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[参考译文] MC33063A:反相转换器应用组件选择和操作

Guru**** 1689980 points
Other Parts Discussed in Thread: MC33063A
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/1126079/mc33063a-inverting-converter-application-component-selection-and-operation

部件号:MC33063A

               我正在尝试使用 MC33063A IC 组合设计,但在使其在工作台上正常工作时遇到了一些问题。  我尝试在反相稳压器设置中使用该芯片、并使用外部 NPN 开关来产生-25.75V 电压轨@ 75mA 的输出电流。  下面是我的原理图(R5是转换器的负载–设置为在-25.75V 时消耗75mA 电流)。  当我对其进行仿真时、我获得了正确的输出调节、但当我在工作台上构建它时、它只会在极轻的负载下正确调节。  在电阻低于约2.3k Ω(约11mA)的任何负载下、输出电压都会被拉低。  我附加了一些图来显示我看到的情况-它们是6300欧姆、2300欧姆和1300欧姆的电阻负载(原理图中的 R5)。  当电感器不再处于不连续模式时,我似乎达到了某种功率限制,但我不能确切地知道发生这种情况的原因,也不知道我的计算有什么错误。  我尝试将 R1降低到较低的值,但没有效果。  我尝试过多个 CT 电容器,但没有效果。  我认为我没有违反二极管或 NPN 晶体管上的任何电气额定值。  电感器的额定峰值为1A,我没有接近它。  如果您能提供任何帮助、我们将不胜感激。  谢谢。

下面是我的组件选择设计公式。  它遵循 https://www.ti.com/lit/ds/symlink/mc34063a.pdf 数据表9.2.1.2中列出的公式。

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    你好 Joe、

    感谢您通过 e2e 与我们联系。
    我会查看您的问题、但由于周一将是一家银行、因此可能需要等到下周中旬才能收到。

    此致、
    哈里

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    你好 Joe、

    我观察到了三个方面:
    选择的开关频率非常低。
           它应该大约为100kHz。


    -输出电容过低。
           它 µF µF 为330 μ F、数据表甚至显示1000 μ F

    -根本没有输入电容器。
           µF µF 数据表显示100 μ F、我还建议在输入侧使用更大的电容器(高达多个1000 μ F)。 这取决于您的电源。

    µF、最好将10 μ F 陶瓷电容器尽可能靠近输入引脚和整流器二极管放置、并在其后面使用具有低 ESR 的大铝电解电容器。

    此致、
    哈里

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    哈里

    感谢您的回复。

    对于开关频率、我认为*应该*没有什么(尽管我尝试以100kHz 的频率运行、结果非常相似)。  我正在尝试替换一个运行频率约为50kHz 的现有设计(使用新日本无线电2630D 芯片)、因此我只是尝试保持开关频率。  在数据表(图8)中的参考设计中、为 CT 引脚显示了一个1.5nF 电容、这将提供比我的设计更低的频率。  我选择的电感值是根据该~41kHz 频率计算得出的。

    对于输出电容器、我将进行详细介绍。  前一个设计中使用的是10uF、我只是复制了它。  输出电压轨看起来非常稳定、只有我使用的10uF 铝电解电容器、但很容易在那里放置1000uF 电容器、看看是否有任何改进。

    我的输入电容确实为几百 uF;我只是在仿真中没有对其建模、因为我正在为 电源轨使用理想的电压源。

    电感器电流不均匀的波形图上-是否应该发生这种情况?  或者、它是否表明我应该更仔细观察的内容?  我不知道为什么某些周期的导通时间只有其他周期的一半。

    谢谢、
    Joe

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    你好 Joe、

    今天是我们的银行假日。

    对于输入/ 输出电容器、请确保将使用陶瓷电容器和低 ESR +低 ESL 铝电解电容器的组合。

    此致、

    哈里  

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    Joe、您好!

    有可能达到最大占空比80%。 与 CCM 相比、DCM 下的增益更高。 您可以降低电感以检查它是否有用。

    此致、

    Feng Ji

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    谢谢。  降低电感无疑会有所帮助。  我上周也测试过这个。  我的问题是、我在工作台上使用的值与我从9.2.1.2中的公式计算得出的值之间不匹配。

    我不考虑最大占空比限制。  我在数据表中没有看到将80%列为最大值的任何地方、我将需要更高的值:

    这是标称输入和输出电压。  如果将容差考虑在内、最坏情况下可能会达到88%。  您能告诉我在哪里列出了最大80%的值吗?

    谢谢、
    Joe

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    Joe、您好!

    我在产品文件夹中阅读它。

    https://www.ti.com/product/MC33063A

    此致、

    Feng Ji

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    谢谢-我没有查看产品文件夹。

    那么、我想这就是问题所在。  我将重新调整我的设计、以避免直接跳到-25.75V。  在整个应用中、我通过变压器生成多个输出电压。  我只需添加一个可调节至较低电压的绕组、并设置变压器匝数比、即可在需要时获得-25.75。

    今天、我将使用此更新试验电路板设计、并关闭此问题、假设问题已解决。

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    遗憾的是、这些更改并未真正解决我的问题。  以下是我的更新原理图:

    我添加了一组输出电容- 1500uF 铝电解电容和10uF 陶瓷电容。  我仍然有一组输入电容-它不在仿真图中。

    我将稳压电压降低至-11.667V、而不是之前的-25.75V。  我现在需要的输出电流为128mA、相当于~91 Ω 负载。

    我将开关频率保持在45kHz 左右、并将电感降低到68uH。  这是我得到的值  

    我仍然会得到奇怪的开关波形:

    当 Rload=1300欧姆(大约9mA)时、我会得到一种突发模式、其中转换器运行几个周期、然后关闭一段时间、然后重复。  当它打开时、看起来它以最大占空比运行、并且电感器电流看起来不稳定。  它看起来像

    当 Rload=300欧姆(大约39mA)时、我得到的结果相同、但突发之间的时间会缩短。  如果我让它在这种情况下运行、输入电流开始增大-我认为某种情况会进入热失控状态、但我没有将其保持足够长的时间来观察。

    当 Rload=200欧姆(约58mA)时、会停止突发、并持续在此模式下运行。  输入电流会快速上升、我不想让它保持开启状态超过10秒。

    我还通读 了 https://www.ti.com/lit/an/slva252b/slva252b.pdf 的第4和第5节、 但这并不能帮助我了解我的错误。

    更新了以下设计公式:

    谢谢、
    Joe

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    如果它有用、如果我不使用外部开关、我会得到相同的行为-实际上、这甚至更糟糕。  我移除了 Q2和 R2、然后将 IC 的引脚2连接到阴极电感器网络。  我还尝试了从68uH 到150uH 的多个电感、但没有真正的改进。  在轻负载时、我调节只是正常的、但在某些情况下、看起来电感器电流开始上升、Iin 开始快速增加、我不得不关闭5V 输入、以免导致冒烟。

    我能否对我的设计公式进行第二组观察、以确保我了解芯片希望我如何计算所需的电感?  我感到自己的低得令人难以置信。  如果我使用与 MC33063a 芯片无关的计算电感方法、我会得到接近1600uH 的结果:

    谢谢、
    Joe

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    Joe、您好!

    在 slva252b 中、建议将转换器置于 DCM (针对满负载的 BCM)模式、这意味着纹波系数将为200%。

    30%是  CCM 的合理纹波系数、但请注意、纹波系数应为(纹波电流)/(电感器电流)、而非(纹波电流)/(输出电流)。 这会导致您的计算中出现更大的电感器。

    此致、

    Feng Ji

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    你好 Joe、

    我们有一段时间没有收到您的消息、因此我假设您的问题已经解决、我现在将关闭此主题。
    您可以重新打开它、或者在锁定后启动一个新的。

    此致、
    哈里