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[参考译文] UCC28740:恒流反激式转换器开发

Guru**** 2457310 points
Other Parts Discussed in Thread: TL431, UCC28740

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/1025516/ucc28740-constant-current-flyback-converter-development

器件型号:UCC28740
主题中讨论的其他器件:TL431

您好!

我正在反激式模式下开发恒流电源。 我的规格是80V 0.6A。 我开发了一个原型板。  

我的系统由24个串联的 LED 组成。 (LED 规格:VF = 3V 至4V、IF = 700mA)。

光耦电路和 TL431由发射极跟随器稳压器供电、该稳压器在高压晶体管的基极处具有12V 齐纳二极管。 基准设置电阻分压器由80V 输出供电。

对于我目前的设计、无负载电压为88.7V、这很好、但我面临下面提到的一些问题。

  1. 在我加载 LED 灯串后 、绘制的参数为64.4V 和70mA、因此 LED 强度较低、然后在大约30秒后、负载根据设计稳定至78.7V 和550mA。 为什么电路以这种方式工作?
  2. MOSFET 和输出二极管温度会随时间的推移而不断上升。 (例如:当电源接通 15分钟时、MOSFET 和二极管的温度分别超过52摄氏度和42摄氏度)

请查找随附的详细信息以供参考。 (注意:变压器绕组规格:次级侧全部28匝仅用作输出、输出二极管数据表:我仅使用来自 MURF1005CT 的单个二极管、如引脚1、引脚2和引脚3保持开路)

e2e.ti.com/.../winding-spec-_2D00_-80V_2C00_12V.pdfe2e.ti.com/.../85V-0.58A-design.pdfe2e.ti.com/.../7n70.pdfe2e.ti.com/.../MURF1005CT_5F00_ThinkiSemiconductor.pdf

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    尊敬的 Aban:

    请分享您的原理图并捕获一些波形、以显示64.4V/70mA 和78.7V/550mA 下的运行状态。 特别是在64.4V/70mA 下,请捕获 TDM 占空比, UCC28740数据表第17页图16 显示了什么是 TDM 占空比 = TDM/TSW。

    MOSFET 和输出二极管上的温度上升是正常行为,您必须 检查 温度是否正常。 可以满足您的规格。 如果不是,您可能需要 添加一些散热方法  ,例如添加散热垫和散热器。

    谢谢。

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    您好 Jaden、

    请找到下面所附电源的原理图。

    根据数据表、我了解了 TDM 占空比、因此我假设您在请求变压器初级绕组的电流波形。 目前我没有电流探头、初级绕组的电压波形是否足够、对吧、我错了... 您还能建议电路中您希望波形的位置吗?

    关于加热问题、我认为 PCB 设计和散热器的增加将解决该问题。

    e2e.ti.com/.../Schematic_5F00_LED_5F00_driver.pdf

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    尊敬的 Aban:

    我已经查看了原理图,以下是一些注释:

    请尝试将 R73从47欧姆降低到22欧姆或10欧姆。 如果该电阻器过大、则在轻负载时 VDD 下降到 UVLO 的问题很小。 您还可以尝试在输出为64.4V/70mA 时监测 VDD 电压。  确保在78.7V/550mA 时 VDD 电压不会超过35V。

    2.删除 C28和 C23,因为它们将延迟环路响应。

    TDM 占空比可反映在初级 MOSFET 或辅助 绕组电压 下图显示了如何在 AUX 绕组电压上识别它。

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    您好 Jaden、

    请找到 下载波形的链接。

    https://drive.google.com/file/d/1tLawl5hbCZrfFMWjvcYWRWCUi1QKKtQj/view?usp=sharing

    图1:显示 了63.8V、52mA 时的 TDM

    图2:显示了63.8V、52mA 时的 TSW

    图3:显示了78V、550mA 下的 TDM

    图4:显示了电压为78V、550mA 的 TSW

    这些图片是在不进行您提到的更改的情况下拍摄的。

    根据63.8V、52mA 和78V 期间的 TDM 占空比波形、550mA 分别为0.22和0.95。

    另外还需要注意的一点是、从轻负载到高负载、电流和电压会以阶跃的方式增加并产生不同的噪声。 如何降低噪声?

    我将尝试您所说的更改并给出结果。

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    尊敬的 Aban:

    很抱歉,我无法在 google.com 上下载波形。 您下次可以直接将它们附加到帖子中

    63.8V/52mA 时的 O.22 TDM 占空比指示它未进入 CC 模式。 您能否捕获 VDD 电压以查看是否触发了 VDD UVLO 或是否发生了任何其他保护。 而63.8V 不是稳压电压。

    纠正调节问题后、可能可以解决发出的噪声。

    谢谢。

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    您好 Jaden、

    我无法从示波器采集图像。 我拍了照片。 如果我将其附在此处、则分辨率已调整、使其不太清晰、那么您可以查看 下面随附的 pdf 文件。

    e2e.ti.com/.../light-load.pdf

    e2e.ti.com/.../high-load.pdf

    谢谢你。

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    尊敬的 Aban:

    波形 显示63.8V/52mA 仍处于 CV 模式,78V/550mA 已进入 CC 模式,这对我来说是合理的。

    请验证我之前提出的解决方案、并将 VDD 电压捕获为63.8V/52mA。

    谢谢。

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    您好 Jaden、

    我在不调整 RVDd 电阻器值的情况下监控了 VDD 电压。 在63.8V/52mA 时、Vdd 为17.1V、在78V/550mA 时为21.5V、然后我将 RVDd 从47欧姆更改为10欧姆、现在 Vdd 在63.8V/52mA 时为17.8 、在78V/550mA 时为22.1。  

    我还查看了 VS 和 CS 引脚的电压。

    对于轻负载 VVS = 1.65V 时的 VS 引脚、高负载 VVS = 2.6V 时、不会触发过压

    对于轻负载 VCS = 0.418V、高负载 VCS = 0.51V 时的 CS 引脚、因此不会触发过流

    然后、正如您所说、我移除了两个电容器、但稳压问题仍然没有变化。

    数据表显示 Vdd 开启阈值应最小为19V、因此在我的轻负载(63.8V)情况下、Vaux 将为18.2V (63.8 *(8/28))、因为我的变压器 NAS = 8/28、而在高负载(78V)时、Vaux 将为22.2V。 也就是说、如果轻负载约为70V、则 VAUX 将为20V、并且它将满足 Vdd 开启阈值条件。 不知道实际发生了什么。

    轻负载如何获得63.8V?

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    尊敬的 Aban:

    我觉得奇怪的是、当输出为63.8V/52mA 时、CS 引脚电压为0.418V、而当输出为78V/550mA 时、VCS =0.51

    首先,VCS 在轻负载和重负载时非常接近。

    其次,VCS =0.51意味着转换器仍在 CV 模式下运行,但您之前的波形显示它进入 CC 模式,通常在 CC 模式下 VCS 接近0.33V。

    我的问题是如何获得输出电流,它 是否反映了实际负载?

    您能否同时捕获 VCS 电压和开关频率。 当 VCS=0.418和0.51时。

    谢谢。

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    您好 Jaden、

    我现在再次尝试获取 VCS 电压、当我将电压探头连接到 IC 的 CS 引脚(引脚编号 5相对于引脚编号 4) 4) LED 不会亮起、当我取下探头时、再次出现轻载满载问题。 问题出在哪呢?

    如果您可以查看我的变压器绕组设计、您可以看到中间抽头的绕组点。 我放置它是为了将其用作12v 绕组来为 TL431供电、但由于我使用发射极跟随器设置、我只需将绕组置于开路状态。 我观察到这个额外绕组上的电压、在轻负载时显示7.3V 电压、在 CC 模式下显示12.8V 电压。 我还发现、初级、次级和辅助绕组中所用电线的标准线规值不正确。(我使用的电线更薄、不会保持通过它的 RMS 电流) 我的观点是、这两个问题是否会导致这种行为?

    请查找绕组规格、RMS 电流详细信息以及我参考的测量仪表选择材料。

    e2e.ti.com/.../6445.winding-spec-_2D00_-80V_2C00_12V.pdfe2e.ti.com/.../5076.85V-0.58A-design.pdfe2e.ti.com/.../selecting-gauge.pdf

    谢谢。

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    尊敬的 Aban:

    您可以将 CM 噪声引入电路,导致转换器不工作。 您可以监控变压器初级绕组电流、而不是探测 VCS 电压。

    原理图显示 TL431偏置电流由连接到输出端的12V 稳压器提供,而在您的说明中是中心抽头提供的。 在原理图中,变压器引脚11 12连接在一起,7,8,9引脚组合在一起,这让我感到困惑。 请您澄清一下、让您的电路板遵循原理图。  

    谢谢。

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    您好 Jaden、

    1.对原理图表示抱歉。 其中有一个变化、因此请找到下面随附的正确原理图。

    e2e.ti.com/.../Schematic_5F00_80V.pdf

    2.按原理图所示为 TL431供电。 我在上一个说明中的意思是、我保留了一个额外的绕组(引脚10和9将是正极、引脚8和7将是 GND) 在用于为 TL431供电的次级侧、如果发射极跟随器发生故障、但由于发射极跟随器工作正常(如原理图中所示)、我只是将附加绕组保持断开状态。 那么、该开绕组是否会导致任何问题?

    3.如何检查是否存在共模噪声、是否可以使用示波器观察到该噪声?

    4.如何 使用电压探头监控变压器初级绕组电流?

     再次感谢你。

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    尊敬的 Aban:

    我认为变压器引脚10 和引脚9断开不会导致一些问题。  

    没有必要观察 CM 噪声,这只是我的猜测,并回答您的问题。

    不能使用电压探头来监控电流,必须使用电流探头。

    在原理图中我找不到任何可能导致63.8V/52mA 调节问题的东西。 如果原理图中的所有参数与您的电路板相匹配。

    如果比较我在上一篇文章中提到的波形,我建议您这样做。 和反馈环路,从 opto_power voltage。 初级光耦合器发射极电压。

    谢谢。

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    尊敬的 Aban:

    执行测试时,不知道输入电压是多少。 请在 CS 引脚上并联~47pF 滤波电容器。  

    如果可接受64mW 待机负载、则在输出侧添加~100k 虚拟负载电阻器。  

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    您好 Jaden、

     您希望我比较一下 VCS 和开关频率波形吗?

     我在230VAC 的输入电压下进行测试。

     谢谢你

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    没错,请查看我6天前发布的回复。 谢谢

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    您好 Jaden、

    正如您所说、我在 CS 引脚和 GND 之间放置了一个滤波电容器(大约52pF)、并在输出端放置了一个虚拟100k 负载电阻器。 63.8V 52mA 负载条件不会发生。 现在、当我打开时、电压立即变为74V 并立即稳定至78.6V、电流根据规格稳定在580mA。 在稳定时间内、变压器会发出一些噪声、当负载稳定在78.6V 580mA 时、这些噪声也会稳定下来。 还有一些疑问...

    1.这种趋稳时间是正常的,还是我应该做些别的事情?

    2.如何降低变压器的噪声?

    3. MOSFET 仍然会发热,原因是否在于变压器中的导线厚度选择(我在6天前提到过)。

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    尊敬的 Aban:

    很高兴听到您已解决调节问题。

    请您澄清一下"稳定时间"的含义,如果噪声发生在负载瞬态或输出电压变化时,我认为这是正常现象。

    如果在稳定的输出电压和负载下发生,您可能必须捕获开关频率和初级峰值电流 ,以查看 开关频率是否低于20kHz,峰值电流是否可变。  

    清漆变压器可以降低可闻噪声。

    MOSFET 加热器与变压器导线厚度没有关系。 您可能需要为 MOSFET 添加散热器或放大 PCB 铜以消散 MOS 上的热性能。

    谢谢。

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    您好 Jaden、

    感谢你们的帮助!!

    我的意思是稳定时间是从空载到满载的短时间。 在此期间、我听到一些噪声、这些噪声在1或2秒后稳定下来。

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    Aban、

    请参阅我的最后一个答复。 谢谢。