本帖最后由 Spen 于 2025-6-10 23:05 编辑
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德州仪器的LM5164一直是100V的同步DCDC的不二选择,国产芯片厂商茂睿芯推出了一款基本能做到和LM5164 pin2pin 的芯片MK9019. 德州仪器的LM5164
手册中说明了LM5164是COT 模式控制架构,集成式 0.725Ω NFET 降压开关 0.34Ω NFET 同步整流器。
1.2V 内部电压基准,无环路补偿组件,内部 VCC 偏置稳压器和自举二极管
茂睿芯的MK9019
手册中说明了MK9019是COT 模式控制架构,集成式 0.5Ω高侧降压开关 0.24Ω 同步整流器。
1.2V 内部电压基准
需要说明的是二者能够输出的最大电流基本没有区别,实测电路的最大输出电流1.2A-1.3A之间,过流LM5164会关断,MK9019会输出巨大纹波后逐渐降低输出电压之后关断。两者区别不大,主要在一些细节上
频率设定的系数略有差别
MK9019的频率设定
LM5164的频率设定
二者的EN的电压阈值不一样
MK9019的EN的电压阈值
LM5164的EN的电压阈值
3.设计电路测试两款芯片的性能二者外围电路基本可以通用,所以选择同一个电路测试
焊接后的电路实物,芯片分别焊接的是LM5164和MK9019。
效率测试
之前单独测试LM5164电流感觉测的有问题效率高得离谱,所以这次使用功率分析仪进行测试。使用泰克PA3000进行测量
测量结果如图。
总体来说和芯片手册标称的区别不大基本符合厂家宣传的效率,和LM5164应该是区别不大。温度情况
0.5A输出基本不会超过50摄氏度
其可以输出超过1A
1.26A输出,但是基本不能再大了,首先是温度不允许,大电流会导致过热保护,再就是MK9019在更大电流输出会很奇怪,怀疑是关断控制和LM5164的逻辑不同导致。
纹波测试
空载纹波,看出开关频率降得很低
0.05A纹波,看出开关频率依然比较低,但纹波并不高
在0.1A以上开关频率明显提高了。
1A测试的纹波,频率确实在600K左右,符合设置。
1.3A测试的纹波,能够正常输出,频率确实在600K左右,符合设置,没有发生震荡。
动态响应测试
测试条件:上升下降0.1A/us 0.1A到0.9A跳变 50%占空比 跳变频率200Hz
上升下降0.2A/us 0.1A到0.9A跳变 50%占空比 跳变频率200Hz
上升下降0.5A/us 0.1A到0.9A跳变 50%占空比 跳变频率200Hz
上升下降1A/us 0.1A到0.9A跳变 50%占空比 跳变频率200Hz
作为对比放上LM5164的动态响应测试
测试条件:上升下降0.1A/us 0.1A到0.9A跳变 50%占空比 跳变频率200Hz
上升下降0.2A/us 0.1A到0.9A跳变 50%占空比 跳变频率200Hz
上升下降0.5A/us 0.1A到0.9A跳变 50%占空比 跳变频率200Hz
上升下降1A/us 0.1A到0.9A跳变 50%占空比 跳变频率200Hz
最终得到的结论是在效率和输出纹波上MK9019和LM5164可以做大基本没有区别,但是动态响应使用相同的外部电路的情况下MK9019明显不如LM5164。在负载频繁变换的应用场景需要对MK9019额外进行关注着重进行提高动态响应的设计或者使用LM5164。在负载变换不明显的情况下MK9019能够实现pin2pin替代LM5164了。
在负载频繁变换的应用场景,MK9019在不修改外部电路情况下无法pin2pin替代LM5164,需要对MK9019额外进行关注着重进行提高动态响应的设计或者使用LM5164。
另外电流探头带宽还是不够,电流上升捕获不够准确,可能还是得用罗氏线圈测量。
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多维度对比LM5164和MK9019两款芯片,对比测试较为严谨,测试结果的分析较好,也给选型的用户多一分参考。