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[参考译文] LM51561-Q1:如何设计 SEPIC 和放大器;CUK?

Guru**** 1646690 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5156-Q1, LM2611, TLV271, LM51561-Q1, TPS54202, LM5013, LM5013-Q1
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/1122228/lm51561-q1-how-to-design-for-sepic-cuk

器件型号:LM51561-Q1
主题中讨论的其他器件:LM5156-Q1LM2611TLV271TPS54202LM5013LM5013-Q1

大家好、

目前、我们有一些电源电路设计需要如下所示:

Q1:VIN:DC+12V、Vout:-4V~-21V /IccMax:2A

Q2:Vin:DC+12V、Vout:-0.3V~-5V /IccMax:1A

Q3:输入电压:直流+12V、输出电压:+5V~+28V /IccMax:2.5A

Q4:输入电压:直流+12V、输出电压:+14V~+21V /IccMax:4.5A

LM5156-Q1是否有适合 SEPIC 和 CUK 的设计方法、能否满足上述要求?
如果是、请帮助我们开始设计。
如果没有、请帮助我们找到合适的解决方案。
我们选择使用 SEPIC 和 CUK 架构、因为我们的客户目前正在使用 SEPIC 和 CUK 架构。
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    郑伟蔡您好、

    感谢您通过 e2e 与我们取得成功。
    您的询问将在周末送达我。 我将在下周初查看您的问题。

    此致、
    哈里

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    郑伟蔡您好、

    很抱歉我让你久等了。

    我了解了不同的实现方式、如何使用我们的器件生成负电压。

    我们的专用 CUC 器件 LM2611无法满足这些要求。
    使用纯升压器件时、您可以使用 TLV271等附加放大器将负输出电压转换为正反馈电压。
    也可以使用降压控制器来生成负电压。

    但是、当您提到 SEPIC 架构时、我想知道为什么您不考虑(非隔离式)反激式拓扑。
    这可以涵盖列出的所有要求、并且还可以组合多个输出轨。

    我有几个问题:
    列出的输出电压为何在如此宽的范围内变化?
    它们是否应该可调节(甚至在运行期间也是如此)?
    或者这些电压是否适用于不同的设计?

    精度要求是什么(当多个输出轨相结合时、精度会稍低)。

    是否已经选择/确定了上述器件(LM51561-Q1)?
    原因是什么?

    谢谢、此致、
    哈里

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    你好,Harry


    列出的输出电压为何在如此宽的范围内变化?  不同固件设置的不同固件。
    它们是否应该可调节(甚至在运行期间也是如此)?  目前、我们的设计使用电流反馈功率 IC、并使用外部连接 DAC 电路来增大或减小该反馈的电流、以实现更改输出电压的目的。 我们知道、这种反馈架构 不受欢迎。 因此、我们现在考虑将此设计更改为反馈的分压器、我们将使用不同的 BOM (分压电阻器)而不是外部 DAC。
    或者这些电压是否适用于不同的设计? 是的、您也可以这么认为。

    精度要求是什么(当多个输出轨相结合时、精度会稍低)。 通常、 每组电路的精度需要+-1V

    是否已经选择/确定了上述器件(LM51561-Q1)? 还没有、 请提供更多建议
    原因是什么?

    顺便说一下、我们列出了如此宽的范围、因为我们想知道每组电压输出、最小值和最大值、是否能够满足我们的需求

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    郑伟蔡您好、

    我不确定是否理解正确。
    器件售出后、电压是否应在特定设置下保持稳定?
    在该 cas 中、可以使用一些固定反馈分频器。

    还是可以在器件使用时调整输出电压?
    然后、您需要使用某种 DAC 进行设置并对不同的电压进行编程。

    请您澄清一下。

    此外、如果需要调节电压、是否需要单独更改全部四个电压?

    我提出这一问题的原因是、在反激式拓扑中、您可以使用单个控制器创建多个电压。
    变压器绕组的匝数比将决定输出电压。

    但是、如果您修改一个电压设置、其他电压设置也会相应地更改。

    请告诉我。

    谢谢、
    哈里

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    你好,Harry

    我们认为我们的电流设计不是问题、因为我们只想更改电流设计。
    我们的应用是电子纸的计时控制板、它就像 LCD TCON 板一样。
    由于空间有限,我们希望每一组权力都不需要太多的空间。
    我们需要您的帮助来告诉我们、TI 是否具有 ADI_LT3471双路电源输出、是否可用于升压或反向器功能解决方案(SEPIC/CUK)、并符合我们的规格。  如果您有其他建议、请告诉我们要使用哪个器件以及如何开始设计。

    让我重新描述规范要求:
    Q1:VIN:DC+12V、Vout:-4V~-21V /IccMax:2A
    电压说明:电源 IC 必须能够输出最大值为-4V、最小值为-21V 的电压、在特定时间段内不会发生变化。 其他规格具有与此相同的含义。

    谢谢。

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    郑伟蔡您好、

    双路输出控制器将是一项新要求。
    我将向我的同事询问、然后回来讨论这个问题。
    这是必去之地吗?

    我更想使用具有多个绕组的反激式拓扑来实现多个输出。
    但是、如前所述、变压器绕组的匝数比将定义两个输出电压之间的固定复用器/比率。

    示例:
    Q1:Vout=-20V、   Q2:Vout=-5V   => 比率= 4:1
    因此、如果 Q1:Vout =-4V、 Q2:Vout 将为-1V   (相同比率)
    如果需要不同的比率、则需要在电路板上安装不同的反激式变压器。

    这种限制是否可以接受?

    谢谢、
    哈里

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    你好,Harry

    我很抱歉让你误解了。
    让我重新解释一下我的要求、我需要如下单独的电源输出集:
    要求1:直流输入+12V/Vout (max)=-0.3V (通过反馈分压电阻、我可以使用不同的电阻值​​或可变电阻、调节 Vout=-0.3V ~-21V)
    要求2:直流输入+12V/Vout (min)=+5V (通过反馈分压电阻、我可以使用不同的电阻值​​或可变电阻器来调节 Vout =+5V ~+28V)
    前面提到的 IccMax 是瞬时的、不是连续的、因此请至少具有3安培的容量、我将使用电容器来补偿其他不足的部件。

    由于电子纸的计时控制板、正电压和负电压被视为一个组、因此我们希望找到 TI 的 LT3471等产品、恰好是 SEPIC 输出正电压、而 CUK 输出负电压。

    谢谢。

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    郑伟蔡您好、

    不知怎么说,这次讨论是围绕着这个问题进行的,我对此表示歉意。
    我的想法是、您希望能够单独配置每个输出电压、并且两个输出之间的固定可靠性是不可接受的。

    我无法理解 LT3471如何处理您列出的当前要求、以及这是如何为您的应用提供解决方案。
    TI 提供的 CUK 转换器具有低功耗特性、不满足您的电源要求。
    您可以使用降压转换器并以这种方式进行连接、以生成负输出电压:

    或者、正如我提到过的、我们的许多升压转换器可用于反激式拓扑。
    如果输出电压之间不允许存在固定相关性、则最终可能会有四个单独的转换器。

    此致、
    哈里

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    你好,Harry

    我无法从数据表中找到与输出电压相关的计算。
    是否有不同的正电压和负电压公式?
    请向我们提供方程式。
    TPS54202似乎仅为 Vout (max)+26V、我们的 Vout (max)要求为28V。

    如果您有其他建议、请告诉我们该模型及其设计方法、请将要求1和要求2视为独立案例。

    我觉得您仍然误解了我的要求。 电源 IC 输出一组正电压和一组负电压。 电路设计中的这两者之间不应存在任何关系。 他们应被视为独立的个人。

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    郑伟蔡您好、

    我知道所有电压输出都应单独处理、因此不能选择在输出电压之间具有固定相关性的反激式。

    因此、由于我们的 CUK 转换器无法满足您的要求、我建议使用降压转换器生成负输出电压。

    我要为图像的混乱表示歉意。
    该图像只是为了展示如何使用降压转换器产生负电压的概念。
    我想删除器件型号、但最后忘记了

    当然、您需要选择可满足预期额定值的不同降压转换器 IC。

    我不负责降压转换器、也不了解我们提供的不同器件的额定值。
    如果您可以选择此概念、请告诉我、我们将需要另一位专家来帮助您。

    此致、
    哈里

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    你好,Harry

    我不负责降压转换器、也不了解我们提供的不同器件的额定值。
    如果您可以选择此概念、请告诉我、我们将需要另一位专家来帮助您。  明白。 请帮助我们告诉专家我们需要什么。

    谢谢

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    您好、Jung Wei、

    对于这些特定的电压轨、我建议使用 Webench 的电源设计工具来选择合适的器件。  

    如果您有任何其他问题、请告诉我。

    此致、

    Richard

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    你(们)好 Richard

    我们的要求如下、Webench 无法找到我们的要求、如-0.3V OUT

    要求1:直流输入+12V/Vout (max)=-0.3V (通过反馈分压电阻、我可以使用不同的电阻值​​或可变电阻、调节 Vout=-0.3V ~-21V)
    要求2:直流输入+12V/Vout (min)=+5V (通过反馈分压电阻、我可以使用不同的电阻值​​或可变电阻器来调节 Vout =+5V ~+28V)

    谢谢

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    您好、Jung Wei、

    我已收到您的电源要求已更改的通知。 您的转换器需要能够支持输入电压的绝对值与输出电压的绝对值之和。  

    例如、如果输入电压为12V、输出电压为-21、则需要一个能够支持至少33V 工作电压的转换器。 我还随附了应用手册: https://www.ti.com/lit/an/snva856a/snva856a.pdf?ts=1660345461695&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F#:~:text=A%20unique%20DC%2FDC%20converter,in%20line%20and%20load%20connections

    对于其中一个、我建议使用 LM5013。

    此致、

    Richard

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    你(们)好 Richard

    LM5013可以满足 Vout =-0.3V?的要求

    我看到 LM5013-Q1产品参数、Vout (min)=1.2V、

    如果我们误解了、请告知我们、谢谢!

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    您好、Jung Wei、

    抱歉、我没有考虑 VOUT =-0.3V。 您可以尝试使用反相降压升压来生成负电压、然后使用负 LDO 生成-0.3V。

    例如、这是一种可能的 LDO: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps7a39.pdf?ts=1660621160965&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F、但我建议您查看 LDO 产品系列以了解更多详细信息。

    此致、

    Richard