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[参考译文] WEBENCH®︎工具/TPS40210:6A 时的负电压至负电压开关。

Guru**** 2578735 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS40210, TLV172

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/747520/webench-tools-tps40210-negative-voltage-to-negative-voltage-switcher-at-6a

器件型号:TPS40210
主题中讨论的其他器件: TLV172

工具/软件:WEBENCHRegistered设计工具

我正在尝试 设计一个可提供高达6A 电流的-24V 至-15V 开关。 几年前、Peter James Miller 提供了一种拓扑、该拓扑使用 TPS40210生成类似的设计、但未提供有关如何计算 R 和 C 的任何见解。

此外、Webench 不接受 TPS40210的负输入或输出电压。

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    您好 Burt、

    您提到的必须是负降压转换器、IC 的 GND 基准引脚应连接到输入负电源轨、如所附图纸中所示、 我根据具有不同器件的现有设计对其进行了修改。   功率级(电感器、MOSFET、二极管和输入/输出电容器以及电流感应电阻器)的计算方法与常规降压转换器中的相同。  反馈需要电平位移来感测输出电压。   反馈电压是 R18两端的电压、其电流与 R12相同、R12电流的计算方法为15V/R12。  NPN 双极点对可消除 NPN be 结效应的温度系数。

    希望这能有所帮助。

    应用工程学 Yohao Xi

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    您好、Youhao、

    是的、您的答案很有帮助、尤其是关于作为常规降压稳压器计算其余值的部分。

    我对一些问题仍不确定:

    1.您的原理图中的"COM"连接到了什么? 它看起来像接地。

    2.我计算出 Risns (R14)约为8m Ω。 这是正确的吗?

    3.我的 R2 = 200K 以获得1MHz 的开关频率。 这样、我就可以将 L1电感器保持在6.8 μ H。 我是否正确执行了该计算?

    Peter James Miller 在2011年的原始帖子中建议使用反相运算放大器代替 NPN 双极生成 FB 的输入。 我有一个具有4个电阻器的 TLV172、但不知道如何计算电阻器值。

    如何计算 FB 电阻分压器值?

    谢谢、

    Burt Hashizume。

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    您好 Burt、

    非常抱歉、我发布的工程图有错误、但在我为您修改现有工程图时仍有错误。  C3和 C4应以 IC GND 为基准、在本例中为-24V 输入电源轨。  应删除 COM GND 符号。 在此、我附上了一份更新的图纸。  很抱歉造成混淆。

     (2) 您是如何计算的?  它是一个降压转换器、电感器直流电流应为负载电流。  在1MHz 6.8uH 下、斜坡电流约为0.8A、从而使峰值电感器电流约为6.4A。  则电流感应电阻器应约为16m Ω。   

    (3)根据数据表频率曲线、选择68pF 的计时电容器应该是可以的。  但是、对于 ME 来说、1MHz 对于这个90W 设计来说太快了。  考虑到电路是硬开关的事实、您将无法获得良好的效率。 建议降低至400kHz 以下。

    (4)我没有看到这项建议。  我们自2017年2月起开始支持 TPS40210。  PNP 晶体管对应是执行电平位移 Vout 检测的简单方法。  

    (5)选择这些电阻器非常容易。 参考上图,如果双极 HFE >>>1,R18和 R12会看到几乎相同的电流。   流经 R12的电流为 Vout/R12。 两个 PNP 只是消除了它的 VBE 和温度系数的影响。  VFB = R18 x (Vout /R12)。  您需要选择这些电阻器、以便当输出电压达到15V 设置点时 TPS40210的 VFB=Vref。

    希望这能澄清。

    谢谢

    Youhao

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    你(们)好。

    2.我使用 eqn 16来计算 Risns。 D =-0.655、Visns = 150mV、Iout = 6A、Fsw = 1MHz、L = 6.8uH。 我得到大约8m Ω。 如果 D =+0.655、则 Risns = 9m Ω。

    图2显示、当 D =+0.655时、1MHz 处于可接受范围内。 为了使电感值和尺寸更小、我将实现更快的开关频率。 对于不同的开关频率、没有任何其他的 pro 或 con 参数。

    我附上了2011年2月发布的部分 Peter James Miller 帖子。 这些图看起来没有复制、但您可以看到、Miller 先生认为使用运算放大器可提供更高的精度。 也许您可以找到他的原始帖子以查看图表。

    "2011年2月25日下午3:47

    回复 Peter Miller13277:

    上述电路的电流镜中存在误差。  基极拓扑是正确的、但将电压反映到低侧电源轨的电路不是。  我很快将在新帖子中更正此问题。

    Peter James Miller

    新产品开发工程师

    电源管理-直流/直流解决方案-高性能解决方案

    2008年成员组技术人员

    这是校正后的电路

    由于这些是外部 MOSFET、电流镜的两个 MOSFET 的 VDS 电压将略有不同、因此它们不会具有完美匹配、 因此、5V 精度将比正常值略宽、R3的大小应使电流镜的两个 FET 的 Vds 尽可能接近、而不会降至阈值电压以下。  使用更高电压的小信号 MOSFET (例如60V 至100V MOSFET)将降低此影响。  共源共栅也会有所帮助、但会提高精度、但需要4个额外的 MOSFET。

    另一种选择是在 Vout 上使用差分放大器将 Vout 反射到-Vin。

    但这可以提供更好的精度。

    Peter James Miller

    新产品开发工程师

    电源管理-直流/直流解决方案-高性能解决方案

    2008年成员组技术人员"

    5.我不是模拟电路的设计人员,所以我不听从你关于 HFE、VBE 等的意见

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    您好 Burt、

    您不能使用数据表方程来计算这种情况。 它现在是一个降压电路、数据表用于升压。 请为当前计算应用 BUCK 公式。

    关于电平位移电路、我建议使用比 plar 而不是 MOSFET。 您可以找到配对的 PNP 以获得更好匹配的 VBE、它们将相互抵消而不影响您的输出精度。

    谢谢、
    Youhao
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    您好、Youhao、

    现在我更困惑了。

    TPS40210是一款升压控制器。 数据表中没有用于计算任何值的降压公式。 我知道我们需要一个升压控制器来将较负的电压转换为较低的负电压、但我认为所有其他值都是"正常"计算的、即将其用作升压控制器。

    我也不理解您的"斜坡电流"一词。

    1MHz 开关频率也正常。 如果没有、为什么400kHz 开关频率更好?

    我愿意使用双极晶体管、匹配的 PNP、但我不知道如何选择它们、也不知道如何计算周围的电阻器值。

    感谢你的帮助。

    Burt Hashizume。