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[参考译文] UCC28951-Q1:电动汽车充电器站设计

Guru**** 2337880 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28951-Q1, TLV316-Q1, LM4132-Q1, LM4132, UCC28950, LM5051
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/609372/ucc28951-q1-ev-charger-station-design

器件型号:UCC28951-Q1
主题中讨论的其他器件: TLV316-Q1LM4132-Q1LM4132UCC28950LM5051

您好!

我的团队负责设计电动汽车充电器站、我们正在研究可用于创建此类系统的产品。 我对设计复杂性、性能以及用于设计此充电器的可用数据有一些疑问。 我偶然发现了“面向汽车应用的 DC/DC 转换器”系列,发现 UCC28951-Q1非常适合我们的应用。

我对下图有一系列问题:

 

  1. 执行 CC-CV 的唯一外部硬件是两个 TLV316-Q1、一个 LM4132-Q1和一个电流传感器、对吗? 无需补偿器网络/控制环路? 是否有任何警告?

  2. 为什么二极管与 TLV 输出相反? 这不是应该‘ORing’这些输出吗?

  3. 如果需要更改 CC-CV 基准、我是否要将 LM4132输出更改为;例如、是否适应其他类型的电池电压和充电电流?

这仅适用于一个充电器/功率级。 如果我想创建一个具有多个功率级的充电站、为 n 级充电器提供 n 倍乘因数、如何使用 UCC28951-Q1实现这一点? 我是否需要特殊的控制方案来实现这一点、或者 UCC28951-Q1将对其进行调节以实现 CC-CV?

 

在设计方面:

  • 设计工具如何适应此充电器设计?

  • 我可以对充电器使用相同的工具吗?

  • SPICE 示例如何?

  • 在本例中、您使用哪种类型的变压器模型来设计磁性元件? 我必须做出哪些类型的假设?

  • 电流传感器变压器也是如此

  • 如何关闭 SR 方案以适应输出端的全桥整流器?

  • 对于充电器、两个输出“中间抽头”或一个输出变压器,哪一个更好?

  • 如果我想提升电压、设计会如何改变? 我知道 PSFB 是降压转换器、但如何将其转换为升压转换器? 它只是在使用变压器匝数比还是其他东西?

  • 该方案是否有数学模型或开环模型?

  • 使用此器件还有其他提示和技巧吗? 书籍等?

 

感谢您的帮助、非常尊敬、

 

Carlos Ramos、电气工程师

谐振气动

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    忘记添加上述照片。

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    尊敬的 Carlos:

    我已要求我们的应用工程师之一回复您的帖子、您应该会在今天晚些时候看到回复。

    此致

    Peter
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    您好、Carlos



    问:执行 CC-CV 的唯一外部硬件是两个 TLV316-Q1、一个 LM4132-Q1和一个电流传感器、对吗? 无需补偿器网络/控制环路? 是否有任何警告?
    答:该幻灯片旨在说明高级概念而不是详细信息。 您将需要补偿网络-在 www.ti.com/.../slup348.pdf 上查看我们的 PSDS 白皮书 、当然该白皮书使用不同的运算放大器等、但其概念是样例

    问:为什么二极管与 TLV 输出相反? 这不是应该‘ORing’这些输出吗? -
    A:二极管提供"ORing"功能。 TLV 的较低者输出"胜出"并在 EA+输入端设置需求信号。

    问:如果需要更改 CC-CV 基准、我是否要将 LM4132输出更改为;例如、适应其他类型的电池电压和充电电流?
    答:是的,它就像这样简单——原则上! -您必须仔细检查 Vo 和 IO 的比例因子是否正确。

    您可以并联多个功率级-最简单的方法是获取误差放大器生成的 EA+信号、并以菊花链形式将其连接到多个功率级。 每个功率级接收相同的误差(需求)信号、并且它们都应输出相同的电流

    问:设计工具如何适应此充电器设计?
    答:Excel 设计工具仅为 CV 操作开发。 它将适用于设计的 CV 部分、但不适用于 CI 部分。 它也不会设计外部电压误差放大器。 从动力传动系的角度来看、最坏情况条件为 maxVout 和 Max Iout。

    问:我可以对充电器使用相同的工具吗?
    A:仅适用于 CV 部分

    问 SPICE 示例如何?
    答:器件有一个 SPICE 模型、但据我所知、没有完整的电池充电器。

    问:在本例中、您使用哪种类型的变压器模型来设计磁性元件? 我必须做出哪些类型的假设?
    答:变压器由外部承包商设计-您可以在 DS 末尾的参考设计部分中的 UCC28950数据表中看到我们为其提供的典型规格。

    Q:电流传感器变压器也是如此
    答:我们购买了一个现成的。 同样、您可以看到我们在 UCC28950 DS 中使用的规格。

    问:如何关闭 SR 方案以适应输出端的全桥整流器?
    答:两种可能的方法。 1/只需将 ORoute 和 OUTF 引脚保持开路
    2将 DCM 阈值设置得足够高、以关闭 OTPUTF 和 OUTF 输出
    3可以用 SR 和 UCC28950进行全波整流,但很显然你需要额外的驱动器,当然还有 MOSFET 本身。

    q 充电器、两个输出“中间抽头”或单个输出变压器有哪些更好的选择?
    答:很难知道-它取决于输出电压电平。 中心抽头对于低电压更容易、单绕组对高电压更好。 还可以使用倍流器。 请告诉我您的预期输出电压范围和电流电平。

    问:如果我想提高电压,设计会如何改变? 我知道 PSFB 是降压转换器、但如何将其转换为升压转换器? 它只是在使用变压器匝数比还是其他东西?
    答:它本质上是一个降压转换器、因此处理这一问题的方法是使用变压器匝数比。 请不要忘记、变压器匝数比可能会使您的输出电压范围高于输入电压并低于输入电压-例如400V 输入电压、350至450V 输出电压
    输入电压为400V、输出电压为750V

    问此方案是否有数学模型或开环模型?
    答:不是我知道的那样-

    问:使用此器件还有其他提示和技巧吗? 书籍等?
    答:有很多关于 PSFB 的材料。 上面的设计评论链接是一个很好的起点。
    TI 设计研讨会可在 www.ti.com/.../login.shtml 上找到 、这可能是有关 PSU 设计信息的最佳存储库之一- PSFB 文章位于 www.ti.com/.../login.shtml`and 您应查看名为"全桥功率级"的选项卡

    如果您需要更多信息、请告诉我
    此致
    Colin
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    Colin、

    非常感谢您的快速响应。 我将检查您发送给我的材料、稍后我将跟进您或任何可用的应用工程师。

    尊敬的、
    Carlos
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    Colin、

    关于 PSFB 转换器设计工作流程、我有几个问题:

    注意:我们的设计是高电压输出(可能200-500V、可能会稍低)、高功率 EV 充电器

    1.即使 Excel 文件不适用于 CC-CV、也能很好地计算和调整全桥功率级的大小吗?
    1A。 本白皮书《2kW 并联电源模块的设计评论》包含所有尺寸公式? 如果是、我需要将公式从中心抽头更改为全波整流器输出(高电压需要、对吗?)? 一般来说、如果我有所有的尺寸公式、我应该能够顺利地设计功率级、对吧?

    2.如果此转换器没有开环、如何为此系统设计补偿网络? 是否有任何提示、建议或建议?

    尊敬的、

    Carlos

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    您好、Carlos

    Excel 文件对于操作的 CV 部分很好-这包括电流限制进入的角落。

    CI 特性会在稳压时将电压下拉、您将知道需要调节到的最小电压

    我建议您运行 Excel 计算器两次-一次针对最大 Vo 条件、一次针对最小 Vo 条件。 对于两个计算、保持固定参数(例如变压器匝数比)不变。

    关于薪酬-我很担心、我提供的内容不能超过您在  http://www.ti.com/ww/en/power-training/login.shtml?DCMP=psdslibrary&HQS=tlead-power-psdslibrary-apec2015-pwrhouse-20150312-lp-en 上的文章中所能找到的内容  、"反馈环路补偿"下的文章将非常相关、尤其是 https://www.ti.com/seclit/ml/slup340/slup340.pdf 上的文章 

    此致
    Colin

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    Hallo Colin、

    在本例中、二极管如何 ORing?

    ORing 二极管逻辑是否应该这样构造?

    我仍然不知道最低误差如何"胜出"栅极逻辑。

    您能否举一个此应用中二极管的示例? 这是标准齐纳二极管还是某种 低侧 OR-ing FET 控制器(LM5050/LM5051)?

    此致

    Natthapol