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[参考译文] UCC28250:占空比钳位与输入电压间的关系

Guru**** 1693050 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28250, UC3842, UCC28251
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/1133357/ucc28250-duty-cycle-clamp-vs-input-voltage

器件型号:UCC28250
主题中讨论的其他器件: UC3842UCC28251

尊敬的支持团队:

我们将 UCC28250用作隔离式全桥44V -> 12V 的 PWM 控制器。
该控制器通过电压前馈配置为初级侧控制。 (输入电压可能在30至50V 之间变化)

我们在次级侧使用放大器进行调节、并在 EA+引脚上提供隔离式反馈。 UCC28250内部放大器作为电压跟随器进行连接。
我使用的隔离器的电压限制为2.7V、因此最大 COMP 电压应为2.7V。

虽然我可以计算斜坡引脚上的峰值电压、但在 COMP 比较生成 PWM 之前、我不知道该信号中添加的电压偏移(红色矩形)(下图 CF)。

我知道斜坡电压被内部钳位到4V,我是否有使用此钳位来限制占空比的风险? (即具有达到最大 COMP 电压的重要电压斜坡、从而限制占空比)

移动电压(在 PWM 比较器之前)是否也被钳制? 如果是、则连接到什么电压

限制占空比的推荐方法是什么(与输入电压相关的限制:即28Vin 时为50%、56Vin 时为25%)? 我必须承认、我不理解数据表第19页(尤其是方程式(6))。
COMP 电压是否应以某种方式限制?如果内部比较器处于电压跟随器配置中,是否足以限制 EA+引脚?

感谢您的回答、祝您愉快、
鲍杜安

  • 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。

    鲍杜安

    我在下面复制/粘贴了一份文件、尝试单独回答您的每一个问题。

    "我知道斜坡电压被内部钳位到4V、我是否有将此钳位用于占空比限制的风险? (即具有达到最大 COMP 电压的重要电压斜坡、从而限制占空比)"

    • 不、您参考的公式6显示了如何确定 DMAX

    移动电压(在 PWM 比较器之前)是否也被钳制? 如果是、则连接到什么电压

    • RAMP/CS 引脚被钳位至4V、偏移为1.4V (公式6的分子)、因此 PWM 比较器被有效钳位至4V-1.6V。

    限制占空比的推荐方法是什么(与输入电压相关的限制:即28Vin 时为50%、56Vin 时为25%)? 我必须承认、我不理解数据表第19页(尤其是方程式(6))。

    • 钳位只是设置一个允许的最大占空比。 如果功率级尝试命令一个大于您设定的 DMAX 的占空比、输出电压将开始下降。 我们不会在各种输入电压下设置钳位。 占空比将是根据 VIN、VOUT 和变压器匝数比调节输出所需的占空比。

    COMP 电压是否应通过某种方式加以限制?如果内部比较器处于电压跟随器配置、是否足以限制 EA+引脚?

    • 您无需限制 COMP、只需根据公式4-6为 DMAX 设置控制器即可

    此致、

    Steve M

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    尊敬的 Steve:

    感谢您的回答、但我不理解如何执行占空比限制、数据表对此不清楚。 我假设限制仅是由于 COMP 电压的限制(它可能被内部钳制?) 在对 PWM 进行比较之前的偏移斜坡波形(因此了解数据表中未给出的偏移非常重要)。 我是在这一点上,还是缺少一些东西?

    了解这一点将有助于我了解数据表上的各种公式。 目前、我无法将它们链接到任何已知机制。 因此、还必须考虑器件内部的任何电压限制。

    您会发现斜坡不应超过的电平的不同值:2.3V (COMP 第21章)、2.7V (p4、建议运行条件)、而对于等式6、您可能会发现更高的电压(对于 Dmax=0.45、大约为3.1V)、这就是我有点迷路的原因。

    斜坡峰值通过前馈斜坡生成与输入电压相连。 我理解、如果斜坡在任何给定输入电压下从未超过2.3V、那么您完全不应有占空比限制。 除非您在 其他 UCC28250功能没有问题时从外部钳制 COMP 电压。 我现在正是这样吗?

    祝你度过美好的一天!

    鲍杜安

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    您会发现斜坡不应超过的级别有不同的值:2.3V (COMP 第21页)

    • 本节是指 PWM 比较器的最大输入共模电压为2.8V 的 CMC。建议将斜坡的峰值编程为低于2.3V。这是在内部进行编程和设置的、但 根据您使用电压误差放大器的增益大小和方式、您可能还需要钳制 COMP、如图31所示。 重点是在限制范围内进行设计、这意味着共模电压< 2.8V。  您使用的是最大输出为2.7V 的次级侧放大器、然后使用 UCC28250作为电压跟随器、这样您就很好了。

    2.7V (p4、建议运行条件)

    • 本节重点介绍 了推荐的控制器操作。 建议的 最大斜坡/CS 值为2.7V

    使用公式6、您可能会发现更高的电压(当 Dmax=0.45时、大约为3.1V)、这就是我有一点迷路的原因。

    • 这个等式位于具有 FF 的 VMC 部分下、我认为您应该重点关注这一点。 如果您在具有 FF 的 VMC 中使用控制器、请应用等式4-6来设置您的最大占空比钳位。

    斜坡峰值通过前馈斜坡生成与输入电压相连。 我理解、如果斜坡在任何给定输入电压下从未超过2.3V、那么您完全不应有占空比限制。

    • 请参阅以上第一个问题的答案。 对于 CMC、感测到的电流与 PWM 比较器输入端的电压放大器误差信号进行比较。 对于 VMC、您可以通过方程式5中的 VCHARGE 设置电压斜坡的峰值、实际上、您可以根据您选择的 DMAX 将 VCHARGE 替换为1.4V/DMAX。
    • 1.4V 是您突出显示的红色框所示的偏移。 即使在像 UC3842这样的传统控制器中、也可以看到下面两个二极管显示的~1.4V 偏移。 我们不会测量该值或在数据表的参数表中指定该值。
    • 在外部钳制 COMP 的需求仅是为了确保通用 PWM 电压不超过2.8V -您的无法做到。

    此外、您是否还试用了 UCC28250仿真模型和/或 Excel 设计工具、您可以从 此处的产品文件夹中下载该工具

    此致、

    Steve

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    您好、Steve、
    再次感谢您的回复、但我无法用您提供的信息得出结论。

    是的、我忘记提到我们处于前馈的电压模式。

    您没有讨论过它、但我假设占空比限制仅是由于 COMP 电压的限制以及 PWM 形成比较之前的偏移斜坡波形。

    因此,要计算占空比限制容差,我们需要:
    1 -我的第一条消息中红色方形的电压偏移值和容差。 您讨论的是1.4V、但我们在实验中测量的值大约为350mV
    2 - COMP 限制的容差、在数据表中、最小值为2.8V、标称值为3V、但未给出最大值。

    如果没有这些信息、我们就无法计算占空比限制容差、这是有问题的、因为:
    1-我们希望占空比限制的最小值仍然高于调节的正常值(待调节)
    2 -如果我们在环路打开时松开调节、出于某种原因、我们想知道占空比可能需要评估这种情况下的最大输出电压的最大值。

    您是否具有上述电压偏移的值和容差?

    祝你度过美好的一天

    鲍杜安

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    我们讨论的电压偏移不是最终测试时测量的参数、因此数据表中未指定该参数。 我将与设计团队核实并了解我们可以提供哪些指导。

    Steve

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    鲍杜安

    我曾咨询过 IC 设计经理、他查看了 IC 原理图并运行了一些示波器。 以下是他报告的内容:

    根据原理图、此斜坡/CS 偏移的标称值应为@ 0.4V、+/-40%。  

    关于 DMAX,能够达到最大占空比(在2*fsw–频率周期的一半内)的斜坡/CS 目标 Vpk 的标称值应为(COMP 输出高电平–斜坡/CS 偏移)。  但是,由于这两种方法都有很大的差异,所以您真的不知道您会得到什么。  如果您真的希望能够控制最大占空比,则需要使用推荐的外部 COMP 钳位并相应地设计斜坡/CS,但您仍将携带数据表中未捕获的斜坡/CS 偏移容差变化。  这些方程似乎提供了一般性、而不是 DMAX 控制的精确结果。

    我仍然不清楚 DMAX 等式中的1.4V。  这肯定会保证“100%”的占空比(对于100%的占空比,COMP 为~1.8V,Vpk = 1.4V)。  我不知道1.4V 来自何处、对于100%占空比而言似乎过于保守、并使您无法设计更低的占空比。  您还将注意到、UCC28251数据表中删除了 DMAX 公式-这是另一个表明它不准确或不易理解的迹象。

    此致、

    Steve M

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    尊敬的 Steven、非常感谢您的回答、我现在了解了这种责任限制的工作原理。
    也感谢偏移值。

    对于我们来说、没有精确的钳位是可以的、但我们需要知道如何计算它。

    祝你度过美好的一天!

    鲍杜安