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[参考译文] UCC28780:设计文档

Guru**** 2457760 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28780

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/676322/ucc28780-design-documents

器件型号:UCC28780

我开始使用这个极其复杂的器件的数据表、第8.2.2节"详细设计流程"、在页面的末尾发现它非常无用。  计算匝数比需要 VCLAMP 和 VSPIKE、我无法在任何地方找到估算方法。  然后在8.2.2.2.2中、我将"KRES 表示等待开关节点电压从反射的输出电压转换为零时的占空比损耗。  KRES 的5%至6%用作初始估算值。"  这似乎是一个拼写错误。  这毫无意义、也不能提供估算 KRES 的线索。  然后、在页面底部的 eqn (23)中、我会看到在哪里需要 Fsw (min)、而在任何地方都不需要估算 Fsw (min)。

因此、在过程的第一页结束时、我受到阻碍、无法计算任何变量。  第8.2.2节中的任何公式也没有显示实际数字(例如、对于 EVM 设计)、因此您不能交叉检查公式或将变量的含义组合在一起。

幸运的是、我在 sluc644中找到了 Mathcad 文档、我有了 Mathcad。  它们非常有用、看起来可以实现实际设计。   但是、我在"ACF 功率级计算- 21070531.xmcd"中发现了几个错误:

  • 根据输入变量的不同、最小值和最大值 NPS 计算可通过最小值>最大值得出。  我采用高 VBULK 设计、最终 NPSmin = 7.265、max = 5.302。  然后、为了通过 VDS_MARGIN 测试、我必须使用5的 NPS (在给定的反相范围之外)。  我认为工作表需要在更宽的输入电压范围内进行更多测试、我不确定是否获得正确的匝数比。
  • 如果 VBULK > VRfl、则 kZmax 的计算错误。  我在这里进行了条件测试、但我不是肯定的、这是正确的。
  • 在钳位电容器所需的额定电压方面、我仍然找不到任何帮助。

请告诉我您是否需要此工作表的编辑副本。  此处的"插入文件"按钮看起来不是正常工作的。

  • 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。
    Gerrit、您好!

    感谢您关注 UCC28780 ACF 控制器。 很抱歉,当前数据表在某些地方不清楚,我们将努力加以改进。 我同意这是一款非常复杂的器件、具有多种工作模式、可在线路和负载范围内保持高效率。

    关于数据表中的第8.2.2.2.1节:ΔVclamp 是钳位电容器上可能出现的高于正常反射电压的过量电压。 通常情况下、VCLAMP≈Vs反射、但在某些情况下、可以暂时将电容电压驱动为更高。 ΔVclamp 还不知道匝数比或反射电压是多少、我们必须通过有教育意义的猜测将允许值分配给 Δ I。 我建议将 ΔVclamp 设置为20~30V 作为首次估算值。 这可以通过在导通值= VCLAMP +ΔVclamp Ω 的 Cclamp 上添加 TVS 来实现。

    同样、ΔVspike 根据以往的反激式设计的经验估算、在这些设计中、输出整流器上的漏电感尖峰通常受到 R-C 缓冲器的限制。 我建议将 ΔVspike = 20~30V 作为初始估算值。

    关于克雷斯,我同意这句话不清楚。 其用意是指“使用 Kres = 5~6%作为初步估计”。 或者、在等式23中、Kres = 0.05至0.06。 由于数据表是编写的、我们发现在低频设计(150-300kHz)中、开关周期的谐振部分(Kres)大约为5%、但在高频设计(400-800kHz)中更像是10~12%。

    fsw (min)是设计人员希望在最大输出功率和最小 Bulk 电压下运行的最低开关频率。 选择该值也是在尺寸和效率之间进行权衡的经验。 硅 MOSFET 功率级的工作频率低于 GaN MOSFET 功率级。

    由于变量比独立方程更多、因此可能需要通过计算进行一些迭代以获得最佳值。

    关于 Mathcad 问题:
    1.对于 NPS (min)> NPS (max)的情况、我同意测试应标记此条件。 在这种情况下、需要调整一个或多个组成变量、使最小值<最大值 例如、如果您的最大 Bulk 电压非常高、则需要提高输出整流器电压额定值或初级 MOSFET 额定值(或两者)、以使不等式正常工作。
    当最小值>最大值时、我建议不要尝试从这些数字中选择匝数比
    确实只有当 VBULK < VRfl 时、kZmax 的计算才有效。 当 VBULK > Vrfl 时、错误。 在将来的 Mathcad 升级中澄清这一点是个好主意。
    3.要确定钳位电容器的额定值,需要首先根据输出电压和选定的 NPS 匝数比计算反射电压。 Cclamp 的额定电压应该足够用于最高反射电压加上允许的 ΔVclamp Ω 加上一些裕度、以提供可靠运行。 例如、如果 Vrfl = 120V 且 ΔVclamp μ A 保持在30V、则200V 额定值仍具有与其额定值对应的50V 裕度。 尽管钳位电容器位于高压大容量电压轨上、但其工作电压通常不是很高。

    我希望这能帮助您了解需要做出的设计决策和计算、以便得出合理的起点。 即使在经过“纸张设计”迭代后,有时在评估原型性能时也需要进一步的改进,因为在构建原型之前存在未知的寄生参数,例如漏电感和输出电容变异性。

    此致、
    Ulrich
  • 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。

    感谢您的完整回复 Ulrich 以及您的有用 Mathcad 工作表。  这确实帮助我开始了初始设计。  这对我们这些不是 IC 专家的人来说是一个巨大的帮助,但这可能是一把双刃剑。  这意味着、一旦某件事情不起作用、您需要进行大量挖掘以弄清发生了什么情况。

    我熟悉有关开关频率的折衷、但我不清楚、eqn (23)实际上是您指定所需最小 Fsw 的位置。  我认为这是从其他地方派生出来的。  您的配套工作表(来自 Pei-Hsin Liu)提供了一些 FSW 变化的良好图形、但我在数据表中没有看到有关 FSW 范围的任何讨论。

    还感谢您对钳位电容器额定电压的澄清。  我将把它放在工作表的副本中。

    我也在 NPS 计算中发现了错误。  由于最小值和最大值反相、我需要增加 SR MOSFET 的 vdrm_rating 数字。  一旦您了解了发生的事情、就会变得非常简单!

    我发现、当示例设计中的实际数字也显示出来时、提供通用公式(如 UCC28780)的数据表会得到极大的增强。  这将对公式变量进行额外的检查、使您可以确保单位正确、并帮助您在公式变量不清时弄清其含义。  TI 在记录这种复杂的 IC 方面做了令人印象深刻的工作、但我认为这样的工作可能会让 TI 受益。