[参考译文] UCC27524：用于 TMS3705的 UCC27524范围扩展器解决方案

您好、Nick、

感谢您询问 UCC27524。 我是一个将为您提供帮助的应用程序。 让我联系制作此应用手册的设计人员、了解他们对此问题的看法、让我尽快向您更新。

天线是电阻、电容和电感复杂负载。 数据表指定了纯电容线性负载的功耗。 要找出复数非线性负载的功率损耗、我们需要将这些组件分离以进行叠加、以便将它们插入线性方程中。

栅极驱动器的功率耗散、驱动器损耗、可被视为内部输出级阻抗与充电路径中阻抗所消耗功率之比。 对于复杂的负载、需要获取一个复杂的天线阻抗模型、然后通过仿真来实现复杂的电压和电流。 当天线在134.2khz 时从15V 切换时、我们获得驱动器行为的复杂值后、可以使用线性方程。

电容负载的最大功耗可从 P=Q*V*Fsw (Q*V 是能量)中找到，其中 Q=CV 是电容， 当峰值电流在每个开关周期中出现时、会出现最大功率耗散、因为电容充当高频短路、对于高电流栅极驱动器脉冲、FET 负载 CGS 看起来像驱动器看到的短路。 对于电感器、Q=LI^2、这使得功率耗散公式 P=L*I^2*Fsw。 由于负载的非线性、求解该方程并不能给出实际答案、峰值电流似乎不会达到5A 峰值、而是由天线的复合阻抗确定的较低值。

L=uH 大于典型的 nF 电容值->这意味着为电感器充电的能量和需要耗散的更多能量 I = 5A 峰值、大于天线驱动器的1A 峰值->但这将使功率耗散增加25倍 由于存在电感负载、开关电压/电流可能在关断期间重叠、在导通期间缓慢斜升、这将使开关损耗问题进一步复杂化。

由于频率上的 ESR 为10 Ω、天线还可用作小型散热器栅极电阻器。 该 ESR 将充当电阻分压器或分热器、并将功率耗散或总能量与路径中的其他电阻(如4R7)进行比值。

谢谢、

您好、Nick、

我仍在等待设计人员的回复、并将尽快为您提供最新信息。

为了更新我的响应、从图13中可以看出、由于驱动方案会交替输入、而不是始终如一地使134.2khz 输入发生变化、我想我们可以将其视为功耗方面的一个驱动器。 我们只需要考虑驱动器实际输出的电流大小。

电感将电流限制为以 dV/L 的速率斜升、 电流应仅达到斜坡乘以占空比的高值。天线的时间常数 L*R 远大于周期甚至 R*C 常数，因此天线可能未完全放电。 因此、驱动器经历的 Δ V 不足以产生足够大的峰值电流、从而在驱动器中产生过多的损耗。

电容的功率耗散可通过 C * V^2 * FSW 估算、假设 CV^2 = LI^2我们得到 L * I^2 * Fsw、其中 L 和 Fsw 固定为440uH 和134khz。唯一的变量是驱动器将输出的电流大小。 我们可以说、峰值电流是栅极电压除以环路电阻的差值。 I_PEAK = dVdriver/Rdriver。 如果电感器已充电、则 dVdriver 最多为5、因此如果 R_driver 为15欧姆、I_peak 约为300mA。 这会在134.2khz 下产生大约5W 的功率耗散(主要由10欧姆天线耗散)。

您可以查看有关栅极驱动器基础知识第2.7节(功率损耗)的优秀应用手册()。 这是否消除了一些困惑？

 

您好、Nick、

我想 VCC=15V 是施加到栅极的驱动器电压(Vdriver)。 如果在 FET 关断时天线的电感器部分未完全放电、则天线将从10V 切换至15V、因此天线每个周期仅具有5V 摆幅、这将限制功率耗散。

驱动器电源电压是多少？

在室温下、UCC27524的最大功耗约为0.88W。

如果我们仅考虑10欧姆天线规格的电阻部分

V^2/R 平均功耗表示天线耗散约23W (如果天线电压返回0V、则传感器每个周期都会耗散该功耗)

根据栅极路径上的电阻比、66%来自10欧姆、33%来自4.7欧姆将分别在路径中耗散。

这使得栅极路径中只有大约1%的总电阻来自驱动器的内部输出结构(0.5 ROL)。

23W 的1%为0.23W、这小于最大功率耗散

您能否仿真该电路或对其进行基准测试以查看栅极电流波形？

这将使我们能够了解驱动器灌电流和拉电流的大小、因此也可以了解驱动器的耗散电流。

我们可以获取该电流、然后乘以 Ro/Rol、然后我们就可以知道每个周期内部消耗的实际功率。

谢谢、

您好、Nick、

感谢您让我了解了这种拓扑的工作原理。
谐振或开关频率为134.2k？ 我想的是 FSW。
这种平均电流值似乎还可以、但我看到的唯一不一致之处是、卢比不等于7.5欧姆。 UCC27524数据表的第14页显示，ROS 动态等于1.5*ROL=1.5欧姆。 这使得电流为680mA、驱动器中耗散的功率约为1.2W、约为300mW。 我建议增加4R7栅极电阻器。 增加至6R 及更高值会将驱动电流减小至.375、以使结温保持在 rec op max 以下

请告诉我这是否对您的问题没有帮助。
谢谢、