This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] UCC28633:改善跨轨调节并优化整体设计

Guru**** 2386600 points
Other Parts Discussed in Thread: TPA3245, TPS565201, PMP30092, UCC28633
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/882099/ucc28633-improving-cross-rail-regulation-and-optimising-the-overall-design

器件型号:UCC28633
主题中讨论的其他器件:TPA3245TPS565201PMP30092

我正在为音频应用设计 SMPS、但我正在努力使其符合规格。
原理图/PCB 上提供了其他功能、如 SSR、过压/过热保护、在此阶段不使用。

通用输入85-264Vac。
主输出(+VPW)为30V 5A 标称功率、用于 TPA3245 D 类放大器。 当装置处于待机状态时、此电源轨不会消耗功率、但不能超过32V、以避免损坏音频放大器。
+VD 是一个中间输出、通过直流/直流转换器为逻辑提供5V 电压。 当主输出为空载时,5V 必须能够提供至少1A 的电流;当装置打开时,电流必须大于3A。
+vA/-VA 是用于经典音频操作图的辅助输出。 后置稳压在主板上完成。 VA/-VA 应在15V-25V 范围内。 最大负载:当装置打开时为200mA、当装置关闭时断开。
在高压电源下、空载功率必须小于0.25W。

原型的主要问题是跨轨调节性能非常差。

(VIN=230VAC)

VPW 上无负载

2.7A 负载的+VPW

注释

+VPW (主输出)

30伏

30.6V

 

+VA

18伏

>32V

10千欧负载

VA

-18V

大于-32V

10千欧负载

+VD

8.7V

18V (由15V TVS 钳位)

15K Ω 负载-接近 TPS565201的最大输入电压

+VAUX

11.5V

15.5V (由与 C27并联的15V 齐纳二极管钳位)

 

电源输入

230mW

98.5W

 

如您所见、当主输出满载时、次级输出甚至可以使标称电压加倍、对于那些未额定如此高电压的组件、存在故障风险。
我本来不希望次级电源轨受到非常严格的调节、但在这种情况下、调节效果太差。
除此之外、如果我仅加载+VD 轨、则主输出也会危险地上升、这是不可接受的。

我要更改的一点是直接从+VPW 主输出获得5V 电压、我将很快对其进行测试(使用不同的降压 IC)。

如何改善跨轨调节? 我知道这主要与变压器结构有关、因此我要附加原型中使用的规格。
有关绕组顺序、内部屏蔽、匝数间距等的任何建议都非常值得欢迎。
在这种情况下、是否最好切换到次级侧调节? OBV。 不同的 PWM 控制器。

此外、在完全加载主输出时、RCD/TVS 缓冲器会变得非常热。
我尝试使用 RCD 值、但还无法找到 MOSFET VDS 峰值和空载输入功率的良好折衷方案。 是否有任何关于如何继续调整值的建议?
二极管/TVS 解决方案何时优于经典 RCD 缓冲器?

我查看了 PMP30092、但我无法理解变压器为什么为250uH、但如果您在 UCC2863x Excel 计算器中键入相同的设计规格、则建议变压器仅为100uH。
如果 TX 结构允许、通常更适合使用更高的初级电感? (更多匝数、不同的磁芯等)

最后、根据我对 TI 的建议、我希望在 webench 中看到多输出拓扑的选项。

e2e.ti.com/.../AX_2D00_AN45-TI.pdfe2e.ti.com/.../AXN-transformer.pdf

  • 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。

    您好 Francesco、

    感谢您关注 UCC28633反激式控制器。

    变压器结构对多输出交叉调节有影响、主要取决于所有绕组之间的漏电感分布。  但是、根据 通过输出二极管和滤波电容器返回到绕组的路径长度和宽度、PCB 轨道的环路区域可能会增加每个绕组上的额外"泄漏"。  

    在反激间隔期间、存储在磁芯磁场中的能量将优先通过电感最低的路径在绕组之间放电。  这些路径会对其电容进行充电、直到电压足够高、足以阻止进一步放电、然后剩余能量进入下一个最低路径、依此类推。  无负载的输出易受过压影响、如您所遇到的那样。

    泄漏电感是不可避免的、但可以设法更均匀地平衡能量流。 这可能是一个试验和错误过程、通过分析推理可以增加或减小 PCB 路径以在特定方向驱动杂散电感、可以在一定程度上缓解这种情况。  此外、还可以重新排列变压器绕组结构的顺序。  很抱歉、我不能提供更多的通用功能。  遗憾的是、除非您具有广泛的有限元分析功能、否则这是一个迭代过程。

    但是、我确实建议在每个输出端增加一些最小负载、直到您控制电压、然后随着情况的改善在预载端进行回退。

    为了减少初级钳位中的热量、我建议专门使用 TVS 来摆脱 RCD。  此外、将每个 TVS 增加到 SMC 尺寸、而不是 SMB、以实现更好的散热。  最后、在给定最大输入电压、反射电压和最小容差 MOSFET 降额的情况下、将每个 TVS 的电压增大到可以承受的最高值。  较高的钳位电压往往会降低总体钳位损耗、使其更接近理论泄漏能量乘以频率。  所有 TVS 的第二个优势是应降低待机功耗。  这是因为在轻负载或无负载时、RCD 钳位 会在脉冲之间显著放电 、并且需要更多的初级能量来为钳位充电、然后才能将任何能量传输到输出端。 TVSS 无需充电、因此待机频率可能会更低、因此待机功耗也是如此。 这可以在 一定程度上减轻输出上的一些预加载。

    TVS 钳位的一个缺点是钳位突然导通和关断会使 EMI 比较软的 RCD 钳位更加严重。 还有其他方法可以缓解这种情况、但您的首要任务是让您的系统运行。

    最后 一个有关 PMP30092中250uH 电感的问题是很好的。  我不确定自己是否知道、但我怀疑160W DCM 反激式拓扑会产生过高的峰值电流、因此设计人员选择了更高的 Lm 来强制大部分操作进入 CCM、以降低峰值电流。  我不能想到任何其他好的理由。

    祝您在交叉调节方面一切顺利、不要忘记参与 PCB 布局。  可能会减少一些 回路区域、也可能会有意增加一些选定的回路区域。  

    此致、

    Ulrich