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[参考译文] UCC28881:如何计算 UCC28881的功率耗散和结温?

Guru**** 2514135 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28881

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/1006641/ucc28881-how-to-calculate-power-dissipation-and-junction-temp-for-ucc28881

器件型号:UCC28881

大家好、  

我的客户询问如何计算 UCC28881的功率耗散和结温?

我认为通常使用以下公式来计算 Tj (max)、但客户如何计算功率耗散? 我在数据表中找不到它。

Tjmax[℃]= Ta []+ RθJA [/W]* PD[W]

我知道 Webench 是一种估算功率耗散和 Tj 的方法、请告诉我如何通过手工计算来获得它。

谢谢。

此致、

Jo

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    你好。

    计算最大结组的计算似乎是正确的。

    您似乎需要计算 IC 的功率耗散。  

    您可以使用以下公式估算 UCC28881的功耗。   

    估计 FET 的开关转换(tr)为100ns。  UCC28881的最大开关频率(Fsw)约为62kHz。  此设计的最大平均输出电流 I (avg)应为225mA。

    Pd = I(avg)*Vin +((Iavg)^2)*Rdson +2*(limit/2 )*tr*fsw,请注意这是一个过高的估计值。

    计算 PD 后、您可以估算最大结组。  我建议您设计的 IC 最大额定值的75%。

    此致、

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    尊敬的 Mike:  

    感谢您的回复。

    客户的条件为 AC80~264V 至11~13V 200mAmath。 (低侧降压转换器)

    [引用 userid="10681" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1006641/ucc28881-how-to-calculate-power-dissipation-and-junction-temp-for-ucc28881/3719069 #3719069"]PD = I(avg)*Vin +(((Iavg)^2)*Rdson +2*(limit/2 )*tr*Fsw

    我认为  I(avg)*Vin 将是52.8W (264V*200mA),这是一个相当大的值。 那么、我想与您确认公式是否正确或是否有拼写错误?

    而2倍 (LIMIT/2)*tr*fsw,您是指 2*(ILIMIT/2)*tr*fsw

    如果是、25C 时的 ILimit 为 440mA (典型值)、使用该值计算是否正确?

    谢谢。

    此致、

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    您好!

    ILIMIT/2是因为开关损耗期间的电流近似为一个三角形。  它乘以因子2、因为导通和关断时存在开关损耗。  正确、存在 Vin 项缺失。   我 aslo 发现了更多的拼写错误。  我将以下公式精简为更好的估算、其中包括 FET 的 RMS 电流。

    PD =((ILimit*(Dmax^0.5))^2)*Rdson + 2*(ILimit/2)*Vin*tr*FSW

    您对数据表中使用的 ILimit 是正确的。

    此致、

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    尊敬的 Mike:  

    感谢您的回复。

    我对新公式有三个问题。  

    我使用 Vin=264V 来计算 PD 时、PD 将大约为2.144W。 但是、Webench 仅显示0.2W。  我认为 Webench 中的值更合理、您能否确认哪一项是正确的? 公式还是 Webench?   

    2. 当我使用 Vin=264V 来计算 PD 时、Tj 将超过绝对最大额定值。 以下计算中是否有任何错误?  

    "PD=((440mA*(55%^0.5))^2)*14 Ω+2*(400mA/2)*264V*100ns*62kHz"=1.49W+0.655W=2.144W"

    "TJ=Ta+ RθJA Ω* PD=30C+134.4C/W*2.144W=318C"

    3.如果可能,您能告诉我们您是如何得出以下公式的? 或者、如果下面的 Webench 显示了 Tj 和 PD 的正确值、我将要求客户使用 Webench 来估算它们。  

    [引用 userid="10681" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1006641/ucc28881-how-to-calculate-power-dissipation-and-junction-temp-for-ucc28881/3720439 #3720439"]PD =((ILimit*(Dmax^0.5))^2)* Rdson + 2*(ILimit/2)*Vin*tr Fsw[/quote

    谢谢。

    此致、

    Jo

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    我认为您的 RMS 功率耗散已关闭。  可以仔细检查一下吗?

    此致、

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    尊敬的 Mike:  

    我不明白你所说的话。 请回答我以上问题。

    我认为计算方法与您提供的公式相同。  

    如果您正在谈论 Webench、您能否具体指出它? 下面是我使用的 Webench 链接。  

    https://webench.ti.com/appinfo/webench/scripts/SDP.cgi?ID=CAAA52A11B37AFBE

    谢谢。

    此致、

    Jo

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    ((440mA*(55%^0.5))^2)*14 Ω

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    尊敬的 Mike:  

    我仍然不明白你的意思。

    我回顾了你在第一个词中所说的话、我认为公式的第一个项目应该是 I (avg)而不是 ILimit。 通过对第一项使用 I (avg)、PD 变为大约1W。 但是、如果我们使用 PD=1W 来计算、Tj 仍然会变成不合理的值。  

    PD =((I (avg)*(Dmax^0.5))^2)*Rdson + 2*(ILimit/2)*Vin*tr*FSW

    您能否帮助确认上述公式是否正确?  

    或者、如果 Webench 显示了正确的结果、请告诉我。 我将要求客户通过 Webench 确认 Tj 和 PD。

    非常感谢您的帮助。

    此致、

    Jo

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    您好!

    很抱歉、公式中存在混淆和误差。

    该公式不正确。

    PD =((I (avg)*(Dmax^0.5))^2)*Rdson + 2*(ILimit/2)*Vin*tr*FSW

    此公式正确。

    PD =((440mA*(55%^0.5))^2)*14 Ω +2*(ILimit/2)*Vin*tr*FSW

    ((440mA*(55%^0.5))^2)*14 Ω= 248mW

    如果您使用第二个 PD 计算、则热计算应该更准确。

    很抱歉这个错误。

    此致、

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    尊敬的 Mike:  

    感谢您的确认。  

    但是、如果我使用以下公式、PD 仍会变为较大的值、这会导致 Tj 变得不合理的值。   

    [引用 userid="10681" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1006641/ucc28881-how-to-calculate-power-dissipation-and-junction-temp-for-ucc28881/3720439 #3720439"]PD =((ILimit*(Dmax^0.5))^2)* Rdson + 2*(ILimit/2)*Vin*tr Fsw[/quote

    如果我使用 Dmax^2而不是 Dmax^0.5来表示"((ILimit*(Dmax^0.5))^2)* Rdson "项、则 PD 将更加合理。  

    如果再次正确、您能帮助确认整个公式吗?  

    客户正在等待 Tj 和 PD 计算的答案、但上述公式的计算结果没有意义 、因此我无法向客户分享该公式。  

    我还有两个关于 Webench 的问题。  

     Webench 上的 UCC28881是高侧降压拓扑、但客户使用 UCC28881作为低侧降压拓扑、  

      高侧降压拓扑和如何侧降压拓扑的 PD 仿真结果是否相同?  

    2.外部组件值(电阻器、电容器、电感器)是否会影响   PD 的仿真结果? 我提出这一问题的原因 是、Mike 提供的公式没有用于外部组件值的参数、但在我更改 CFB 值后、PD 仿真结果实际上发生了变化。

    谢谢。

    此致、

    Jo

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    您好!

    我更详细地回顾了这一点、并根据最小和最大输出电压、ILimit、tr 和占空比在最小和最大线路上计算了功率耗散。  有关详细信息、请参阅随附的 PDF。  

    e2e.ti.com/.../Mathcad-_2D00_-UCC28881-Eval-6-10-21B.pdf

    在此示例中、我估计最坏情况下的功率耗散约为600mW。  基于此功率耗散、要将最大结组温度保持在125°C 以下、 设计中的环境组温度需要低于49°C

    此致、

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    尊敬的 Mike:  

    感谢您分享计算结果。 我在占空比上犯了错误。 我使用了电气特性表中的值。  

    客户将使用公式计算散热。  

    如果还有任何问题、我会告诉您。

    谢谢。

    此致、

    Jo

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    尊敬的 Mike:  

    我的客户希望在公式中确认 ILimit 项。  

    在正常情况下、对于客户的应用、Iout=Iavg 将为120mA。  

    使用 Iout=Iavg=120mA 来代替 ILimit (440mA)来计算正常条件(未触发过流)下的功率耗散是否正确?

    谢谢。

    此致、

    Jo  

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    您好!

    如果客户的输出电流为120mA、则其电流为三角形、RMS 电流为 ILimit*(D/3)^(1/2)

    I LIMIT 在每个开关周期触发、不会触发和过流。  UCC28881具有电感器电流失控保护、如数据表的第8.4.5节所述。  如果在导通期间触发 ILimit、器件将进入 电感器电流校正、以确保电流不会消失。

     

    此致、

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    尊敬的 Mike:  

    感谢您的回复。  我想与您确认计算结果。  

    您说的 RMS 电流可以通过 ILimit*(D/3)^(1/2)计算。  

    RMS 电流 可用于替换公式中的 ILimit、以计算正常条件下的功率耗散?

    谢谢。

    此致、

    Jo

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    尊敬的 Mike:  

    期待您的回复。 谢谢。

    此致、

    Jo

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    您好!

    您是正确的、应该能够使用给定的信息计算功率耗散。

    Reegards、