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[参考译文] TPS60403:超低功耗直流/直流转换器

Guru**** 1818760 points
Other Parts Discussed in Thread: SN6505B, SN6505A, TPS62125, TPS60402, TPS60403, TIDA-00349
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/822513/tps60403-ultra-low-power-dc-dc-converter

器件型号:TPS60403
主题中讨论的其他器件:SN6505BSN6505ATPS62125TPS60402TIDA-00349

我一直使用 SN6505B 来驱动 Wurth 脉冲变压器#760039012。  在低输出电流下效率非常低。  我的应用中的输出电压在整流后为3.0V。  我的应用需要的输出电流范围为745 uA 至25 mA。  输入电压为12V、使用 TI 稳压器 TPS62125降压至3.1V、然后 SN6505B 通过脉冲变压器传输功率、以在使用2500Vrms 隔离进行整流后提供3.0V 电压。  在脉冲变压器的隔离式输出下、12V 时的电源输入可实现745 uA 的效率、因此总体效率为10%。  同样、在输出为25mA 时、输入功率要求为113mW、因此该负载的总体效率为64%。  根据第10页上的 TI SN6505A 文档、这些效率是预期的、该文档中的图形显示了在30mA 负载以5mA 负载呈指数下降至大约30%的情况下、效率为80%。 如果负载电流值较低、则很难在图中估算效率。

我在网络上进行了一些搜索、发现了 TI 设计#TIDU813B、该设计展示了一种独特的超低功耗高效开关架构、采用了 TPS60402器件来驱动 Wurth 变压器#750314839、在500uA 至10mA 范围内可实现70%至85%的效率 (TIDU813B 文档中的第31页)。  这正是我希望在应用中实现的目标、只不过 TI 设计中使用的 Wurth 变压器 的高度约为#760039012脉冲变压器的2倍。

我的问题是、 是否可以将以50kHz 频率运行的 TI 器件 TPS60402替换为以250kHz 频率运行的 TPS60403、并将 Wurth 变压器#750314839替换为 Wurth 脉冲变压器#760039012、以实现类似的效率、或者脉冲变压器不适合此特定架构?  

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    Daniel、您好!

    该设计还可与 TPS60403搭配使用、但与 TIDA-00349解决方案相比、效率将更低。 由于开关频率较高、损耗会更大。 此外、TPS60403具有更高的 IQ、这也会影响效率。 《参考 设计指南》的第5.4章 介绍了相关背景。

    关于变压器的使用、我们无法进行评论、因为我们没有可用的数据。

    TIDA-00349中的器件选择完全侧重于极轻负载下的效率、因为4-20mA 回路供电传感器变送器中需要这种效率。

    此致

    Alex

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    正如您所说的那样、由于更高的工作频率、效率降低了。

    我使用 TPS60403DBVR 和 Wurth Electronics 760390014脉冲变压器构建了电路原型、其工作原理非常出色、与我之前的推挽和 SN6505B 解决方案相比、该器件在极低电流下显著提高了效率。  3.0V 输入时的效率如下:

    800uA 输出时为64%、3.2mA 输出时为75%、6.1mA 输出时为75%、 12.4mA 输出时为74%。  800uA 时输出电压为3.33V、12.4mA 时输出电压为2.98V。

    我的应用需要最小3.0V 的输出电压、因此我将输入电压升压至3.1V、以12.9mA 的电流获得3.10V 的输出电压、效率为75%。  通过将变压器桥臂直接接地、我在图50中省去了 C12、C15、R10、R13、从而简化了电路。 我还有其他一些改进设计的想法、也可以尝试一下。

    我要非常感谢 TI 为我们提供了这么棒的电路设计理念。