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[参考译文] UCC2897A:是否可以使用功率为 240W (50–140V→24V) 的 UCC2897A 有源钳位正向拓扑?

Guru**** 2782485 points

Other Parts Discussed in Thread: UCC2897A, UCC21550

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/1596242/ucc2897a-can-i-use-ucc2897a-active-clamp-forward-for-240-w-50-140-v-24-v

器件型号: UCC2897A
主题中讨论的其他器件: UCC21550

SLUC662.xlsx 

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    TI E2E 团队大家好、

    我正在设计一个隔离式有源钳位正激式转换器、希望对是否提供反馈 UCC2897A 适用于我的应用以及随附的设计电子表格中的磁性元件/元件选择。

    主要规格

    • 输入 (Vin): 50–140 V

    • 输出 (Vout): 24V

    • 输出电流: 10.5 A.

    • 输出功率: 240 瓦

    • 开关频率: 100kHz

    • 目标效率: >93%(在标称输入端)

    • 拓扑: 有源钳位正向

    • 正在考虑的控制人: UCC2897A

    • 附件: design_calculations.xlsx(包含变压器匝数,磁芯选择,LP/LCD Ls、漏电流、估算损耗、 MOSFET 选择、缓冲器/钳位和效率电子表格)

    问题/请求

    1. 适用性: 是否建议将 UCC2897A 用于在 100 kHz 频率下运行并通过 50–140V 宽输入提供 240W 功率的有源钳位正激式? 此功率和输入范围下的上电/占空比/复位裕度有任何已知限制?

    2. 变压器/磁性元件: 请在电子表格中查看我的变压器匝数比、磁芯选择和估算的 LP/LP/ Ls /泄漏值。 磁芯选择、磁通摆幅 (ΔB) 和窗口使用是否适用于 100kHz 下的 240W? (我在文件中记录了 PQ32/30 N87—如果尺寸太小,请进行评论。)  

      提前致谢—感谢您的任何更正或建议。 如果有所帮助、我还可以在此处发布关键的 MOSFET、变压器和磁性元件参数、以便更快速地进行检查。

      此致、
      费尔穆鲁根
      SFO Technologies Pvt Ltd

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    尊敬的 Velmurugan:

    [报价 userid=“677568" url="“ url="~“~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1596242/ucc2897a-can-i-use-ucc2897a-active-clamp-forward-for-240-w-50-140-v-24-v/6149963 适用性: 是否建议将 UCC2897A 用于在 100 kHz 频率下运行并通过 50–140V 宽输入提供 240W 功率的有源钳位正激式? 此功率和输入范围下的电源/占空比/复位裕度有任何已知限制?

    是的、此器件适用于您预期的拓扑和应用参数。

    查看 SLUC662 设计计算器后:

    需要确保输入过压限制高于开启时的输入过压限制。 其他一切看起来都不错。  

    [报价 userid=“677568" url="“ url="~“~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1596242/ucc2897a-can-i-use-ucc2897a-active-clamp-forward-for-240-w-50-140-v-24-v/6149963 变压器/磁性元件: 请在电子表格中查看我的变压器匝数比、磁芯选择和估算的 LP/LP/ Ls /泄漏值。 磁芯选择、磁通摆幅 (ΔB) 和窗口使用是否适用于 100kHz 下的 240W? (我在文件中记录了 PQ32/30 N87—如果尺寸太小,请进行评论。)  [/报价]

    磁性元件的设计由 系统级设计人员决定。 您需要确保磁芯 材料、匝数 和横截面积 产生足够的磁通密度、以使磁芯 不饱和。 您应确保匝数比 <=1.24、以便可以强制实现 0.6 的最大占空比。  

    FET 的额定电压应等于 Vin + VCLAMP、其中 VCLAMP = Vin*D/(1-D)。

    谢谢、

    John

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    e2e.ti.com/.../ACFC_5F00_200W_5F00_UCC21550.pdf

    尊敬的 Jhon Gomez:

    您能否查看随附的设计并告诉我是否可以、或者是否需要进行任何更改?

    另外、我想确认另外一点:我正在使用 N 沟道 MOSFET 和两个 P-DRV 和 N-DRV 输出通过 UCC21550 栅极驱动器驱动 N 沟道 MOSFET
    请检查此配置、并告知我配置是否正确或是否存在任何问题。

    期待您的建议和反馈。

    谢谢、  

    费尔穆鲁根

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    尊敬的 Velmurugan:  

    原理图看起来正常、但有两件事除外。

    1.此控制器不能使用 N 沟道 FET 高侧配置。 这是因为 AUX FET 的输出适用于 使用反相逻辑与 N 沟道 FET 相比的 P 沟道 FET。   您必须使用低侧 P 沟道 FET 配置。  

    2. 2 倍 40m Ω 的电流检测电阻值似乎非常小。 建议先使用 100m 至 300m Ω 范围的电流检测电阻。  

    谢谢、

    John

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    尊敬的 John Gomez:

    感谢您发送编修。 请在下面找到我的说明和疑问:

    电流检测电阻值 (Rcs):
    关于电流检测电阻、为该控制器提供的设计计算器建议使用 ~39mΩ 的 RCS 值 因此我实施了 ×Ω 20mΩ 串联  原理图中的所有元件。
    您能否建议是否有任何特定的限制(例如抗噪性,CS 引脚最小电压或比较器精度)需要从中的更高值开始 100–300mΩ 即使计算器推导值较低、也能达到什么水平?

    2.将 N 沟道 MOSFET 用于 AUX/钳位开关:
    请注意、AUX FET 输出用于驱动 A 具有反相逻辑的 P 沟道 MOSFET 、因此是一个 不支持 N 沟道高侧配置
    请介绍一下如何正确实施 低侧 P 沟道 MOSFET 配置 用于 AUX /锁模开关?
    如有可能、请分享:

    • 不限 参考原理图/ TI 参考设计

    • 应用手册 说明了建议的 P 沟道 AUX FET 连接

    这将有助于确保正确实施。

    3.设计计算器中的电流感应选项:


    在设计计算器中、我看到两个可选的电流检测选项:

    • 电流互感器 (CT) 比

    • 大功率检测电阻

    请您澄清一下:

    • 这两种方法之间的实际差异

    • 当 CT 检测优于电阻式检测时

    • 任何对精度、功率损耗或控制器性能的影响

    您在这些要点方面的指导将对设计的最终确定非常有帮助。

    再次感谢您的支持。

    此致、
    费尔穆鲁根

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    您好、John Homez:

    1. 您能解释一下推荐用于的启动电路的运行情况吗 VIN 超过 110V 、尤其是启动电流到的方式 VDD 电容器 在这种情况下受控和受限?

    2. 在我的当前设计中、我实施了 简单的串联启动电阻 从 Vin 到 VDD、大小可将 VDD 充电电流限制为 3mA 以下的值 。 启动后、VDD 由辅助绕组供电。

    请告诉我、这种方法在我的运行条件下是否可以接受、或者是否需要考虑其他因素。

    感谢您的支持。

    此致、

    费尔穆鲁根

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    尊敬的 Velmurugan:  

    1.可以看到、此 RCS 建议基于 100:1 的电流感应变压器匝数比。 该匝数比似乎过高、并且可能不切实际。 如果实际实现这样的变压器、最终会产生非常高的电阻损耗。 您可能需要缩减匝数、以实现更实用的设计。  

    请参阅数据表和 UCC28797AEVM。 以下文档介绍了如何为有源钳位实现低侧 P 沟道 FET。  

    谢谢、

    John

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    尊敬的 Velmurugan:  

    您能解释推荐的启动电路的操作吗 VIN 超过 110V 、尤其是启动电流到的方式 VDD 电容器 在这种情况下受控制和限制?

    VIN 引脚限制为 110V。 因此、您上面显示的电路(来自参考设计 PMP22496)是一款电压高于 110V 的降压线性稳压器。 启动时、会向线性稳压器施加高输入电压、并将线性稳压器的输出 91V 施加到 VIN 引脚。 然后、Vin 引脚打开另一个内部稳压器 (JFET) 、以提供电流并为 VDD 电容器充电。 当 VDD 达到 UVLO 导通阈值时、控制器开始开关、输出电压开始上升。 此时、内部稳压器关闭。

    然后、在辅助绕组上看到输出中的反射电压、并通过二极管和电容器从辅助绕组收集能量。 因此、该 辅助绕组在启动后和转换器开关时为 VDD 控制器供电。   

    [报价 userid=“677568" url="“ url="~“~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1596242/ucc2897a-can-i-use-ucc2897a-active-clamp-forward-for-240-w-50-140-v-24-v/6163425

    在我的当前设计中、我实施了 简单的串联启动电阻 从 Vin 到 VDD、大小可将 VDD 充电电流限制为 3mA 以下的值 。 启动后、VDD 由辅助绕组供电。

    [/报价]

    在您的设计中、最大 Vin 小于 110V。 只需将输入短接至 VIN 引脚即可。 然后、内部稳压器将向 VDD 引脚提供启动电流、这将导通控制器、然后转换器将开始开关并向辅助绕组供电、然后您 的 VDD 将由辅助绕组供电。  总之、您的原理图是可以的、只需移除与 VIN 引脚串联的 10k 电阻器、然后将其替换为短接即可。  

     您提到的 3mA 与此完全无关。 3mA 最大值规格是 VDD 引脚在正常运行期间消耗的电流。  

    谢谢、

    John