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[参考译文] UCC28712:UCC28712 HV 降压转换器设计。 输出未调节至所需电压

Guru**** 1129500 points
Other Parts Discussed in Thread: PMP22557, UCC28910, UCC28712
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/1132040/ucc28712-ucc28712-hv-buck-converter-design-output-not-regulating-to-desired-voltage

器件型号:UCC28712
主题中讨论的其他器件:PMP22557UCC28910

我已经尝试了基于 PMP22557的 HV 降压转换器设计。 所需输出电压介于12V 和36V (可调节)之间、理想情况下最大输出电流为5A。 目前只组装了一个 MOSFET。  

我已经阅读过有关这种设计的其他文章、但我似乎遇到了另一个问题。 输出电压未调节至所需的12V、而是调节至更高的电压。 明天回到实验室时、我可以发布波形和其他支持内容。  

直到那时、原理图中是否有突出的东西? 我的电感器值或电流感应值可能已关闭?  

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    您好 Lucas、

    感谢您的查询。 您能告诉我们输入电压规格、以便我们验证计算结果吗?

    此致、

    Harish

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    输入电压范围与  PMP22557相同。

    50V 直流–150V 直流

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    您好 Lucas、

    您的 R1、R3和 R5看起来正常。 但根据我的计算、我觉得您的电感较高。 转换器将以 DCM 模式运行、因此 Dmag 为67%时、峰值电流 Ipp 约为20A。 您能否分享您获得100uH 值的方式、或分享您的 Excel 计算、以便进一步处理。

    谢谢你

    此致、

    Harish

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    Harish、

    我没有什么方法可以找到电感器值、而是从类似参考设计中根据下面的原理图来确定电感器值。
    https://www.ti.com/lit/df/tidm659/tidm659.pdf?ts=1662339986536。我只是在该值和  PMP22557之间选择了一个值。

    您计算了什么值? 是否有专门用于设计此类降压转换器的配套资料? 请提供任何帮助。  

    明天我将有47uH 的电感器。 您认为我需要更小的尺寸吗?

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    您好 Lucas、

    您可以使用我们的计算器工具粗略估算所需的电感。

    对于 PMP22557、我们看到它们使用了47uH。

    这是通过设置 Dmag = 67% TR= 2us 获得的、Dutymax 将为24%。 峰值电流将为1.75A、相应的电感将接近50uH。  

    这也可以通过电感器导通时间电压公式来验证。 V=LDI/dt

    L =((50-12)/1.75)*(0.2/83000)~ 50uH (0.2导通时间占空比、83khz 为 fsw)

    您可以参阅以下文档、其中显示了具有不同控制器的示例。

    https://www.ti.com/lit/an/snva750/snva750.pdf?ts=1662542115301&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

    如果您有任何疑问、请告诉我。

    谢谢你

    此致、

    Harish

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    Harish、

    感谢你的参与。 不过,我仍有问题。  

    链接文件中似乎存在一些差异。  

    根据  UCC28910的数据表、未定义 RPK 并且 VCCR = 260mV (而非540v)。  Vcste = 540v、但 该参数未在 UCC28712的数据表中定义。 对于计算电感器值的公式、也未定义 T。  


    Dmag = 67%来自哪里以及 Tr 和 Dutymax 的其他选择值? 您确切地说是如何计算 IPK 的?  

    电感器的计算结果表明、Vout 的变化也需要电感器值的变化。 这是否意味着该设计不适合可变输出、在可调节电位器以改变输出电压的情况下?

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    您好 Lucas、

    我想您会混淆两件事。 我向您介绍的非隔离式降压设计文档只是设计非隔离式降压的参考文档。 这里提到的设计公式是正确的、并且符合 UCC28910的数据表。 开关频率的选择是根据您的系统规格进行的。 本文档将其设置为60kHz。 使用带有 NPS 的 UCC28910数据表中的公式26作为1、您可以在负载电流为100mA 时获得接近1.3k Ω 的电阻(在系统规格中给出)。 在文档的等式1和2中代入此值、我们将得到电感值、但这并不接近于此处提到的值。但计算电感的过程是正确的。  

    让我们回到 UCC28712的情况、您必须定义您的 FSW。 允许的最大值为100kHz。 Excel 工作表行 D20可用于输入此值。 数据表第19页提到了为何将 TR 设置为(500kHz 频率) 良好的初步假设。 数据表中建议的维护 CC 模式的 Dmag 时间为0.425。 理想情况下、对于50V 的低压线路电压和5A 的最大输出电流、电感器设计用于此最坏情况边界模式运行点。 但基于 PMP22557、我建议使用 Dmag-67%、因为它将根据波形及其非隔离式降压配置在 DCM 模式下深度运行。 峰值电流的计算如 Excel 工作表 Vcst (max)/RCS 所示。

    更改输出电压将使输出功率从60 W 更改为180W、由于 IPEAK 的增加、这将需要更改感应电阻器。 使用与第一种情况相同的电感器也会增加纹波、因此、如果电路单独设计用于两个输出范围、则会更好。

    谢谢你

    此致、

    Harish

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    Harish、

    现在、我意识到您所参考的 Excel 工作表也在这里。
    https://www.ti.com/lit/zip/sluc590。我将进一步研究它、以便更好地了解参数。  

    我已更改为47uH 电感器。 它更接近所需的12V 输出、但仅调节至大约10.7V、即使将 R1更改为68k、这应产生略高于12V 的电压。 它有一些功能、只是不会调节到预期的输出电压。 可能与反馈有关?


    这是 Vs 上的波形。  

    这 是仅在大约32Hz 频率下发生的 DRV 脉冲序列。



    我愿意在您认为有用的任何节点上获取波形。 是否有其他波形可用于诊断问题?  

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    我在设计中使用的值似乎仍然存在问题。

    RCS 根据数据表计算如下

    由于使用了电感器、NPS=1和效率= 1。 VCCR = 0.33V、IOCC = 5A。 这会产生0.033欧姆的值、这是我要使用的值。

    现在进行峰值电流计算。  
    Vcst (max)= 0.78V (根据数据表)。 I (PEAK)=  Vcst (max)/RCS、得出的值为23.6A。

    现在用于电感器计算。
    L =((50-12)/23.6)*(0.2/83000)= 3.88uH

    此电感计算看起来非常低、但实际上可能会尝试针对如此高的输出电流调整此设计。 这看起来是对的吗?

    这也意味着 RLC = 5.9k、而不是我的原理图中当前的1k。  

    请参阅 Excel 工作表以获取帮助非常困难、因为我无法更改任何非黄色值以使其适应降压设计。 此外、参数的名称与变压器相关 、而不是与电感器相关、因此我很难将其转换为该特定应用、   

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    您好 Lucas、

    感谢您确认我之前提到的计算结果。 显然、您的电感器需要进行优化。 我已随您的设计参数附在 Excel 工作表中。  在重新运行测试之前、请根据计算更改所需的组件、并告知我们您的观察结果。

    e2e.ti.com/.../0310.UCC28710_2D00_16-Excel-Design-Tool-9-29-15.xlsx

    此致、

    Harish

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    Harish、

    好的。 我将订购要测试的新组件。 他们应于星期四抵达。 我希望在星期五取得成果。  

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    您好 Lucas、

    当然、谢谢

    此致、

    Harish

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    Harish、

    我再次使用3.3uH 和4.7uH 电感器进行了测试。 这两个问题都没有得到解决。 我还尝试了不同的 RLC 值。  

    输出仍然无法正确调节。 如果我将输入电压从50V 扫描到120V、则输出电压将从~6V 变为9V。 因此不是所需的12V 输出。

    DRV 脉冲与下图类似


    https://www.ti.com/lit/an/sluaac5/sluaac5.pdf?ts=1663447270288&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

    这似乎是发生了某种故障。 您是否知道我可以进一步检查或观察哪些内容以诊断故障?  

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    您好 Lucas、

    感谢您的回复和观察。

    IC 肯定在故障模式下工作、尝试重新启动、但由于故障未清除、此过程继续进行。  

    是否可以检查任何 OV 事件的 Vs 波形? 如果大于4.6V、则为输出过压。

    请探测 CS 引脚以检查是否存在过流故障(>1.5V)。

    ton (min)应大于数据表中提到的前沿消隐 tcsleb。

    输入欠压、其中控制器开始连续运行。 (输入欠压)。

    您能否共享 Vs 引脚和 Cs 波形以帮助解决此问题?

    此致、

    Harish