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[参考译文] LM5181:可变输出、隔离式直流转换器 24V..5-15V、100mA

Guru**** 2448780 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5181, LM5160

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1538076/lm5181-variable-output-isolated-dc-converter-24v-5-15v-100ma

器件型号:LM5181
Thread 中讨论的其他器件: LM5160

工具/软件:

您好、

我们正在寻找适用于可变输出、直流隔离式转换器 (24V 至~5..15V、1..100mA) 的可行解决方案。 输入电压固定为 24V、输出电流将从几 mAs 到大约 100mA 之间变化。

输出电压应逐步通过外部 MOSFET 开关或通过连接到转换器的合适电阻电路的 DAC 电压进行电子调节。

我们喜欢 PSR 反激式转换器、因为它简单、占用空间小、但也可以考虑使用其他方法。

由于该项目与敏感测量相关、因此低输出噪声/EMI 是一个优势。

我们已经考虑过 LM5181,但尚不清楚调整其输出电压的最佳方法是什么 — 例如,我们可以通过 MOSFET 切换不同的 Rset 值吗?

BTW。 LM5181 是否有方法可以调整控制环路?

您会建议什么解决方案?

谢谢

Robert

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Robert、

    LM5181 是一种具有集成式 MOSFET 的 PSR 反激式。 RSET 是在 RSET 引脚上生成与 Vout 成正比的电压所需的电阻器。 从下面的公式中、您可以看到 Vout 设定点由 Rfb 和 Rset 电阻器定义。 因此、如果更改 Rset 或 RFB 值、Vout 设定点也会更改。  

      

    我从未见过要更改 Vout 的情况(始终是固定的)、但是的、可以更改 Rset 或 RFB。

    谢谢你

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    尊敬的 Manuel:

    感谢您的响应、但我仍然不确定是否可以将 LM5181 用于预期任务(可变输出转换器)。

    “我从来没见过 Vout 想被改变的情况“ .. 这是否意味着 TI 不建议采用此类用例?

    我们最近尝试了一个基本的仿真、但结果有点不成功。 以下电路片段演示了通过简单的 MOSFET 开关将电压加倍/减半的尝试。

    即使 MOSFET 已关断、该电路也会导致不良行为。 与没有 MOSFET 的同一电路相比、输出电压发生了上移。 环路行为也发生了变化。

    似乎 MOSFET 的电容有一定的影响,或者体二极管的导通存在问题,或者两者都存在 — 仿真显示 Rset 电压达到负值(没有 MOSFET)。

    问题在于内部 PSR 功能和 RSET 比较器与采样和电平转换等东西有些混淆、因此我们看不到如何设计可变输出电路。

    这将引导我回答以下问题:

    1、您是否可以查阅什么是正确的方法来改变输出电压通过电力方式? 我们 需要实现两种型号:阶跃变化(例如通过很少的 MOSFET 和数字控制)和使用 DAC 实现平稳变化。

    2、Rset 的允许范围是多少,偏离建议的 12.1k 可能会产生什么后果?

    3、有没有办法调整控制回路响应——那种外部补偿回路?  

    4、您会不会这样。 详细说明外部电容对 Rset 节点的影响?  我们已经注意到、连接到 Rset 的外部电容器(即使在 pF 的十分之一范围内)也可能会极大地改变仿真行为。 我没有在 DS 中找到任何关于它的警告。 恐怕即使在 PCB 设计或生产中也可能会引入一些寄生电容。  

    谢谢  

    Robert

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    Robert、

    请查看下面的反馈。

    1、您是否可以查阅什么是正确的方法来改变输出电压通过电力方式? 我们 需要实现两种型号:阶跃变化(例如通过很少的 MOSFET 和数字控制)和使用 DAC 实现平稳变化。

    - Rset 是一个控制引脚。 它是内部 E/A(误差放大器)的负输入、用于控制逻辑的输入。 话虽如此、但不建议像这样连接 MOSFET、因为您是在控制环路中添加 MOSFET 的 Coss 电容。 SW 节点和 FB 引脚之间反馈电阻器的情况类似。

    -当次级开关电流为零时,采样反馈感应开关电压和 VIN,就在二极管停止导通之前,这样它就避免了布局中寄生元件产生的任何 I*R 压降。 因此、我们需要避免与 RSET 引脚上的单个电阻器进行任何额外连接。

    -我们从未见过这样的情况,其中 Vout 需要改变与此系列产品,所以我们无法为此提供解决方案。 我建议寻找可变输出电压的替代解决方案。

    2、Rset 的允许范围是多少,偏离建议的 12.1k 可能会产生什么后果?

    使用 12.1k Ω 电阻是为了方便计算。 VREF 电压、即连接在内部 E/A 正输入端的电压 VREF=1.21V、因此在计算 RFB 的公式(见下文)中、RFB 只是反射 Vout x10、单位为 k Ω。

      

    Rset 的值可以与 12.1k Ω 不同、RFB 需要按照待计算的公式进行计算。 建议在 K Ω 范围内以降低功率损耗(尤其是在空载时)。

    3、有没有办法调整控制回路响应——那种外部补偿回路?  

    无法实现、因为 补偿器位于 IC 内部、无法修改(见下文)。

    4、您会不会这样。 详细说明外部电容对 Rset 节点的影响?  我们已经注意到、连接到 Rset 的外部电容器(即使在 pF 的十分之一范围内)也可能会极大地改变仿真行为。 我没有在 DS 中找到任何关于它的警告。 恐怕即使在 PCB 设计或生产中也可能会引入一些寄生电容。  

    -如上所述、RSET 对于实现良好的输出电压检测和理想的环路调节至关重要。  

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    好的、感谢您的澄清、这基本上意味着我们不能按照所考虑的那样将此产品用于变量输出。

    您是否建议在可变输出可行的情况下、选用 TI 产品系列中的隔离式转换器? 我们希望变压器上不使用光耦合器或额外的绕组。 它应该有某种调节、因此 Fly-Buck 不太理想。

    谢谢

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Robert、

    最可行的解决方案是使用多绕组变压器来设置不同的 Vout 选项。 我不知道有任何具有可变输出的隔离式转换器。

    谢谢你

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好 Manuel、

    感谢您花时间与我一起。 反正我们还没有解决方案。  

    我无法相信您没有看到采用具有可变输出的隔离式转换器的设计... 这似乎很奇怪、因为 TI 工厂上有大量有关如何控制直流非隔离式转换器(例如 TIDU533 或 SLVAEJ4)输出  的材料。

    当然、隔离式 Flybuck 转换器也可通过 MOSFET/DAC 进行控制、我们已经使用 LM5160 等器件进行了测试、但我们更倾向于使用 PSR 类型。

    您是否希望有人对可变输出设计有经验、请咨询您的同事。

    谢谢

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    Robert、

    对不完整的回答表示歉意。 我查看了您提到的 TIDU533 参考设计、实际上我们可以使用 LM5181 通过类似的技术更改输出电压。 在该参考设计中、它们使用电位器 TPL0401A 来更改降压转换器的一个反馈电阻。 在我们的示例中、我们可以使用相同的电位器(或类似器件)更改 RSET 电阻。 电位器的优点是它不会向最终的 RSET 电阻值增加任何电容。

    TPL0401A 具有一个内部 I2C 接口、可用于连接 MCU 并控制电位器的电阻。

    通过公式 Rfb=(Vout+Vd)*RSet/RSET、可以估算 Vref 的最小值和最大值以得到 5V<Vout<15V。 之后、我建议实现与参考设计类似的分压器(见下文)。 在您的情况下、不需要 R7、而只需要 R11、R10 和 POT。 当电位器为 0 欧姆时、您将有一个 Rset=~R10=Rsetmin。 另一方面、当 POT 的电阻非常大时、您将得到 Rset=~R11=Rsetmax。 希望这对您有所帮助。

    谢谢你