[参考译文] UCC28782EVM-030：UCC28782 XMFR 功率损耗

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Other Parts Discussed in Thread: UCC28782, UCC28782EVM-030, ATL432

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器件型号：UCC28782EVM-030
主题中讨论的其他器件：UCC28782、 ATL432

您好：

我们提供了一些基于 UCC28782的模块：这些模块的值装配在靠近 UCC28782EVM-030 EVAL 套件的位置。现在、输入通过足够的输入滤波器和保持电容器值进行交流整流。

输出为20V。我们的目的是使用5安培 cc 对其进行加载。 RCS = 0.075欧姆、最终用于 100W 的 USB C PD/充电器

有线 xmfr 温度变为125度、看起来甚至不会达到稳定状态。但是、这些导线似乎不在该温度附近的任何位置。这意味着皮肤损失、接近损失、DCR 损失是可以接受的。

Xmfr 参数非常好：Lpri=80uH、间隔=1mm 左右、Lkg 大约1.5uH、Cww 大约80pF。交叉部分= 108毫米 sq、NPRI=25、Naux=5、nsec=5

开关频率约为176kHz 时、估计的 Bac 约为.14T。从输入条件：160V 线路、pk 整流电压= sqrt2*Vline。占空比约为30%。

显然、存在问题！

从 TI 的一些出版物(Keough & Cohen 等)中，我们似乎忽略了 DC 偏置(参考了 VT 的博士论文)造成的不利影响。

我们将查看 SLUUC646C 电子表格。我怀疑只能提供来自 V、Ton、NPRI 的交流磁通估算。不包括内核上的直流偏置。具体来说、它将如何向上移动 Bac-peak。

然后、我们必须估算 HDC=NI/Lmag。考虑到存在的差异、这并不显著。因此、唯一的不对称性是 B 偏移会产生"偏置"趋势。

然后通过降低 Bac，您不会降低 Bac+BDC？

这是一个很好的方向吗？

我们将尝试 NPR=40、NS=Naux=8、保持相同的比率。但有一个很好的：我们有一个用于生产用例的多层平面 xmfr，很难容纳这么多的匝数。

如果对核心中的这种高温进行任何审查、都将受到高度赞赏。

2 年多前

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1646690 points

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你(们)好
我已将此主题分配给产品专家。他应能够在2个工作日内回复。

此致

曼尼甘塔 P

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1646690 points

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您好 Robin、

直流偏置可能会对磁芯损耗产生一些理论影响(例如、所有反激式拓扑都是如此)、但我认为这种影响不会导致非常显著的温升。

我怀疑变压器内部可能会因1mm 间隙的边缘磁场而受到铜损耗的加热。该间隙1~2mm 范围内的任何绕组都受来自边缘磁场的涡流影响、从而偏离间隙。绕线管脚附近的导线温度可能不会反映绕线管中间的发热情况。

请说明磁芯尺寸和材料是多少？也许不同的尺寸、形状和 AL 值有助于减小应用所需的宽度和间隙。

此致、
Ulrich

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1646690 points

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尊敬的 Robin：

正如我对您的并行帖子的回复中提到的、我将您的文本复制到这里、并关闭了该主题。

"您好

我们制作了 xmfr 40：8：8

它应该已经将 Bac 降低了60%、因此希望能降低直流偏置值。

但它没有采取任何措施来降低内核温度。我们运行了100W ...当内核温度上升到130摄氏度时停止

温升不是由 B 引起的、似乎也不是由 HDC 引起的。

在本例中为。我们实验室中的快速周转 xmfr 得到了1.6倍的 DCR！

这可能解释了为什么温度保持不变(如果不是更高)。

我们是否应该使用与25：5：5案例中相同的 DCR？

只有我们才能判断接近或涡流损耗是否是主要的因素。后一种情况意味着磁芯材料不是电源...但我认为它是 EPCOS N87 ...

任何评论都将受到高度赞赏。

我的部分回答是"正如您的电阻测量结果所示、我认为加热是由间隙产生的宽边缘磁场所导致的涡流损耗引起的。 "

另外、请告诉我您使用哪种线来绕组。在176kHz 时、初级绕组和次级绕组都应使用利茨导线、其基线至少为38awg、甚至可能为40AWG 或42AWG。 (我必须检查我的电线目录以确定 FREQ 与 LIZ 尺寸。)

此致、
Ulrich

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1646690 points

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Ulrich 您好：

很抱歉耽误你的时间:有一些医疗问题… 但我们会跟进您的见解...首先、让我们了解此处提供的 xmfr 详细信息：

匝数比：1：0.2：0.2 (25T：5：5T)

-内核集：EQ30

材料：N87 EPCOS

-观察到的估计开关频率：176kHz。这使铜线的趋肤深度约为0.150 mm。

情况 A：5A、20V 输出、输入 - Vrectified；大约225V

_PRI 导线： 25 T、2股33AWG x 2层(如 Keough & Wang 在 ADJ 4Q 2020的论文中所建议。

33 AWG 直径=.18mm

因此总共4股。 DRC 约为0.45 Ω

-Sec：4股 AWG 32 x2层。 DCR = 0.06欧姆

间隙：在 1个磁芯的每一个桥臂上半个：12mil。因此、间隙是"分布"的、不是 xmfr 中心柱28.8密耳的大捆扎空间！ LG 的计算值为0.75mm 或30mil。

在本例中、温度-(在卷轴内部)达到 135摄氏度 、然后缓慢上升。花了1小时

情况 B：3.5A、20V 输出、Vrectified；大约225V

在本例中、温度-(在卷轴内部)达到 110摄氏度 、然后缓慢上升。花了1小时

案例 C： CORE ETD 34/17/11、Ae=97mm^2.

匝数比：1：0.2：0.2 (25T：5：5T)

材料：PC40 TDK

5A、20V 输出、Vrectified；大约225V

_PRI 导线： 25 T、1股24AWG x 2层(如 Keough & Wang 在 ADJ 4Q 2020的论文中所建议。 24 AWG 直径= 0.5毫米

因此总共有2股。 DRC 约为0.09 Ω

-Sec：4股 AWG 24 x2层。

因此8股24 AWG、DCR = 0.002欧姆

间隙：在 1个磁芯的每一个桥臂上半个：12mil。因此、间隙是"分布"的、不是 xmfr 中心柱28.8密耳的大捆扎空间！

绕组非常接近 STAN ZUREK 的论文《降低接近效应损耗的定性 FEM 分析》

他发现最小化层是关键-最佳选择是1P-1S-1P、每个 PRI 都完全缠绕在长线型上、因此核心 ETD34/17

在本例中、温度-(在卷轴内部)达到 110摄氏度 、然后缓慢上升。花了1小时

如果我们在 CC 负载为3.5安培的情况下运行该内核、则温度将保持在90°C 左右

我们没有发现温升大幅降低。

实际上、在我们的案例中、直流偏置也不明显。

这需要"鉴定"、因为线圈上单独的直流偏置有什么作用？不存在导致感应的 dB/dt。他们应该通过说直流偏置将 dBac 向上移动来限定它-从而使 Bmax 高于法拉第定律计算出的仅 dB。

因此、40T-8T-8-t 的 xmfr 会有所不同。但它没有、其他参数几乎保持不变。

但必须有一种方法将磁芯温度保持在70度左右(高于环境温度30度的上升)。

我怀疑 dB/dt 可能起作用；因为我们在初级开关中使用 GaN。 NV6117兼有。

或者随附的 Boyorovic 集团的论文是否已经过时？我们的搭接方式几乎是他们建议的-平行于线圈和正交。但是，即使是这样，我也怀疑会导致任何显著的温度降低。

如果此“USB D”PD 或充电器是便携式的，则我们无法在135-140摄氏度的条件下进行熔炉类型的活动！

急切地等待您的评论。

e2e.ti.com/.../AC_5F00_LOSS_5F00_REDUCTION_5F00_BOROYVIC.pdf

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1646690 points

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您好 Robin、

很抱歉我的回复延迟了。

这里有很多情况和变化、但经过大量努力、我认为三是对 ADJ 2020案例 A 的 Keogh 和 Wang 论文中的绕组结构的误解。如果是、这种误解似乎也传播到了其他案例中。

对于情况 A、您提到有25个初级匝数"2股33AWG x 2层"和"...4股总匝数"。我的理解是、对于内部初级绕组、您有25个双相绕组匝、对于并联式外部初级绕组、您有另外25个双相绕组匝。 Keogh 和 Wang 白皮书中的图3 (a)显示初级绕组是串联的、内层为1/2绕组、外层为21/2绕组。这是分离初级绕组"夹在"次级绕组的正常结构。串联连接可确保两个1/2绕组承载相同的净电流。

并联绕初级绕组不能保证内部电流和外部电流相等、因此 R 损耗不能由每匝"4股总电阻"决定。在极端情况下、所有初级电流可能仅流入外部绕组、因此电阻值的两倍可能是电阻值的两倍(忽略所有交流效应和每匝长度的差异)、铜损耗为预期值的8倍。现实可能是完美共享和零共享之间的某个位置、但谁知道这两个目标的距离有多远？

如果我的解释是正确的、我建议重新调整外壳 A、使内部绕组的4滤波器33AWG (或34AWG、如果4x33AWG x 13T 不合适)转动13圈、外部初级绕组的4滤波器转动12圈、总共转动25圈。

此致、
Ulrich

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1646690 points

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Ulrich 您好：

同意！

但现在、我们有一个不同的噩梦需要处理。似乎、"电子负载"会导致各种问题(在我们昂贵的 HP 访问 caput..no 之后、从 A 世界购买便宜...)

所有4个模块都是死区-突发死亡综合征-可能会导致 NV6117泄漏-我们正在研究它、因为未知的导通/关断负载行为-所有 I IN SR、包括当我们耗尽 EPC2034时使用的强大400V 二极管...和150V MOSFET ...

现在全部提供1.5ms 的漏极开关、当它关断时、输出几乎没有上升。一段时间前、我们让它们以100W 的功率运行...

(它不在 xmfr 损坏范围内)。

令人难以置信的情况、从蓝色变为蓝色...在我们解决 xmfr 损耗(可能是由故障负载引起的？)之前、让我们先解决这些问题。

将报告 Asap。适合您的时间

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1646690 points

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您好 Robin、

很遗憾听到这些会干扰您的系统开发的附带问题。
我们随时准备在您恢复工作后提供进一步的帮助。

同时、我将关闭此线程。您可以稍后重新打开它、或在准备好后启动新的。

此致、
Ulrich

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1646690 points

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Ulrich 您好：

下面是我们找到的内容。 ATL432出现故障：我们在执行一系列故障排除步骤后找到它。

在断电期间、除了来自负载箱的瞬态之外、并联稳压器还有什么可能发生故障？

ATL432 深埋、周围环绕着高值电阻器、除了电源返回线(&+20V 输出)。

目前、我们正在放弃这一包装箱、并从我们成功使用其数字范围的公司订购了另一个包装箱。

同时：Smile！..in 一个 xmfr、这是一个试验运行、5层中有5个并联线束- 5个次要线束之间的电流差高达47%。

不可接受。

因此、在我们继续达到5安培之前、必须对其进行更改。

供参考

我们将报告更多信息...

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1646690 points

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您好 Robin、

感谢您的调试更新。
我祝您在变压器重新设计方面一切顺利、并期待收到更多好消息。

此致、
Ulrich

0 admin 2 年多前

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Ulrich 您好：

我们花了很长的路才能得到正确的 xmfr.load...测试一些关键的东西等等

但是，在68W 时，内部温度确实达到了64摄氏度，这确实是一个非常好的情况。

这个 xmfr 绕组是 DIY litz。因此、我们认为我们将实现 "更好"的完成效果等

结果它的电流为6uH lkg。 70pF Cww、LRI~95uH

我想尝试一下。

Lo & Wo、它很难工作、有一些典型的音频散射...我们停下来、想到了 VAC 冲击。

但它根本不起作用。

耗尽模式 TVS 二极管。死了——把它拿在控制器上……在它开始努力的时候一定会发生。

现在、我需要在这里停止。问题是：为什么选择电视？然后是控制器-由于泄漏？

有什么背景？

一如既往地欣赏您的启发性评论。

-r

0 admin 2 年多前

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Ulrich 您好：

我错过了另一个重大故障：我们现在有一个 BSC110N150 D2PAK SR、因为现在由于在 Maula 装配中遇到困难、我们不使用 EPC2034。

泄漏电流为6.4uH 时失败的 Xmfr。

我注意到、任何在某些异常运行模式下具有转速恢复功能的 MOSFET 都会失败。

我怀疑这是由于 SR 漏极处的负向转换期间耗散过大。

我认为在这里添加这份失败报告是很重要的。

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1646690 points

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您好 Robin、

很难确定导致这些故障的原因、但如果第一个故障中的能量较高、则可能会导致一个故障导致后续故障级联。故障是由于其中一个组件上存在过载、例如尖峰电压过高、电流过高、温度过高。

系统电路中的变化可能改变了其中一个器件以前承受的应力大小。

使用重新设计的变压器时、漏电感会增加。 ACF 拓扑旨在使用钳位电容器和次级侧谐振电容将泄漏能量谐振到输出端。随着 Llk 的变化、谐振频率会发生变化、因此、如果也没有调整 Clamp 和 Cres 来将谐振保持在之前的降级时间内、那么所有多余的能量都有可能无法传输、并且剩余能量足以在晶体管上中断。可能会开始链条反应。

将输出整流器从 eGaN 更改为 Si 也会增加开关节点电容。需要评估所有电路变化对 ACF 拓扑的影响。基本而言、如果您更改一个东西、您通常需要更改其他一些东西以适应第一次更改的效果。

我不知道为什么 DEpl-FET 及其 TVS 会死亡... 但每一个国家都将看到它所能维持的能力之外的过度压力。由于部件故障太多、很难先推测出故障部件、然后为其余部件设置过载。

我建议使用 Excel 工具根据所使用的新组件重新计算所有参数。

此致、
Ulrich

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 1646690 points

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Ulrich 您好：

明白了：Thnx。

我们将查找您提到的每个项目。

在大多数情况下、我们可以非常快速地找到发生故障的位置-主要是因为当今的组装错误。

但是、在应该是你的工作马的板上、这是不可能的。

我们会发现-时间和神经问题！

Thnx 很多

-r

电源管理（参考译文帖）

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