mp8856,在测试DC28V输入,DC5V3A输出效率只有85%左右,DC20V3A输出效率有94.5%。目前想提高DC5V3A的输出效率,请问在软硬件上有什么改动可以提高5V输出的转换效率。
在28V转5V的应用场景中,如果要提高效率,可以考虑以下方式:
1.更换上管型号,28V转5V时,上管导通时间更长,开关时漏源电压更大,因此要评估一下开关损耗和导通损耗分配情况,在尽可能选择小Qg*Rdson的前提下,如果开关损耗更大,可以考虑选择Qg更小的MOSFET,反之则选择Rdson更小的。
2.重新评估电感的选型,一方面尽可能减少DCR。其次可以关注不同电感值时的电流峰峰值,更大的电感将减少峰峰值电流,这会带来更小的MOSFET开关损耗。但更大的电感值往往也带来更大的DCR,这通常是由于电感值与绕组匝数成正比,因此绕组匝数增加,则电阻增加。
3.layout需要确认是否还有优化空间。一方面增加PCB迹线宽度及铜厚,减少压降;其次增加散热面积,避免温升导致的电阻增加;还有一点,测一下上管的驱动波形和VDS波形,看一下是否存在驱动的问题,比如不好的布局会导致驱动电压异常,导致MOSFET不完全导通或错误导通,这也会导致效率降低。
我又看了一下你的MOSFET参数,Qg是21nC,可以选择Qg小一些的,datasheet中的测试条件用的是Qg4.6nC的,效率能超过90%。可以先尝试换一下MOSFET验证一下。
1.MOSFET看了贵公司的demo的原理图上使用的SQS484,对比了下参数Qg参数和我们选用过的差不多,我们这边再找找其他的MOSFET试试;
2.电感选用的线艺 XGL6060-682ME,在同尺寸的电感里面DCR算最优的了。因为产品尺寸有要求,无法选择比较大尺寸的电感。
3.散热目前还在调整。
4.5V3A输出的情况下的主要发热是在MP8856上,请问下可能是哪里产生的效率损失?
您那里可以先理论计算开关损耗和导通损耗。先从理论上判断一下最大损耗发生的位置,或者用仿真跑一下,定位损耗,或测试开关管的电压电流波形也可以算出损耗大小。其次您讲到MP8856发热严重,一方面损耗大会导致发热严重,但是热管理的设计不当也会导致温升严重,温升高无法直接确定是8856的损耗。由于这个是同步buck的拓扑,通常来说下管损耗主要是导通损耗,而非开关损耗,您提到20V3A的情况下效率是94.5%,下管导通损耗是I^R*(1-D),您可以算一下5V3A和20V3A的下管损耗差异,我刚刚算了一下,大概相差0.1W,乘以芯片热阻,大概温升5℃左右。具体的计算您需要再确认一下。