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[参考译文] Ucc256304:在高输入电压或低输出电流下开关 FET 高功率

Guru**** 2451970 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC256304

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/670589/ucc256304-switching-fet-high-power-at-high-vin-or-low-iout

器件型号:UCC256304

我使用 UCC256304进行了电源转换器的快速 WEBENCH 设计、其中输入电压为300 < 500V、输出电压为30V、电流为<= 1.4A (45W)。  设计不错、但开关 FET 显示在大散热器上。  我稍微探究了一下、发现它们的功率耗散会随着高输入电压或低输出电流(尤其是两者)的增加而大幅增加。

我仍在努力了解 LLC 转换器、但这是一个令人惊讶的结果。  Iout 较低时的额外耗散特别令人困惑。  有人能解释为什么 FET 在高输入电压、尤其是在低输出电流下消耗更多的功率?  是否有 WEBENCH 不知道的设计方法可以缓解这种情况?

感谢你的任何帮助。

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    您好、Gerrit、

    您能否与我分享您的 webench 设计? 我将在周末回顾一下、下周早些时候再见。

    此致、
    本·洛夫
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    是的、这很好、谢谢。 以下是可共享链接: webench.ti.com/.../SDP.cgi

    查看 Operating Values 选项卡、Power Category、然后单击 Recalculate for Vin = 500V 和/或 Iout = 0.2A。 底部的条形图显示了 FET 电源上升的情况。  对于高输入电压/低输出电压、主效率图也会下降。

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    您好、Gerrit、

    webench 模型似乎不包含 UCC256304的突发模式功能、该功能可提高轻负载效率。 我认为这样做是为了降低模拟/建模的复杂性。 我看到在 Vinmax 和轻负载下开关频率一直推至1MHz (在实际设计中不会发生这种情况)。

    对于 LLC 转换器、通常需要谐振回路中的少量电流来保持稳压(控制器还会将频率推至谐振频率以上以降低 LLC 功率级增益)。 UCC256304包括一个可配置的突发模式、此模式通过定期切换几个周期、然后长时间停止切换来提高轻负载效率。

    此致、
    本·洛夫
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    啊、这是有道理的。  我将继续使用试验电路板、看看它实际上会有多热。

    再次感谢您的帮助!

    Gerrit

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    除此之外、还有更多的事情要做。 我发现我需要使用低值 Ln、即磁化电感与谐振电感的比率、以便将开关频率保持在高输入电压下。 在 Ln > 4左右的情况下、开关频率将与您所注意到的1MHz 频率成反转。 我认为这是由于在谐振增益曲线的错误部分上运行、而不是由于未模拟突发模式。

    我的设计的宽输入电压范围似乎需要低值 Ln。 我现在在 WEBENCH 中使用 Ln = 2、开关频率和功率损耗都是合理的。

    Gerrit
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    您好、Gerrit、

    是的、使用较小的电感比使功率级增益曲线相对于频率更陡。 这使您能够在更严格的频率范围内运行。 需要记住的一点是、较低的电感比也意味着您将具有较高的谐振电流。 这意味着磁性元件的额定电流需要更高一点、谐振电容器上的峰值电压将略高。 因此、在选择电感比时需要考虑一些折衷。

    此致、
    本·洛夫
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    是的、好的一点。   www.ti.com/.../sluc634上的设计计算器电子表格 为您提供给定设计的组件应力、并可为您提供帮助。  我已经验证 、如果在电子表格中选择与 WEBENCH 内部使用相同的可实现峰值增益、则该电子表格提供的结果与 WEBENCH 几乎相同。  当我在第57行中输入 QE 值时得到该值、该值比第48行中指示的最小增益提供了约35%的可实现增益。

    谢谢、

    Gerrit