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[参考译文] 200W 设计建议

Guru**** 2466550 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28780, TL431, LM317

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/964902/advice-for-200w-design

器件型号:UCC28780
主题中讨论的其他器件: TL431LM317

尊敬的 Ulrich

我使用 UCC28780设计了具有以下规格的电源。

AC85V~AC276V

Pout=200W (Vout=32V、Iout=6.5A)

Fsw (min)=200kHz

变压器 NP:Naux:Ns=14T:4T:3T,Lpri=23uH (@100kHz),LL=2.5uH (@100kHz)

到目前为止、原型正在运行。
但是、我认为有必要对其进行修改、以实现更稳定的运行和更高的效率。

由于我连接了电路图、 您能否确认设计值没有问题?

我特别关注反馈和钳位。

让我向您提出几个问题。
①关于 Cclamp

我已通过数据表和 Excel 工具确认最佳结果。 因此、我们实现了等效的0.66uF。

(但是、我认为有效容量为0.3-0.4uF。)

遗憾的是、当我尝试使用该设计值提取150W 或更高的功率时、FSW 会降至约50kHz、并导致运行异常。
但是、当我将钳位更改为0.1uF (有效地为0.05至0.06uF)时、我能够在没有任何问题的情况下提供高达200W 的输出。 FSW 还保持超过200kHz 的频率。
您对原因和钳位的最佳编号有什么意见吗?

我使用 SIMPLIS 进行了仿真、但我认为0.1uF 或更低是更稳定。
你怎么看? 此外、您是否知道异常操作的原因?

②About 次级侧的容量(具有有源钳位)

我将 CO1设置为4uF、将 CO2设置为1140uF 作为初始设计值。 根据数据表、我们决定 CO1不应太大。
但是、您提供的评估板电路图具有相对较大的 CO1。 例如、66uF。

容量最多?
但是、在我的情况下、次级侧的电压为32V、因此需要35V 或更高的额定电压。

这类陶瓷电容器非常昂贵。 是否可以改用混合电容器? 我认为 ESR 会稍微增大一点。 但价格不贵。

③Vddについて μ A

由于发现超过了 MOSFET 和栅极驱动器的额定电压、因此 TPS7B4250的安装参考了评估板。
最初我实现了 LM317DCYR、但它无法启动。 我认为这是因为启动电流超过保护阈值。 想法是否正确?

④About 从 ABM 切换到 AAM 时产生的峰值电流

当运行模式发生变化时、会产生非常大的峰值电流。 我担心的是、实际测量值比 SIMPLIS 仿真大得多。
具体而言、如果 CCS 设置为22pF 或更高、则变压器初级电流将超过10A。 目前、CCS 设置为2.2pF。
因此、峰值电流显著下降、但我不确定这是否合理。
你有什么建议吗?


有一个点需要声明。
我直接在 RDM、RTZ、SWS 和 BUR 引脚下创建了接地平面。
由于它是一个模拟 IC、我认为它需要一个大的平坦接地。

但是、在试验之后、我注意到数据表中说要避免使用平坦的接地。

这种图形布局也可能很糟糕。 当然、我们将在下一个试验中修复它。

B.R. 德

e2e.ti.com/.../8203.shematic.pdf

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    您好!

    目前、未在 E2E 上为 Ulrich 分配线程(他应在1月份返回)。 我已将您的主题分配给了负责的人员。

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    尊敬的德克:

    这篇文章中有很多问题、每个问题都可能是 ACF 拓扑的主题。 我将在  下面简单地答复您:

    关于 Cclamp。 您应该附加一些异常波形、说明功率级以50kHz 和150W 负载运行。  波形至少应包括 初级低侧 VDS、变压器初级绕组电流。 基本而言,Cclamp 不应影响开关频率。 根据我的经验,大钳位电容器将使您在 ABM 模式下的运行更加稳定。 在 TI Excel 计算工具表“二次谐振和 ARC” B 项“C01调整” 设计指南 中,有两个波形显示了如何调整共振电容。 尽管在次级侧谐振时,C01对谐振电容器具有主导作用, 但 Cclamp 将影响能量存储和传输。   我们 EVM 板上的电容值 仍然是您设计的良好起点。 您可以根据您在电路板上捕获的波形来调整它们。

    2.关于次级侧(带有源钳位)的容量 、请参阅上面的回复。

    3. VDD??  您的想法是正确的,UCC28780控制的启动电流可以通过耗尽模式启动 MOSFET Vgs 阈 值电压 除以 SWS 引脚上串联的电阻器加上控制器内部1k 电阻器来计算。 因此,大约启动 电流~= 2V/(1K+470ohm)=1.36mA,如果 VDD 引脚上的负载超过该值,则 VDD 电容不会被送入打开阈值。

    4.从 ABM 切换到 AAM 时产生的峰值电流。

    您能不能显示一些波形,让我们知道当 ABM 瞬变到 AAM 时您看到的峰值电流是多少? 通常 CCS 设置 为22pF 至100pF ,该电容的作用是滤除一些由硬开关引起的噪声 ,以避免 PWML 上出现窄脉冲。  这里的高电容也会导致 MOSFET 的关断延迟。 这将导致更高的 OPP 电平。  如果在 CS 引脚上施加了2.2pF 电容,请确保下降的峰值电流不是由前沿消隐关闭引起的。

    5.我们不建议在 RDM、RTZ 下创建接地层,特别是在 VS 引脚布线下,它是分压电阻器。 由于它会影响控制器的运行,请在下次设计 PCB 布局时进行更正。

    有关您的设计的其他一些意见:

    6.变压器 Lm 为23uH Lk 为2.5uH,Lk 较大2.5/23=10.8% ,高漏电感将牺牲效率。

    7.对于硅 MOSFET 设计,fsw_min =200kHz 略高。 140kHZ 可能是一 个更合理的 Fsw、以提高效率。

    希望上面的评论能为您提供帮助。

    谢谢。

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    尊敬的 Jaden

    感谢您提供有意义的答案!

    首先、我降低变压器的 Lk。 我还将 fsw (最小值)重新设计为140kHz。 此外、在下一个原型中、将删除纯接地。

    感谢您的建议!

    我发送的电路图的设计值是否正确?

    CO1提前了多少钱?

    您是否认为 TL431附近的负反馈设计值合适?

    Vdd 电源适用于使用 TPS7B4250的方法、如所附电路图中所示、不是吗? (LM317是 NG)

    我不明白为什么除非 Cclamp 的容量减小、否则它不能稳定工作。 连接波形。

    e2e.ti.com/.../abnormal-condition.pdf