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TPS40193最大电流输出能力的问题

TPS40193手册标称20A max,能否靠使用更好的MOSFET和大电流电感实现略高于20A的稳定输出?例如高低MOS均使用100A、3毫欧、Tgtot<20nc的MOS管,电感使用标称电流35A以上的型号,能否实现Vin=12V , Vout = 1.2V@25A 的稳定输出?

Trevor:

NANGENG,

  建议使用TPS40400来建设这样的方案, TPS40400在某些情况下可输出高达30A。

www.ti.com/…/tps40400

www.ti.com/…/tps40400evm-351 这个参考设计便是Vout = 1.2V@25A

nangeng zhang:

回复 Trevor:

Trevor,

先感谢您的回答。

我知道换用标称更高电流的控制器肯定可以解决问题,甚至我还可以用多相输出的控制器。但是更现实的问题就是成本上升,所需PCB的面积也大大增加了。原本的设计电流在16A左右,因此选了TPS40193并且已经生产了数千套产品,但是由于一些原因现在电流会增加到24A左右,DCDC这里就出现了问题。重新采购和设计更高规格的电源电路时间和成本上都是很困难的。

从TPS40400的资料来看,与TPS40193相比,关键不同是从电压模式控制转换到电流模式控制。是这个区别导致支持最大电流的不同?

为此我做了一些实验,按照15A设计(电感的SAT电流在18A左右)的电路,可以稳定输出20A电流。如果换更高规格的电感,能稳定输出的电流也会再增加一些。所以我就产生了这个疑问,这种做法的潜在危险在哪里?

Trevor:

回复 nangeng zhang:

Nangen,

   TPS40400与TPS40193的区别,并不是由于控制模式的原因,是内部器件的进一步优化与工艺的改进。目前,据我所知,TPS40193能支持1.0V@24A的输出,但对于1.2V@25A是否支持,需要进一步与产品线的工程师进行确认。

nangeng zhang:

回复 Trevor:

嗯,非常感谢。专家就是专家。

从这个参考设计里,能看到您用了2颗 3毫欧的大电流MOS并联用作续流管。目前我们15A的设计里用的是NXP的PSMN2R2(其实很想用switcherpro里面给的建议Ti的管子,但是众所周知实在不好买),4.5V驱动下导通电阻2.6毫欧,Qgtot为18nC,应该比您上面给的参考设计里面的管子性能好一些。

最后一个小问题就是,在上面参考设计以及众多的大电流设计中常见的D1肖特基管和C16,R7组成的减震阻容,到底有无必要安装?有何好处和坏处?另外如果安装的话,肖特基二极管选择多大额定电流的比较合适?

Trevor:

回复 nangeng zhang:

Nangeng,

   在大电流的同步BUCK中在下管会并一个肖特基二极管的作用是:

   在死区这段时间内,下管的 MOSFET的body diode会导通续流,但这个MOSFET的body diode的特性不好,正向压降大(可查看FDMS8660S 数据手册的图6),且存在很大的反向恢复损耗,为了降低这个损耗,通过在外部并联肖特基二极管来达到降低正向压降与反向恢复损耗的目的. 参考设计中使用MBR0530T1,其正向压降最大为0.43V。

但这个设计中最后并没有并联该肖特基二极管。

Trevor:

回复 Trevor:

另外,RC电路作用:

由于电路中存在杂散电感和杂散电容,在功率开关管关断时,电路中也会出现过电压并且产生振荡。RC电路主要用来消除尖峰及振荡的。但加了RC电路,会降低电路的效率。

switcherpro里面给的建议Ti的管子,是哪个管子?购买应该不是问题,请联系当地的代理商,或是TI的销售。

www.ti.com.cn/…/gencontent.tsp

Trevor:

回复 Trevor:

对于1.2V@25A的应用,肖特基二极管的额定电流为30A即可。

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