Hoja de datos de IC y pregunta de selección de MOSFET

Estoy tratando de diseñar un convertidor reductor usando el controlador reductor síncrono LM3150 de TI y me pregunto cómo leer algunas de estas especificaciones y cómo seleccionar MOSFET según la carga de la puerta:

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

ingrese la descripción de la imagen aquí

Dice que el límite de corriente de VCC es de 65 mA, pero ¿por qué el límite de corriente está en VCC = 0?

En teoría, debe dimensionar la carga de la puerta MOSFET y la frecuencia de conmutación para que el límite de corriente VCC < (Qc_Total * FSW). Sin embargo, en los últimos días, vi un par de diseños de referencia de TI (para otros circuitos integrados de controladores de potencia) que no aplicaban esta regla y se equipararon con muchos FETS en cada interruptor. En teoría, no funcionaría si el límite mínimo de corriente es realmente de 65 mA (tal vez esto solo suceda a temperaturas extremas). ¿No estoy entendiendo esto bien? ¿O tal vez sus diseños son realmente solo diseños de "referencia" y no están destinados a la producción?

Gracias.

Respuestas (1)

Aquí está el diagrama de bloques de las partes internas del LM3150.

Diagrama de bloques funcional de LM3150

Entonces, VCC normalmente está regulado a ~ 6 V por un LDO. Esto proporciona energía a los controladores que realizan la conmutación real. Debido a que el papel de los controladores es efectivamente cargar capacitores (las puertas MOSFET), la pregunta importante es cuánta corriente puede generar el LDO de manera constante. C_VCC y C_BST manejan la mayor parte de la demanda actual a corto plazo; cada uno es del orden de ~1uF, mientras que una puerta MOSFET puede tener una capacitancia de ~10nF.

Para probar la fuente de corriente LDO, cortan el pin VCC a tierra (por lo tanto, 'VCC = 0V') y miden cuánta corriente puede producir el chip. Leyendo de la tabla, 100 mA es típico, y especifican que se producirán al menos 65 mA en el rango de temperatura de funcionamiento. La nota a pie de página pertinente dice '(1) VCC proporciona autopolarización para los circuitos de control y accionamiento de la compuerta interna. Las limitaciones térmicas del dispositivo limitan la carga externa', es decir, no puede extraer una corriente sustancial del pin VCC para otros fines o el dispositivo podría sobrecalentarse y apagarse.

En cuanto a la segunda parte de su pregunta, puede combinar MOSFET con relativa facilidad, pero la ecuación FSW * Q_total <= I_VCCL aún debe mantenerse. A continuación se muestra el ejemplo que incluyeron en la hoja de datos LM3150.

Ejemplo de selección de MOSFET para LM3150

En su ejemplo, Q_total sale a 22nF y el límite superior permitido es 130nF. Si quisieran, podrían duplicar cada MOSFET, elevando Q_total a 2*22nF = 44nF, que todavía está significativamente por debajo del límite.

Por último, los diseños de referencia de TI están ahí como ejemplos de que el chip hace lo que dice que hace, así como para proporcionar un ejemplo de implementación con valores intermedios. Este tipo de diseños no están destinados a la producción directa en el sentido de que las entradas/salidas/etc. para su aplicación particular probablemente diferirá de alguna manera de los valores que usaron, pero estos diseños están destinados a funcionar según lo previsto (en realidad venden bastantes de sus circuitos de referencia como placas prefabricadas) . La hoja de datos del LM3150 incluye un diseño de este tipo a partir de la página 14 (la sección 'Aplicación e implementación'). Pasa por el proceso de diseño en el orden recomendado y proporciona las ecuaciones para determinar los valores de cada parte.

Señor, esta es una respuesta extremadamente útil.