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[参考译文] UCC28951:PSFB 磁化电感器计算

Guru**** 2538955 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28951

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/1048493/ucc28951-psfb-magnetizing-inductor-calculation

器件型号:UCC28951

您好!

我正在为 POL 应用(20-40V 至1.3V/60A)设计 PSFB 转换器、我想在次级侧使用具有倍流整流器的 UCC28951。

我目前正在计算变压器参数。 我的匝数比为5、并且我已经选择了垫片电感器来实现超过50%最大负载电流(即60A)的 ZVS、如数据表中所示。

我的问题是、出于变压器体积考虑、我希望尽可能低的磁化电感。

数据表解释(第42页)、如果磁化电流过高、控制器可能会失去电流模式控制。 然后、它给出了一个计算最小值的公式(请参阅随附的图像)。

我想知道:

1) 1)为什么在出现高 MAG 电流时控制器失去控制;

2)公式来自何处(因为我需要将其调整为倍流整流器);

3)由于公式使用典型占空比(而不是最小值)、它实际上是一个最小值吗?

 提前感谢!

T é o

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    您好!

    1) 您的磁化电流 将类似于电流感应电阻器上的 PWM 斜坡。  这就是导致它达到电压模式控制的原因。

    2) 如果输出电感器设计用于30%的纹波。  PWM 斜坡的附加斜率为15%。  这应该足以使其保持电压模式控制。

    3) 您还可以确保 ILAMG 增加的斜率小于电流感应信号的15%。

    此致、

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    您好!

    感谢您的回答。 我理解该公式。

    但是、我不明白为什么分子中有一个(1-Dtyp)。 在我看来,它应该只是 Dtyp,因为磁化电流在 D*TSW/2期间而不是在(1-D)*TSW/2期间上升/下降。 我在这里犯了个错误吗?

    另一个问题是、如果我将输出电感器设计为小于30%的纹波、会发生什么情况? 我是否仍然必须将磁化电流设为15%,或者在输出电感器电流斜率下降时是否应减小该电流?

    谢谢。

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    您好!

     我认为1-Dtyp 与斜率补偿有关。  在这里、您通常会将电感器的斜率减半。  该公式试图 选择 Lmag、因此它不会增加过多的 PWM 斜坡。  它使用输出电感器下降斜率作为参考点。

    我在30%的电感器纹波电流上犯了错误。   我查看了应用手册、输出电感器(LOUT)是根据公式8中20%的纹波设计的。

    此致、

     

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    您好!

    我在类似的主题中读到(1-D)与电感电流的下降斜率有关:

    https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/854195/ucc28950-calculate-magnetic-inductance-for-psfb

    https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/783125/ucc28950-some-questions-about-controller

    不过,据我了解,感测到的电流(即输入电流的图像)是输出电感电流的上升斜率+功率传输阶段(Dtyp)期间的 MAG 电流的斜率,当输出电感电流降低时((1-Dtyp) TSW/2)为0:

    我不明白为什么这里的下斜率很重要、因为它甚至不会出现在感应电流上!

    由于公式(30)基于磁化电流纹波计算,因此我们应考虑 DMAG 电流增加并影响感测到的电流的 DTYR*TSW/2相位。 MAG 电流纹波应小于输出电感器纹波的50%,以使控制器不受 VMC 的影响,然后我们可以:

    我们最终得到:

    我的推理中可能犯了一个大错误><。 如果我缺少明显的东西、请告诉我。

    此致

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    我将在星期一尝试研究这个问题

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    您好!

    公式中使用的内容用于设计600W 评估模块。  当遇到大信号瞬变时、该设计没有次谐波振荡。   https://www.ti.com/lit/pdf/sluub02

    该计算旨在为您提供一些指导、以使您不受电压模式控制的影响。  但是、如果您使用的是 DTYP、而不是1-D、则很可能仍然可以工作。   

    在所有设计中、您应该使用网络分析器以及负载和线路瞬变测试设计的稳定性。

    如果您的设计确实进入电压模式控制、您将在输出电容和电感的相互作用之间有一个双极点。   

    此致、

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    您好!

    感谢您的回答。

    我可以获取 D 和1-D 之间的最大值、这是肯定的。

    我最初采用尽可能低的 Lmag 来增加 ZVS 负载范围、但由于控制器提供突发模式、我不需要这么多。

    控制器进入电压模式控制有哪些缺点? 我知道有次谐波振荡、但对于控制器正常运行是否还有其他考虑因素? (特别是在轻负载时:突发模式是否仍然工作?)

    此致

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    您好!

    如果转换器在电压模式控制下运行、您的控制中将有一个双极点、用于根据 Loot 和 Cout 输出传递函数。

    此外、如果您在电压模式控制下运行、则可能会使变压器饱和。  在设计峰值电流模式控制时、您可以避免这种情况。

    就突发模式而言、这种模式基于电压放大器要求的占空比低于 Rtmin 要求。  电压模式控制或峰值电流模式控制仍将是这种情况。

    此致、

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    您好!

    我有最后一个问题。 由于电流模式控制基于输出电感器电流斜率,我可以在多大程度上降低其纹波? 如果纹波较低,控制器是否会发生故障或对噪声更敏感? 我在数据表中看不到任何感测到的电流振幅的绝对最小值。

    此致。

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    您好!

    如果担心噪声、您仍然能够在电流感应引脚上进行 RC 滤波。   只需将功率频率设置为开关频率的10倍。

    这也是峰值电流模式控制、设计为以最大2V 的电压运行、典型值为1.8V 的最大电压。  这应该会为您提供一些噪声与信号的比值。  在轻负载下可能会成为一个问题。  但是、当有小电流感测信号可用时、斜坡补偿通常有助于提供 PWM 信号。

    此致、