ZHCSNB3A February 2023 – January 2025 LM5148-Q1
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應用
- 3 說明
- 4 說明（續(xù)）
- 5 引腳配置和功能
- 6 規(guī)格
-
7 詳細說明
- 7.1 概述
- 7.2 功能方框圖
- 7.3
特性說明
- 7.3.1 輸入電壓范圍 (VIN)
- 7.3.2 高壓偏置電源穩(wěn)壓器（VCC、VCCX、VDDA）
- 7.3.3 精密使能端 (EN)
- 7.3.4 電源正常監(jiān)視器 (PG)
- 7.3.5 開關(guān)頻率 (RT)
- 7.3.6 雙隨機展頻 (DRSS)
- 7.3.7 軟啟動
- 7.3.8 輸出電壓設(shè)定值 (FB)
- 7.3.9 最短可控導通時間
- 7.3.10 誤差放大器和 PWM 比較器（FB、EXTCOMP）
- 7.3.11 斜率補償
- 7.3.12 電感器電流檢測（ISNS+、VOUT）
- 7.3.13 斷續(xù)模式電流限制
- 7.3.14 高側(cè)和低側(cè)柵極驅(qū)動器（HO、LO）
- 7.3.15 輸出配置 (CNFG)
- 7.3.16 單輸出雙相運行
- 7.4 器件功能模式
- 8 應用和實施
- 9 器件和文檔支持
- 10修訂歷史記錄
- 11機械、封裝和可訂購信息
封裝選項
機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
散熱焊盤機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
訂購信息
8.1.1.4 功率 MOSFET
功率 MOSFET 的選擇對直流/直流穩(wěn)壓器性能有很大影響。具有低導通電阻 RDS(on) 的 MOSFET 可以減少導通損耗，而低寄生電容則可以縮短轉(zhuǎn)換時間和降低開關(guān)損耗。通常，MOSFET 的 RDS(on) 越小，柵極電荷和輸出電荷（分別為 QG 和 QOSS）就越大，反之亦然。因此，RDS(on) 和 QG 的乘積通常指定為 MOSFET 品質(zhì)因數(shù)。給定封裝的低熱阻確保 MOSFET 功率損耗不會導致 MOSFET 芯片溫度過高。
在 LM5148-Q1 應用中，影響功率 MOSFET 選擇的主要參數(shù)如下：
- VGS=5V 時的 RDS(on)
- 漏極到源極電壓額定值 BVDSS 通常為 40V 或 60V，具體取決于最大輸入電壓
- VGS = 5V 時的柵極電荷參數(shù)
- 相關(guān)輸入電壓下的輸出電荷 QOSS
- 體二極管反向恢復電荷 QRR
- 柵極閾值電壓 VGS(th)，從 MOSFET 數(shù)據(jù)表內(nèi) QG 與 VGS 之間的關(guān)系圖中的米勒平坦區(qū)域得出。由于米勒平坦區(qū)域電壓通常位于 2V 至 3V 范圍內(nèi)，LM5148-Q1 的 5V 柵極驅(qū)動振幅可以在導通時提供足夠增強的 MOSFET，并在關(guān)斷時針對 Cdv/dt 擊穿提供裕度。
表 8-1 中所示的公式總結(jié)了一個通道的 MOSFET 相關(guān)功率損耗，其中后綴 1 和 2 分別表示高側(cè)和低側(cè) MOSFET 參數(shù)。雖然這里考慮了電感器紋波電流帶來的影響，但卻不包括與寄生電感和 SW 節(jié)點振鈴相關(guān)的損耗等二階損耗模式。請參閱 LM5148-Q1 快速入門計算器以幫助計算功率損耗。
| 功率損耗模式 | 高側(cè) MOSFET | 低側(cè) MOSFET |
|---|---|---|
| MOSFET 導通(2)(3) |  |  |
| MOSFET 開關(guān) |  | 可忽略 |
| MOSFET 柵極驅(qū)動(1) |  |  |
| MOSFET 輸出電荷(4) |  | |
| 體二極管 導通 | 不適用 |  |
| 體二極管 反向恢復(5) |  | |
高側(cè)（控制）MOSFET 在 PWM 導通時間（或 D 間隔）期間承載電感器電流，通常會導致大部分的開關(guān)損耗。因此，選擇能夠平衡導通損耗和開關(guān)損耗的高側(cè) MOSFET 至關(guān)重要。高側(cè) MOSFET 的總功率損耗等于以下幾項損耗之和：導通損耗、開關(guān)（電壓與電流重疊）損耗、輸出電荷損耗，以及通常情況下體二極管反向恢復所導致的凈損耗的三分之二。
當高側(cè) MOSFET 關(guān)斷時（或 1–D 間隔），低側(cè)（同步）MOSFET 承載電感器電流。低側(cè) MOSFET 開關(guān)損耗可以忽略不計，因為它在零電壓處進行切換。在轉(zhuǎn)換死區(qū)時間期間，電流僅進行換向（從通道到體二極管），反之亦然。當兩個 MOSFET 都關(guān)斷時，LM5148-Q1 及其自適應柵極驅(qū)動時序會更大限度地減少體二極管導通損耗。此類損耗與開關(guān)頻率直接成正比。
在高降壓比應用中，低側(cè) MOSFET 會在開關(guān)周期的大多數(shù)時候承載電流。因此，若要獲得高效率，必須針對 RDS(on) 優(yōu)化低側(cè) MOSFET。如果導通損耗過大或目標 RDS(on) 低于單個 MOSFET 中的可用電阻，請并聯(lián)兩個低側(cè) MOSFET。低側(cè) MOSFET 的總功率損耗等于以下幾項損耗之和：通道導通損耗、體二極管導通損耗，以及通常情況下體二極管反向恢復所導致的凈損耗的三分之一。LM5148-Q1經(jīng)過精心設(shè)計，專門用于驅(qū)動 TI 的 NexFET? 功率 MOSFET 產(chǎn)品系列。