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[参考译文] LM2735：LM2735X SEPIC 转换器设计问题

admin
Guru**** 2465890 points
Other Parts Discussed in Thread: LM2735, TPS61170, TINA-TI

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/679518/lm2735-lm2735x-sepic-converter-design-problem

器件型号：LM2735
主题中讨论的其他器件： TPS61170、 TINA-TI

您好！

我已经从 LM2735文档中计算了示例电路的组件值、以便在设计转换器之前查看设计公式。

8.2.12 LM2735X WSON SEPIC 设计示例12.

(1.6MHz)：500mA 时、VIN = 2.7V - 5V、VOUT = 3.3V
让我们使用 T = 25C、开关电阻= 0.19 Ω、电流= 3A、

"一个良好的设计实践是设计电感器、以产生最大负载的10%至30%纹波。" -第16页、LM2735文档
"经验法则是使用20%至40%的输入电流、"- slyt309.pdf

让我们尝试电感纹波范围：Iswitch 的6%至33%。

Vout = Vout + Vdiode = 3.3V + 0.5V = 3.8V

Vin.max = 5V - Vswitch = 5V - 3A * 0.19 Ω= 4.43V
DCMIN = Vout /(VIN.max + Vout)= 3.8/（4.43V + 3.8V)= 0.462
最小值= VIN.max * DCMmin /(Fosc * 0.33 * ISW)= 4.43V * 0.462 /(1.6MHz * 0.33 * 3A)= 1.3uH
Lmax = VIN.max * DCMmin /(Fosc * 0.06 * ISW)= 4.43V * 0.462 /(1.6MHz * 0.06 * 3A)= 7.1uH

Vin.min = 2.7V - Vswitch = 2.7V - 3A * 0.19 Ω= 2.13V
DCmax = Vout /(Vin.min + Vout)= 3.8/（2.13V + 3.8V)= 0.641
最小值= Vin.min * DCmax /(Fosc * 0.33 * ISW)= 2.13V * 0.641 /(1.6MHz * 0.33 * 3A)= 0.86uH
Lmax = Vin.min * DCmax /(Fosc * 0.06 * ISW)= 2.13V * 0.641 /(1.6MHz * 0.06 * 3A)= 4.74uH

结果：1.3uH < L < 4.74uH

示例电路使用6.8uH。

如果我使用"最大负载的10%至30%纹波"(0.5A 的0.1至0.3)、结果为7.8 uH < L < 28.44uH

因此、电路电感值6.8uH 也超出范围。

计算有什么问题？

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    TI__Guru**** 2465890 points
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    您好 Dimitriy、

    如果输出电流为500mA、您从何处获得3A 的电流？ 从简单角度来看、我建议在最初进行计算时假设开关是理想的。 此假设将使您更容易在公式中发现问题。

    -Garrett
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    TI__Guru**** 2465890 points
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    您好、Garrett、

    IC 开关电流限值为3A、因此我计算 LRIPPLE 为最大开关电流的6%和33%。
    这是错误吗？
    我应该使用什么电流？
    要获得大约6.8uH 的 L 值、电流应为~1.5A、但我应该在哪里获得该值？

    或另一种变体：LRIPPLE 应为最大开关电流的~1...3%。

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    TI__Guru**** 2465890 points
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    您好 Dmitriy、
    您可以参考应用手册"基于 SEPIC 拓扑设计直流/直流转换器"。
    www.ti.com/.../slyt309.pdf
  • 0
    TI__Guru**** 2465890 points
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    您好 Jing Ji、

    在我的第一篇帖子中、我提到了本文档：
    "经验法则是使用20%至40%的输入电流、"- slyt309.pdf

    输入电流为3A (最大开关电流)或0.867A (2.7V 输入电压、3.3V@500mA 输出时的最大输入电流)。

    在这些电流值下、您无法得到 L = 6.8uH。

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    TI__Guru**** 2465890 points
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    您好 Dmitriy、

     应用手册中的内容

    http://www.ti.com/lit/an/slyt309/slyt309.pdf

      您应该使用等式4来计算最小值 L。我发现您没有使用1/2比率。

     根据最小 L、您可以选择更高的电感器值。

     您应该使用公式(3)来计算电感器电流纹波、而不应该使用3A。 3A 是 IC 电流限制、不是正常工作时的电感器电流。

     如果您有其他问题、请告诉我。

     

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    TI__Guru**** 2465890 points
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    是的、这是个问题！

    我发现不同的手册使用不同的公式。

    例如、其他制造商的手册说：


    在给定工作输入电压范围的情况下、并在电感器中选择纹波电流后、可以使用以下公式确定 SEPIC 转换器的电感值(L1和 L2是独立的)：
    L1 = L2 = VIN (min)* DMAX /(0.5 * dISW * fOSC)

    通过使 L1 = L2并将其缠绕在同一个磁芯上、由于互感、前面公式中的电感值被2L 取代：
    L = VIN (min)* DMAX /(dISW * fOSC)

    哪种型号正确？

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    TI__Guru**** 2465890 points
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    我将在周末工作，稍后我将作答。
    谢谢
    Jing
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    TI__Guru**** 2465890 points
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    即使在 TI 文档中：

    slyt309.pdf
    图6. TPS61170、SEPIC 设计、300mA 时具有9V 至15V 输入电压和12V 输出电压
    电感值为22uH

    TPS61170.pdf
    图19. 12V SEPIC (降压/升压)转换器、输入电压为9V 至15V、输出电压为12V、电流为300mA
    电感值为10uH

    TINA-TI、TPS61170瞬态仿真、升压、12V 至24V、300mA
    电感值为22uH

    TPS61170.pdf、图18。 12V 至24V DCDC 电源转换
    电感值为10uH

    Cout 的公式中也有相同的系数2。

    slyt309.pdf (7)指出：
    COUT >= Iout *直流/(Fosc * dVout)

    来自另一个制造商的公式：
    COUT >= Iout *直流/(0.5 * Fosc * dVout)

    在 slyt.309.pdf、p.22、步骤(7)中使用此公式时出错：
    您应该计算 Cout 的2个值、首先是 Vin.min 和 DCmax 处的 Iout、其次是 Vin.max 和 DCmin 处的 Iout、然后使用最大值。
    不同的条件将为这两个值提供不同的答案。

    这两个文档都显示了示波器、因此它们都使用了不带任何内部分频器的 Fosc、如果制造商使用内部分频器、那么您将无法使用 Fosc 来选择控制器。


    我期待您的回答！

    P.S.

    今天、我发现了3D 制造的一个变体、对于非耦合电感器、这个因数为2！
    因此、它们的型号比第二代制造商的耦合电感器值低4倍！

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    TI__Guru**** 2465890 points
    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。

    我理解了计算中的错误、谢谢！

    分母应为(1.6MHz * 0.33 * 2 * 0.867A)和(1.6MHz * 0.06* 2 * 0.867A)。

    但是、为什么 slyt309.pdf 和 TPS61170.pdf具有不同的 L 值？