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[参考译文] LM25180-Q1：其他问题

admin
Guru**** 1831610 points
Other Parts Discussed in Thread: LM25180, LM25180-Q1, LM5180
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/1352898/lm25180-q1-miscellaneous-questions

器件型号：LM25180-Q1
主题中讨论的其他器件：LM25180、、 LM5180

您好、TI 团队：

我需要使用 LM25180QNGURQ1并借助以下参数实现 PSR 反激式转换器：

 

输入电压范围：                     9-36VDC

输入阈值：                             8.5V 开启、7V 关闭

输出电压：                                               3.3V

额定负载电流：                        0.7A

输出电压调节范围：         +/-1.5%                                                

 

问题1

 为什么 WEBENCH 工具导致组件值​​与 Excel 工具不同？

 

问题2

 WEBENCH 中不提供设计 CISPR 5类输入滤波器的选项。  是否有 Excel 工具或 TI 应用手册可用于设计此滤波器？

 

问题3

除了符合 AEC-Q100标准外、LM25180和 LM25180-Q1 IC 之间是否存在差异？ 使用的一些公式因规格而异(LM25180与 LM25180-Q1)。  例如、公式13计算 Iout (max)因规格而异(LM25180与 LM25180-Q1)。  LM25180-Q1规范中使用的公式13给出了与 Excel 工具中提供的 Iout (max)一致的结果。 哪个规格公式、LM25180或 LM25180-Q1得出的 Iout (max)结果更准确？

 

问题4

如果变压器匝数比的计算导致匝数比为2.5：1、它是四舍五入到3：1还是四舍五入到2：1？  如果计算得出的变压器比率为3：1、但没有任何制造商提供该变压器、那么您可以将变压器比率更改为2：1吗？  该规范规定、变压器比越高、IC SW 引脚上的应力就越大。

问题5

在计算第8.2.1.2.4节中的反激式二极管时、显示"通常选择额定电流大于 NPS*IPRI-PK (max)最大峰值次级绕组电流的反激式二极管"。  对于我的设计、它提供的最小值为3x1.5A = 4.5A。  此电流是否可以乘以最大占空比因子来降低该电流？ 实际上、该电流似乎在最大占空比下不连续或短路。  此设计在 Vin (min)下的最大直流电约为60%、即为0.6x3x1.5A = 2.7A、以实现最大二极管电流。  为了支持此确认、WEBENCH 建议在此设计中使用3A 的反激式二极管。  给出的示例为第8.2.1.2.4节、其中也降低了具有最大占空比的二极管电流。

 

问题6

低 ESR 钽电容器是否可用于 Cout？  由于某种原因、我找不到任何具有软/柔性端接的100uF/6.3V MLCC。  该设计的环境是汽车电子、因此必须使用具有软端接的 SMD 陶瓷电容器。 我确实意识到电容器 ESR 会干扰控制环路的极点。

问题7

您如何使用第8.2.1.2.7节的示例设计中的公式24获得2uF 的 Cin 结果？  无论我如何计算、得到的结果始终是0.35uF。  我使用公式4来计算 IPRI-PK (BCM)、

 

问题8

是否有用于确定所需最小负载的公式？  过去、我在其他制造商的 PSR 反激式转换器中使用过以下公式："Lpri x [ISW-peak (FFM)] x f (min)/ 2xVout"、这可以得出大约5mA。  LM25180-Q1规范第7.3.2节说："除了故障情况外、LM25180-Q1的最低工作频率为12kHz、这将最小负载要求设置为约为满负载的0.5%"、可得出0.005x0.88A = 4.4mA。  WEBENCH 建议使用4.1mA。  哪种最小电流是正确的？

 

谢谢！

 

此致

 

埃里克...

 

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    TI__Guru**** 1831610 points
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    您好、Eric、

    感谢您发送编修。 有很多问题。  请允许我有时,我应该在接下来的几天与您联系。

    谢谢。

    友好

  • 0
    TI__Guru**** 1831610 points
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    您好、Eric、

    很抱歉耽误你的时间。  以下是您的问题的答案。

    回答1。  Webench 模型基于我们的 EVM、并且在决定元件选型时进行一些权衡、灵活性低于使用设计计算器。   请注意、这两种设计都旨在让您有一个良好的起点、并且我们始终需要在实验后对设计进行微调。  我更喜欢使用计算器在两者之间进行选择、因为它可以为您提供更多的设计控制。

    答2。 EMI 通常被视为一个系统级问题、LM5180电路可能只是整个系统的一个小部分。 请参阅以下有关 EMI 的研讨会。  https://www.ti.com/lit/pdf/slyp757?keyMatch=emi%20filter%20design

    解答3。 包含效率参数的公式更为准确。  IC 设计认为、这两个器件(-Q 版本和非 Q 版本)基本相同。

    A4。 抱歉、我们的计算器只包含有限数量的匝数比选项、主要是由于后台计算更复杂、可能会使匝数比选项颗粒更精细。  是的、您可以向上或向下舍入以选择下拉菜单中的可用数字、但仔细检查最小 Vin 处的峰值电流和最大占空比以及计算器建议的最小电感、以确保唤醒正常。

    答5。  数据表中给出的建议是比较好且保守的做法、但您可以通过施加占空比来减小这个值、但请注意、对于二极管、这个值应为(1-Dmin)。  无论如何、您都应该确保所选的二极管具有能够在满载下处理热量的物理尺寸。  

    答6。 是的、您可以使用钽电容器。  

    答7。  请允许我花点时间看一下、稍后再与您联系。

    A8. 典型的最小负载可以估算为： 0.5 x Lmag x 0.3A^2 *12kHz。   这是因为峰值电流将始终处于0.3A 并切换为12kHz。  

    谢谢。

    友好

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    TI__Guru**** 1831610 points
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    您好、您好。

    感谢您的回答。

    与 A3相关。

    是否有计算效率的公式？  我拥有的只是计算器和 Webench 中的图形、 它们似乎没有进行比较。

    (计算器)

    (Webench)

    与 A6相关。

    ESR 越低、Cout 的电压纹波就越低、但为了实现环路稳定性、是否存在应遵循的最小/最大 ESR 值？

    我知道、与钽电容器相比、陶瓷电容器的 ESR 值非常低。

    关于 A7。

    谢谢。 我将等待您的回答。

    关于 A8。

    公式给出负载的16.2mA、它过高。

    请让我重新表述我的问题 A8。  是否需要在 Vout 上提供最低负载来确保转换器的稳定性？

    如何计算所需的最小负载？

     

    谢谢！

    埃里克   

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    TI__Guru**** 1831610 points
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    您好、Eric、

    抱歉在编辑过程中出现了拼写错误。  我重新编辑了这个回复。 很抱歉耽误你的时间。

    ----------------

    这些问题都很好。  让我尝试澄清一下。

    所有计算得出的效率基本上都是一个估算值。  由于 Webench 在很大程度上局限于 EVM 设计、因此 我将使用计算器效率预测作为估算值。  效率计算相当复杂、但您可以参阅以下文章、其中可以使用一些功率损耗计算公式。   

    https://www.ti.com/lit/pdf/snva805

    https://www.ti.com/document-viewer/lit/html/ssztcy0?keyMatch=flyback%20converter%20design

    https://www.ti.com/document-viewer/lit/html/ssztcw6?keyMatch=flyback%20converter%20design

    关于 A6、 较大的 ESR 会影响环路、因为环路补偿在内部是固定的。 内部补偿并未透露、但只要遵循数据表中给出的设计公式、或遵循设计计算器将纹波电压保持在1%以下、就可以了。  

    关于 A8、电路会保持稳定、但如果最小负载条件不满足、输出电压会上升。 16.2mA 低于满负载的2%、为什么说它"太高"？  您可以使用比 Vout 设置电压高5%到10%的齐纳二极管、而不是使用虚拟负载电阻器、 这样您就可以避免在较高负载下发生永久功率损耗。  

    关于 A7、我正在等待我的 Mathcad 在我的新笔记本电脑上工作。  我将尽快更新。

    祝您在项目中一切顺利。

    谢谢。

    友好

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    TI__Guru**** 1831610 points
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    您好、您好。

    感谢您的回答和耐心。

    与 A3相关。

    我将 从计算器中获取效率值(80%)。 谢谢

    与 A6相关。

    我刚刚查看了钽电容器规格。  即使是推荐用于电源的电容器系列

    请给我一个 ESR、该电阻会使电压纹波低于33mV (3.3V 的1%)。  我的应用是105°C、

    随温度对这些电容器施加大量降额(IRMS (max)电流)。

    我能否并联电容器 ESR 以降低总电流？ 难怪规格建议 使用陶瓷电容器。

    关于 A8。

    我的意思是、与计算器(5mA)和 WEBENCH (3.3V/806ohm = 4.1mA)中的虚拟负载相比、16.2mA 较高、

    它提高了4倍。

    谢谢！

    埃里克  

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    TI__Guru**** 1831610 points
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    您好、Eric、

    关于 A6、您可以并联电容器、这实际上是降低总有效 ESR 的方法。

    关于 A8、您的变压器电感是多少？

    关于 A7、很抱歉、我仍然在努力使用我的新笔记本电脑使 Mathcad 工作...   

    谢谢。

    友好

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    您好、您好。

    关于 A5

    您是说(1-Dmax)？ IPRI-PK (和 RMS)电流在 Vin (min)下较高。  在(1-Dmin)@36V 下计算时

    则电流会更低。  

    关于 A8

    对于 PCB 上的两倍封装、

    XFO#1 -> Wurth P/N 750313974、 40uH、匝数比3：1：1、2A

    XFO#2 --> Coilcraft P/N YA8779-BLD，30uH，匝数比3：1：1，2A

    谢谢  

    埃里克...

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    您好、Eric、

    关于 A5、(1-Dmax)可能是另一种方法、但如果希望更保守、则采用二极管的最坏情况、假设电流流动的时间更长。  实际功率耗散始终为 VF * IO、但关断时间较短时 VF 可能会更高。  使用数据表中的快速指南、即3倍 Isec pk 将不会更安全。  

    我使用40uH、计算出的虚拟负载为6.5mA。  如何获得16.2mA？

    P_DUMATE = 0.5 * 40uH * 0.3A^2 * 12kHz = 0.5*0.00004*0.3^2*12000=21.6W

    I_dummy = P_dummy/Vout = 21.6mW/3.3V = 6.5mA。

    使用30uH 将具有较低的虚拟负载电流。  

    您可以重新检查您的计算吗？

    谢谢。

    友好

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    您好、您好。  

    A5理解

    关于 A7

    请告诉我您何时能够进行 Cin 计算。  

    关于 A8

    你是对的。 我认为、就我而言、初始方程中的"mA"和"mW"之间存在混淆。

    第一个公式除以 Vout、 直接给出最小负载电流。

    您的计算结果以 mW 为单位(30uH/21.6mW、40uH 为16.2mW)。

    感谢您指出。 因此"Rdummy =  0.5 x Lmag x 0.3A^2 *12kHz/3.3V"。

    谢谢

    埃里克

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    TI__Guru**** 1831610 points
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    您好、Eric、

    我一直在努力让我的 Mathcad 工作在这个新的笔记本电脑上,但我 改为手计算,以不 进一步延迟你的工作。  这就是 我发现的情况：已更正用于 Cin 计算的数据表公式(24)。 它基于通过输入电流对 Cin 进行充电和放电。  考虑数据表示例设计、10Vin 时的频率为~120kHz (请参阅设计计算器)、然后根据公式得出的结果为3.69uF。  我的手写很凌乱、所以我重新捕捉了 Excel 中的计算结果。 请注意、占空比 D 的计算方式为(Vo + VF)/(Vo + VF + Vin/NPS)

    希望这一点得到澄清。  

    此致、

    友好

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    TI__Guru**** 1831610 points
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    您好、您好。

    当您的工具不工作时、它就不有趣了。

    3.69uF 的结果更有意义。 我在 Vin (min)= 7V 时重新计算了我的设计的 Cin。

    使用计算出的 D = 0.61且 IPRI-PK = 1.2A。 固定 fsw ~= 120kHz。

    Cin (min)= 5.26uF (使用公式24、ISW-Peak = 1.5A)

    Cin (min)= 4.21uF (在 IPRI-PK = 1.2A 时使用公式24)

     

    谢谢、祝您一个愉快的周末

    埃里克...