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[参考译文] LM5168:设计帮助和变压器构建支持

Guru**** 2510655 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5017, LM5168, LM5169

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/1211822/lm5168-design-help-and-transformer-construction-support

器件型号:LM5168
主题中讨论的其他器件:LM5017、、 LM5169

您好!

我正在设计一个具有三个输出的 Flybuck 转换器,规格如下:
1.输入:20–60Vdc
2.输出: (A)非隔离式(主) 5Vdc,具有 LDO 的50mA 可获得3.3V 电压
           (b)隔离式(1) 6.5Vdc、150mA、具有 LDO 以提供5V 电压
                   (c)隔离式(2) 6.5Vdc、50mA 具有 LDO、可提供5V 电压
(为了便于计算、b 和 c 可视为6.5V 的单个输出、200mA)
3.   工作频率:680KHz


我们正在考虑使用 LM5017/5018、因为我之前对低功耗设计使用了相同的器件、也使用了 LM5168/51699、因为它们是较新/建议使用的器件。 将根据当前要求和可用性最终确定确切部分。

我使用随附的数据表设计示例和计算器电子表格、为 LM5168设计了变压器。
到达该设计时的是-对于680KHz 的 FSW、初级 L 为58uH。
使用84uH 的较大 Tr.primary L 将导致70mA 的 Iripple 降低(28%)、从而使320mA 的 IPK 降低、因此 LM5168可能就足够了、因为5169是缺货的。
其他值- Cout 33uF、Ca 2200pF、CB 1000pF、Ra 100k、提供27mV 的注入纹波、这应该足够了。
因此、所需的变压器规格为 L = 84uH、初级饱和电流~400mA、N1-N2/3之比为1:1.3。

但有多个方面需要澄清。
1.建议使用516x 作为501x 的较新的替代产品、因此设计流程是相同/相似的。
但是、当我尝试使用不同的指南来交叉验证设计时-数据表示例、AN2292 (snva674c)和501x EVK 作为示例-所获得的结果差别很大、特别是计算或假定的"K"和 delta-"i"的值。
虽然这两个系列的 Rt 计算是不同且清晰的、但请告知哪一个文档最适合相应系列的设计。

2.最高参考 设计/示例- 5168数据表和 EVK、5017示例等达到/使用33uH 的初级电感、用于750kHz 的 Fsw。   
所有 BOM 为同一目的指定了 Coilcraft、Wurth 等的33uH 变压器。 但变压器数据表指定了100KHz 的 L 值-即所选器件为33uH @ 100KHz。
是否不会在750kHz 频率下使用同一设备有效地将 L 'sen'减少516x/501x,即使33uH,33/7.5 = 4.4uH?
这种扩展是构建在设计过程中的吗? 即、所需的 L 在数学运算中被放大至100KHz?
我们将使用定制变压器-那么我应该为制造商提供什么规格- 84uH @ 680KHz 或84uH @100KHz?

根据基本概述(我可能对此完全错、因此请建议)、在680KHz 下计算出的84uH @ 100KHz 阻抗 L 为358欧姆。
对于最小 I/p 为20V 和 o/p 为5V 的情况、这种阻抗值不允许初级负载电流为250mA。 该假设是否准确?

3.根据以上设计,5168是否足够或5169是否需要? 何时可提供至少数量更少的产品-~200nos。

请尽早告知。

谢谢。

e2e.ti.com/.../4454.LM5169_5F00_calc_5F00_revD.xlsm

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    您好、Tanmay、

    感谢您考虑使用我们的产品。  我会研究这个问题、明天再由 COB 与您联系。

    此致、

    友好

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    您好、Tanmay、

    让我首先回答您的第二个问题: 变压器选择基于纹波电流、这会将峰-峰电感器电流纹波限制为低于满负载直流电流的特定百分比。  由于您的负载电流小于这些示例、因此建议的电感较高、以实现与满载直流电流相似的峰间电流比。   

    请不要混淆变压器数据表。  这意味着在其生产中已在100kHz 条件下对电感进行了测试、但在680kHz 条件下、电感仍应非常接近该标称值、这是您的电路的工作条件。   对于680kHz 频率、确实需要84uH 才能满足上述纹波电流要求。  

    关于 LM5168和 LM5169的变压器选择、一个标准是 电感器的 Isat 不应小于 IC 的峰值电流限值、否则磁性元件在动态响应期间会饱和。  从数据表中可以看出、LM5169的峰值电流限值是 LM5168的2倍、因此您需要选择变压器来满足 Isat 要求。  顺便说一下、您的400mA Isat 看起来位于低端、对于 LM5168、您最好将其升高、因为在高端上峰值电流限制可能为484max。  

    关于问题3、两个 IC 都应该可以工作、但您确实需要注意 Isat 的差异。 请经常查看我们的网站以获取最新的股票信息。

    关于 LM5017/8、它应能够支持您的应用、您可以将其选作部件。  同样的规则适用于 Isat。

    希望这一点得到澄清。

    谢谢。

    友好

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    您好、您好。

    谢谢详细的解释。 清除变压器和部件选择查询。

    请另回顾第一点- 516x 的最佳设计文档/步骤、因为我们需要定期继续使用该器件、特别是"K"和 Δ-"I"值的计算/假设。

    谢谢。

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    您好、Tanmay、

    没有必须为"K"选择的绝对值。  根据我们的经验、也与现场的经验一致、"K"的通用准则约为0.2至0.4、这会在电感器尺寸、Cout 尺寸和整体效率之间达到良好的折衷。  

    希望这一点得到澄清。

    此致、

    友好

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    您好、您好。

    谢谢。 已根据您的反馈并使用电子表格完成设计。

    与磁性元件供应商分享了细节、但设计中似乎有些不完善、因为他们能够到达的初级匝数非常大、达到数千!

    如果您能审阅我的设计并指出需要的主要错误/更改(如果有)-私人共享、那将非常好。

    此外、是否有工具或指南可根据设计参数计算初级匝数、如果是、请分享链接。

    谢谢。此致、

    Tanmay Sutaria。  

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    您好、Tanmay、

    您能否分享磁性元件供应商的设计细节?  1000转听起来很奇怪、因为您只需要84uH。  我恐怕有些东西被误导了。   

    EVM 磁性元件的电流为33uH。 在使用相同磁芯的情况下、如果气隙不改变、只需调整33uH 变压器的匝数1.6倍即可使其达到84uH。 这是物理现象: 在同一磁芯上、电感与匝数的平方成正比。 EVM 磁性元件不应 达到600或距离传感器都不能接近。 1000圈来自哪里?  

    谢谢。

    友好

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    您好、您好。

    已通过电子邮件发送变压器设计。

    我同意您的匝数估算、我们是沿着相同的路线进行思考、但我们无法知道 EVM 器件中使用的匝数或他们使用的 THC 内核(尺寸除外)。 此外、我们的磁芯不同- EE!3、因此需要重新设计/重新计算变压器。 将与我们的供应商重新检查并恢复。

    谢谢。

    Tanmy.

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    您好、Tanmay、

    抱歉、我没有变压器本身的计算器。 只需告诉磁性元件供应商 Lmag、匝数比以及工作电压和开关频率、他们就可以快速获得设计。   如果您想为自己的变压器缠绕线圈、请参考以下文章。

    e2e.ti.com/.../Magnetic-Design-Handboob_2D00_slup132.pdf

    此致、

    友好

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    您好、您好。

    感谢提供设计指南、将来也会非常有用。

    这几个回合终于找到了和样本制作. 由于与设计规格非常接近、只需要进行一些微调。

    感谢您的所有帮助。

    此致、

    Tanmy.

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    您好、Tanmay、

    感谢您的更新、我来结束此主题、我们可以继续在 PMS 中进行讨论。

    此致、

    友好