ZHCSQC8 May 2022 LM5143A-Q1
PRODUCTION DATA
- 1 特性
- 2 应用
- 3 说明
- 4 修订历史记录
- 5 说明（续）
- 6 器件比较表
- 7 引脚配置和功能
- 8 规格
-
9 详细说明
- 9.1 概述
- 9.2 功能方框图
- 9.3
特性说明
- 9.3.1 输入电压范围 (VIN)
- 9.3.2 高压偏置电源稳压器（VCC、VCCX、VDDA）
- 9.3.3 使能（EN1、EN2）
- 9.3.4 电源正常监视器（PG1、PG2）
- 9.3.5 开关频率 (RT)
- 9.3.6 时钟同步 (DEMB)
- 9.3.7 同步输出 (SYNCOUT)
- 9.3.8 扩频调频 (DITH)
- 9.3.9 可配置软启动（SS1、SS2）
- 9.3.10 输出电压设定点（FB1、FB2）
- 9.3.11 最短可控导通时间
- 9.3.12 误差放大器和 PWM 比较器（FB1、FB2、COMP1、COMP2）
- 9.3.13 斜率补偿
- 9.3.14 电感器电流感测（CS1、VOUT1、CS2、VOUT2）
- 9.3.15 断续模式电流限制 (RES)
- 9.3.16 高侧和低侧栅极驱动器（HO1、HO2、LO1、LO2、HOL1、HOL2、LOL1 和 LOL2）
- 9.3.17 输出配置 (MODE, FB2)
- 9.4 器件功能模式
- 10应用和实现
- 11电源相关建议
- 12布局
- 13器件和文档支持
- 14机械、封装和可订购信息
10.1.1.4 功率 MOSFET
功率 MOSFET 的选择对直流/直流稳压器性能有很大影响。具有低导通电阻 RDS(on) 的 MOSFET 可以减少导通损耗，而低寄生电容则可以缩短转换时间和降低开关损耗。通常，MOSFET 的 RDS(on) 越小，栅极电荷和输出电荷（分别为 QG 和 QOSS）就越大，反之亦然。因此，RDS(on) 和 QG 的乘积通常指定为 MOSFET 品质因数。给定封装的低热阻确保 MOSFET 功率损耗不会导致 MOSFET 芯片温度过高。
在 LM5143A-Q1 应用中，影响功率 MOSFET 选择的主要参数如下：
- VGS=5V 时的 RDS(on)
- 漏极到源极电压额定值 BVDSS 通常为 40V、60V 或 80V，具体取决于最大输入电压。
- VGS = 5V 时的栅极电荷参数
- 相关输入电压下的输出电荷 QOSS
- 体二极管反向恢复电荷 QRR
- 栅极阈值电压 VGS(th)，从 MOSFET 数据表内 QG 与 VGS 之间的关系图中的米勒平坦区域得出。由于米勒平坦区域电压通常位于 2V 至 3V 范围内，LM5143A-Q1 的 5V 栅极驱动幅度可以在导通时提供足够增强的 MOSFET，并在关断时针对 Cdv/dt 击穿提供裕度。
#GUID-F136BBC9-07CD-4F86-922F-5963DEAF3CFC/SNVS8965419 中所示的公式总结了一个通道的 MOSFET 相关功率损耗，其中后缀 1 和 2 分别表示高侧和低侧 MOSFET 参数。虽然这里考虑了电感器纹波电流带来的影响，但却不包括与寄生电感和 SW 节点振铃相关的损耗等二阶损耗模式。
| 功率损耗模式 | 高侧 MOSFET | 低侧 MOSFET |
|---|---|---|
| MOSFET 导通(2)(3) |  |
 |
| MOSFET 开关 |  |
可忽略 |
| MOSFET 栅极驱动(1) |  |
 |
| MOSFET 输出电荷(4) |  |
可忽略 |
| 体二极管 导通 |
不适用 |  |
| 体二极管 反向恢复(5) |
 |
|
高侧（控制）MOSFET 在 PWM 导通时间（或 D 间隔）期间承载电感器电流，通常会导致大多数的开关损耗，因此务必要选择能够平衡导通损耗和开关损耗的高侧 MOSFET。高侧 MOSFET 的总功率损耗是以下几项之和：
- 导通导致的损耗
- 开关（电压与电流重叠）
- 输出电荷
- 通常情况下体二极管反向恢复所导致的净损耗的三分之二
当高侧 MOSFET 关断时（或 1–D 间隔），低侧（同步）MOSFET 承载电感器电流。低侧 MOSFET 开关损耗可以忽略不计，因为它在零电压处进行切换。在转换死区时间期间，电流仅进行换向（从通道到体二极管），反之亦然。当两个 MOSFET 都关断时，LM5143A-Q1 及其自适应栅极驱动时序会最大限度地减少体二极管导通损耗。此类损耗与开关频率直接成正比。
在高降压比应用中，低侧 MOSFET 会在开关周期的大多数时候承载电流。因此，若要获得高效率，必须针对 RDS(on) 优化低侧 MOSFET。如果导通损耗过大或目标 RDS(on) 低于单个 MOSFET 中的可用电阻，请并联两个低侧 MOSFET。低侧 MOSFET 的总功率损耗等于以下几项损耗之和：通道导通损耗、体二极管导通损耗，以及通常情况下体二极管反向恢复所导致的净损耗的三分之一。LM5143A-Q1 非常适合用于驱动 TI 的NexFET™ 功率 MOSFET 米6体育平台手机版_好二三四系列。