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[参考译文] TPS23753A:最大限度地降低 PoE PD +控制器的热影响... 是否提供仿真?

Guru**** 657930 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS23753A, TPS23755, PMP9175, PMP7355, UCC24610, TPS23754EVM-420, UCC24612
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/787786/tps23753a-minimizing-thermal-impact-of-poe-pd-controller-simulations-available

器件型号:TPS23753A
主题中讨论的其他器件: TPS23755PMP9175PMP7355UCC24610TPS23754EVM-420UCC24612

我有一个设计、我们目前在其中使用 具有板载 TPS23753A 的 PoE 模块。
此设计存在热问题、即使在相对较低的负载、10W 或更低的输出功率下也是如此。

我正在研究离开模块并在  电路板上实施我们自己的 TPS23753A 或 TPS23755电路的可能性、在该电路中可以控制某些组件。
 虽然 TPS23755看起来是最容易实现的电路、但我主要担心内部 MOSFET 会限制解决功耗问题的能力或使其变得更糟。

目标是提供~10W 的输出功率。 最终输出应为5V、但隔离级之后的第二级直流/直流、降压或升压如果有利(减小反激式输出级中的电流?)、则可以接受

我还会注意到、我不是硬核 EE、我正在根据数据表和应用手册中的内容搜索分辨率。

使用 TPS23753A 的吸引力在于我们可以选择变压器、开关 FET 和输出二极管。

在 slva305c 之后、 就正向电流降而言、MBRS540T3似乎是我可以为输出整流器找到的最佳选择。

使用 BSZ900N15NS3GATMA1等超高性能 MOSFET 似乎可以降低开关损耗和电阻损耗。
但是、考虑到初级电流相对较低、首先选择器件可能更好、以最大程度地降低开关损耗和二极管压降?
 TPS23755的内部 MOSFET 是否已针对所有3个参数进行了优化?

根据 在 slva305c 中计算的初级电流、RCS 的损耗似乎高达330mW。 但是、如果不使用非常昂贵的隔离放大器、您认为没有什么办法可以解决这个问题? 该解决方案可能不在范围之内。

是否有任何 SPICE 仿真(或任何其他软件包... 可能是 MATLAB? 数学方程式笔记本?)  可用于 TPS23755或 TPS23753A 的参考设计?
有些变压器具有非常低的绕组电阻和电感(例如、Moatel EP13)、需要完全重新计算电路、因此对仿真进行编码可能会有所帮助。

有关如何在~10W 范围内实施 PoE PD 和隔离式转换器的任何建议、如果尽力降低热影响、将非常有帮助。

  • 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、Apullin、

    为了提高热性能、应使用效率优化型设计。 无需第二个功率级。

    对于5V、我们建议使用 TPS23753A 来实现 PMP9175。 请随意复制。 TPS23755不适用于较低的输出电压。

    此设计使用同步 FET 整流器而不是二极管整流器来提高效率。 您可以在测试报告中看到 PMP9175的效率图、并将其与 PMP7355 (二极管整流5V)的效率图进行比较。

    谢谢、
    Tom Amlee
    PoE PD 应用工程师
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    啊、非常有趣。 它看起来是一个很好的实施方案。 这是许多器件、但我可以通过此配置跳过12V 至5V 转换步骤。

    输入有源整流器很有趣。
    是否有任何见解、了解它是否会实际打败所选的2个二极管桥式整流器、从而实现极低的正向压降和足够的直流阻断? 例如 SL310A、甚至 SL36A。

    此外、如果您或 PoE 团队对可以添加到中的新修改有任何建议(因为该报告来自2013年)、

    最后:
    您是否有机会提供原生格式原理图和/或布局、以便我可以直接导入并从那里工作?
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    您好、Apullin、

    二极管电桥和有源电桥之间的效率差为~2%。 在更高的功率水平下、有源电桥更常见。

    该设计是最新的、我们没有仿真文件。

    请参阅随附的 PMP9175文件。

    有关反激式设计的更多信息、请参阅:

    此致、

    Tom Amlee

    PoE PD 应用工程师

    e2e.ti.com/.../PMP9175.zip

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    太棒了。 这些设计文件对于加快我们的速度非常有帮助。

    另一个后续行动:
    在我查看的 PoE 参考设计的大多数测试数据报告中、热感图像表明变压器是主要的散热位置。 通过牺牲一些电路板面积来降低设计的热影响是否有一定的潜力?
    看起来 Coilcraft 具有一些较大的选项、但所有选项都具有不同的绕组布局和电感。
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    您好、Apullin、

    通常是的、使用额定功率更高的变压器将提高热性能。 我建议使用 EP13+封装。 此外、对初级和次级接地平面使用更多铜应降低所有组件的温度。

    谢谢、
    Tom Amlee
    PoE PD 应用工程师
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    非常好、感谢您的提示。

    Coilcraft POE300F-50lb 似乎是一种潜在的替代方案。 但是、绕组拓扑略有不同、次级侧没有中心抽头、因此我无法实现输出 SR、因为它在 PMP9175中实现。
    用 UCC24610替代 SR 是否是可行的解决方案?

    同样、该变压器的不同电阻和电感器确实会略微改变工作点。
    通过具有 POE300F 规格的 SLVA305C、我最终得到了极高的次级电流~10A。 这将是热固性的。
    我的工作过程有点令人生畏、因此任何深入的见解都将非常有帮助。
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    您好、Apullin、

    我们在 TPS23754EVM-420中使用了 POE300F-50、如下所示。 您可以订购 EVM、并在有兴趣的情况下以~13W 评估其热性能(根据设计、该性能可高达25W)。

    此拓扑是一种驱动型反激式拓扑;不过、您可以使用您提到的同步控制器、因为变压器没有栅极驱动

    绕组。  UCC24612具有一个 EVM、可帮助将其改装到现有功率级中。

    http://www.ti.com/tool/ucc24612-1evm