate-Ladung und die Schaltfrequenz so dimensionieren, dass die VCC-Stromgrenze < (Qc_Total * FSW) ist. In den letzten Tagen habe ich jedoch ein paar TI-Referenzdesigns (für andere Leistungsregler-ICs) gesehen, die diese Regel nicht angewendet haben, und sie haben viele FETS in jedem Schalter parallel geschaltet. Theoretisch würde es nicht funktionieren, wenn die minimale Stromgrenze wirklich 65 mA beträgt (vielleicht passiert dies nur bei den extremen Temperaturen). Verstehe ich das nicht richtig? Oder sind ihre Designs vielleicht wirklich nur „Referenz“-Designs und nicht für die Produktion gedacht?

Danke.

Antworten (1)

Hier ist das Blockdiagramm der Interna des LM3150.

Funktionsblockdiagramm des LM3150

VCC wird also normalerweise von einem LDO auf ~ 6 V geregelt. Dadurch werden die Treiber mit Strom versorgt, die das eigentliche Schalten durchführen. Da die Rolle der Treiber effektiv darin besteht, Kondensatoren (die MOSFET-Gates) aufzuladen, ist die wichtige Frage, wie viel Strom der LDO auf einer konsistenten Basis liefern kann. C_VCC und C_BST bewältigen den Großteil des kurzfristigen Strombedarfs; jeder liegt in der Größenordnung von ~ 1 uF, während ein MOSFET-Gate eine Kapazität von ~ 10 nF haben könnte.

Um die LDO-Stromversorgung zu testen, schließen sie den VCC-Pin an Masse kurz (daher „VCC = 0 V“) und messen, wie viel Strom vom Chip erzeugt werden kann. Aus der Tabelle geht hervor, dass 100 mA typisch sind, und sie geben an, dass mindestens 65 mA über den Betriebstemperaturbereich erzeugt werden. In der entsprechenden Fußnote heißt es: „(1) VCC bietet eine Selbstvorspannung für die internen Gate-Treiber- und Steuerschaltungen. Die thermischen Beschränkungen des Geräts begrenzen die externe Belastung, dh Sie können dem VCC-Pin keinen nennenswerten Strom für andere Zwecke entnehmen, oder das Gerät kann überhitzen und abschalten.

Zum zweiten Teil Ihrer Frage können Sie MOSFETs relativ einfach parallel schalten, aber die Gleichung FSW * Q_total <= I_VCCL muss weiterhin gelten. Unten ist das Beispiel, das sie in das LM3150-Datenblatt aufgenommen haben.

Beispiel-MOSFET-Auswahl für LM3150

In ihrem Beispiel beträgt Q_total 22 nF, und die zulässige Obergrenze beträgt 130 nF. Wenn sie wollten, könnten sie jeden MOSFET verdoppeln, wodurch Q_total auf 2 * 22 nF = 44 nF gebracht wird, was immer noch deutlich unter der Grenze liegt.

Schließlich sind die TI-Referenzdesigns als Beispiele dafür da, dass der Chip tut, was er verspricht, und um ein Implementierungsbeispiel mit mittleren Werten zu liefern. Diese Arten von Designs sind nicht für die direkte Produktion in dem Sinne gedacht, dass die tatsächlichen Inputs/Outputs/etc. für Ihre spezielle Anwendung wird sich wahrscheinlich in gewisser Weise von den verwendeten Werten unterscheiden, aber diese Designs sollen wie vorgesehen funktionieren (sie verkaufen tatsächlich einige ihrer Referenzschaltungen als vorgefertigte Platinen) . Das LM3150-Datenblatt enthält ein solches Design ab Seite 14 (Abschnitt „Anwendung und Implementierung“). Es durchläuft den Designprozess in der empfohlenen Reihenfolge und gibt die Gleichungen an, um die Werte für jedes Teil zu bestimmen.

Sir, dies ist eine äußerst hilfreiche Antwort.