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[参考译文] UCC28951:芯片有限功耗控制

Guru**** 676280 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5045, LM5046, UCC28951, UCC28950, UCC29002, LM5041, UC3827-1, UCC27714
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/867382/ucc28951-limited-power-control-of-chip

器件型号:UCC28951
主题中讨论的其他器件:LM5045LM5046UCC28950UCC29002LM5041UC3827-1UCC27714

我很好奇此芯片的最大推荐功率控制级别是多少。  

我需要制作一个逆变器来控制6kW、并考虑使用此芯片。

我还有一个相关的问题:为什么这些 IC 的额定输出功率? 这是否不仅仅是 FET 的考虑因素? 我知道 IC 的栅极驱动受限、但如果我使用外部栅极驱动器、我是否仍然限于使用此芯片控制的输出功率级别? 我的想法是、我真正需要的是计时和控制、在我看来、这似乎与输出功率无关。

以 LM5045/5046为例、它的额定功率高达1kW、这是为什么? 如果我使用外部栅极驱动器、是否仍然建议达到该级别? 比如、50A 时为20V (1000W)、50A 时为50V (2500W)、为什么不是这样?

非常感谢!

Tim

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    您好 Tim

    我认为您完全正确。 控制器不知道正在传输的功率、它看到的所有内容都是它通过生成适当的驱动信号来响应的输出电压和电流等的缩放表示。

    LM5045/LM5046可能会受到"限制"、因为需要处理更高功率的更大 MOSFET 的栅极驱动要求。 如果您要添加外部栅极驱动器、则该限制将消失。

    从拓扑选择的角度来看、我看到了一个已发布的实例、其中使用 PSFB 的功率高达50kW、但我们处理的大多数应用为1.6kW 或3.3kW。 许多更高功率的应用使用多个功率级。 三个3.3kW 级并联、以提供10kW 等功率。

    我认为 UCC28951不能用于逆变器中的6kW 直流/直流级的根本原因不是什么。

    此致
    Colin

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    Colin、

    非常感谢您的详细回答、非常感谢!

    我有几个相关的问题要问您!

    1) 1)对于此功率级别、您是否建议使用 UCC28951而不是 LM5046? 我对 LM5045/5046有更多的经验、但在我看来 UCC28951似乎值得一换、它对 ZVS 开关和相移有更智能的控制吗? 似乎 LM5046具有更多的手动控制调整以及死区时间等...

    2) 2)此外、如果我选择并联一些 IC、您是否会建议使用一个芯片而不是另一个芯片? 若要将单元同步到与我的读数相同的频率、需要使用外部时钟、以避免 UCC28951中的主器件之间发生90度相移。 是否有办法避免看似积分的相移?

    3) 3)对于负载共享、您是否有推荐的芯片来实现此目的? 我查看的是 LM5080/LM2907、但我不确定控制器(2907数据表上的 V+和 V-或电压感应引脚)有哪些输出可连接到负载共享控制器? 负载共享是否真的如此重要? 我想、如果一个电桥上的 MOSFET 比另一个电桥上的 MOSFET 加热得多、这将通过限制通过该电桥传输的功率来平衡电流输出。

    非常感谢您、

    Tim

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    你好、Tim

    很高兴我的回答很有用-以下是我的想法。

    1如果输入电压将大于105V、则 UCC28951是一款更好的解决方案。 如果输入电压低于105V、则平衡程度会更均匀、 并考虑以下注意事项、尽管我仍然倾向于选择 UCC28951。

    A/ LM5046旨在位于隔离栅的初级侧、因此如果需要考虑光耦合器的使用寿命(主要是 CTR 降级)、则反馈必须通过光耦合器或相对昂贵的隔离放大器。 UCC28951旨在用作次级侧控制器-因此您无需光耦合器、因此可以实现更宽的控制环路带宽。 如果控制器是次级基准、则连接微控制器的外部信号也会更容易

    b/ LM5046具有板载初级侧 MOSFET 驱动器、可满足上述105V 限值。 您需要将外部驱动器与 UCC28951配合使用(但您可以将驱动器放置在 MOSFET 上!)。 此处 UCC25120是一个不错的选择。

    c 相对于 LM5046的固定延迟、UCC28950提供自适应计时延迟。 在任何情况下、当 Vin 为高电平时、自适应延迟都更加重要。

    D/ UCC28951可在主/从系统中轻松实现同步、并自动为您提供所需的90度相位(输出电感器处为180度)、从而更大限度地减少输出电容器中的纹波。 LM5046不会这样做。 您可以将多个 UCC28951器件与外部时钟或多个外部时钟同步、并在它们之间进行适当的相移。

    e/有一点很小、即 UCC28951的 CS 信号限值为2V、LM5046的 CS 信号限值为750mV -因此、我希望 UCC28951具有更高的抗噪性能。

    2如果您想并联多个功率级、那么如果所有控制器共用一个公共接地、这将会变得更加容易-这是一个强烈的论据、支持诸如 UCC28951的次级侧控制器。 下面介绍了如何将一个控制器用作主控制器、并将其误差放大器的输出用作从控制器的电流需求信号。 这种布置非常好、可以扩展到多个功率级、主要缺点是它是主/从配置、如果主器件由于某种原因而发生故障、系统会停止。 UCC28951从器件以90度的速度运行至主器件-这是不可避免的、但却是理想的。  这种安排不需要同步、但它将使您更好地控制噪声。

    3由于 MOSFET 加热而导致的 Vout 的任何变化将由正常控制环路补偿,因此这种方法不起作用。 与 LM5080相比、我更熟悉 UCC29002负载共享控制器、但两者的运行方式相似。 我怀疑 UCC29002将为您提供更好的负载共享精度、因为它的输入失调电压规格明显更好。 UCC29002还以动态主/从配置方式运行、因此、如果一个模块发生故障、其他模块可能会承担负载。

    此致

    Colin

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    Colin、  

    我想如果你来自爱尔兰,我现在可能正在观看你的一些视频系列,它们非常棒。 再次感谢您的帮助、这是非常宝贵的、我非常感谢您在回答中付出的努力。

    我是否可以问为什么需要90度相移? 在我的应用中、无论我使用多少个开关组件级、我都将使用单个变压器、因此我的理解是、变压器初级侧会产生90度的漂移、并且开关组件都需要同相。

    最后一个问题是:对于我的应用、我将为高达8kV 的高压电容器充电、并且变压器次级侧不是针对输出电感器进行中间抽头、并且无论大小如何、都很可能使输出电感器不合格。 我一直很好奇如何设计这个控制环路、因为我发现的所有文献都涉及使用一个具有巨大电容的大输出滤波器来平缓、这两个文献都与我的应用无关。

    但是、我在次级绕组上有一个控制绕组、用于12伏输出(也不是中心抽头)、我正在考虑使用该绕组进行控制、但尚未创建环路。 您在这里也有任何建议吗?

    再次感谢您的帮助。 你给我的每一个提示都是几天/几周研究的答案哈哈。

    Tim

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    你好、Tim

    我关于电流共享、90度相移、同步的所有评论假设有多个功率级、即多个 H 桥和多个变压器。 如果您有单个变压器、则它完全不同。 请分享您计划使用的安排的草图- 如果您不想在这个公共论坛上发布、您可以通过电子邮件直接发送给我 colingillmor@ti.com。  

    8kV 相当高! 最佳选择是使用具有二极管整流的单输出绕组、因为这至少会降低二极管上的应力。 我认为您不需要担心控制环路-输出可能会针对输出电感器中大约20%的峰峰值纹波而设计、这一切都会通过变压器匝数比进行缩放、因此从环路的角度来看 它看起来与任何其他 PSFB 大致相同。 然而- 8kV 相当高、您确实需要非常小心、以最大限度地减少从任何开关节点到控制器的电容耦合-这意味着非常小心 PCB 布局、在控制器和噪声位之间具有适当的接地层。

    我想您将使用 SiC 二极管作为整流器。

    我甚至不会尝试 通过调节12V 绕组来控制8kV 输出。 原因是12V 与8kV 的比率很大、您肯定会遇到绕组间耦合、交叉调节以及其他问题。 我想我将采用我的集电极、只需在8kV 输出上使用 HV 分压器、并通过使用高值电阻器来处理功率耗散。

    我想您已经读过 Corona 和局部放电效应吗?

    你是对的,我是爱尔兰人:-)

    此致

    Colin

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    你好、Tim

    我刚刚看到了您关于缺少输出电感器的评论-我需要对此进行一些思考。 我将在明天发布后续行动。

    此致

    Colin

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    你好、Tim

    人们似乎一致认为、电流馈送转换器更适合非常高的电压应用。 初级侧具有防击穿电流保护、因此无需在输出中使用电感器

    此 e2e 帖子讨论了当前馈电系统–虽然不是您正在考虑的功率级别,但说实话,这有点不确定。 https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196/t/277878?keyMatch=CURRENT-FED&tisearch=Search-EN-everything

     

    TI 生产了一些适合在这些级联拓扑中使用的器件。

    LM5041 -用于电压馈入或电流馈入应用 的级联 PWM 控制器 http://www.ti.com/product/LM5041B?keyMatch=CURRENT-FED&tisearch=Search-EN-everything

    UC3827-1是另一个用于电流馈入应用 http://www.ti.com/product/UC3827-1?keyMatch=CURRENT-FED&tisearch=Search-EN-everything 的级联 PWM 控制器

     您可以使用推挽输出来驱动桥中的4个开关–例如、您只需要适当的高侧和低侧驱动器–UCC27714。

     如果您使用输入降压作为电流源、则可以在固定的100%占空比下运行电桥、并使用输入级的 PWM 来控制输出电压。 电桥本质上看起来像一个直流变压器。 我过去使用过这种方法、效果很好–也简化了控制环路设计、因为电桥看起来像固定增益。

     最后、我不会尝试将开关频率推得太高、因为杂散电容会降低次级侧的电压摆幅。

    我将关闭此主题、我们可以通过电子邮件继续直接讨论。

    此致

    Colin