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[参考译文] 适用于正向转换器的离线控制器 IC

Guru**** 2383060 points
Other Parts Discussed in Thread: TL431, TLV431, UCC2894, UCC28C53, UCC2897A
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/1186363/offline-controller-ic-for-forward-converter

主题中讨论的其他器件:UCC2894UCC28C53UCC2897A、TL431、TLV431

您好!

我想使用正向转换器拓扑来设计一个离线电源。  

规格如下  

输入电压:50V 至200V

输出电压:5V、15V 或24V

额定功率:50W、100W 或300W

请根据上述要求建议合适的控制器 IC。  

提前感谢您的建议。  

谢谢。此

致、 乌马马赫斯瓦拉劳
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    您好!

    您可以考虑以下因素:

    UCC2894、UCC28C53、UCC2808

    如果您有一些特殊特性要求、请提供、以便我们调整或完善我们的建议。

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    您好、HH、

    感谢您的答复。  

    我刚才简要介绍了推荐 IC 的数据表。 我已经观察到、 根据数据表、UCC2894、UCC28C53需要的最小输入为85V (通用输入)。 您能否发送有关 50V 至200V 直流输入电压范围的任何设计文档。  

    谢谢!

    Umamaheswararo Vuyuru

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    您好、HH、  

    感谢您的建议。 我将对 我的设计进行 IC UCC2894演示。  

    此致

    乌马马赫斯瓦拉罗

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    您好!  

    您能解释一下  UCC2894和 UCC2897A 之间的区别吗?

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    您好!

    UCC2897A 需要 p 沟道 FET 来实现低侧钳位、但超过200V 的 p 沟道 FET 不容易获得、或成本较高。

    UCC2894需要 n 通道 FET 来实现高侧钳位、但 n 通道 FET 有很多选择、并且成本更低。

    输入电压高达200V 的设计、因此建议使用 UCC2894。

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    您好!  

    感谢您的答复。 请解释"偏置和非偏置"拓扑的
    UCC2897A 中的三个步骤和一个步骤、如果 UCC2894有相同的要求、请向我提供建议。  

    谢谢。此

    致、 乌马马赫斯瓦拉罗
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    您好!

    其偏置绕组设计是相同的。

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    您好!

    根据 UCC2894的数据表、Vdd 电源来自输出侧滤波电感器、下面给出了快速参考的屏幕截图。  

    我们是否可以从变压器的辅助绕组获取偏置电源? 请提供建议。  

    谢谢。此

     

    致、 乌马马赫斯瓦拉劳
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    您好!

    是的、您可以设计来自变压器辅助绕组或输出电感器的偏置。

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    您好!

    感谢您的快速回复。 您能告诉我两个和哪一个之间的区别吗?  

    谢谢!

    乌马马赫斯瓦拉劳

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    您好!

    电感器使用的基准是因为它很方便。 操作没有区别。

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    您好!  

    谢谢你的答复。 您能建议如何为反激和正激式设计选择钳位电容器的确切值吗? 因为我们计划使用 UCC2894设计两个转换器。 请分享是否有适用于这两种拓扑的设计文件。  

    谢谢!

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    您好!

    您可以参考以下应用手册来进行设计。 钳位电容值通常介于33nF 和100nF 之间、需要调谐。 可以从33nF 开始。

    了解和设计有源钳位电流模式控制的转换器(修订版 A)

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    您好、感谢您的回答。 我将计算 Rf、Rslope、Rsense 电阻器。 我能否将以下文档作为参考  

    https://www.ti.com/lit/an/slua584a/slua584a.pdf?ts = 167393578655&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

    请提供建议。  

    RSLOPE 引脚上的电流是多少。 如果我获取30uA、那么我的 Rslope 将为(1.27V/30uA)= 42.3kR。 是这样吗?

    请提供建议

    谢谢!

    乌玛

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    您好!  

    我正在等待回复。  

    谢谢!

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    您好!

    我建议您参考我提供的设计电流检测和斜率补偿。 应用手册不适用于 UCC2897A、因此尽管可作为参考、但您可能无法获得正确的详细信息。

    Rslope 电压为2V 而不是1.27V。 因此、对于30uA、Rslope = 2V/30uA = 66.7k。

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    您好!

    感谢您的答复。 在第36页中、  

    根据数据表、TL431的最小反向电压为2.45。

    请说明:  

    1. Vref 和 VSC 如何为1.25V?

    2.所需的输出电压为15V;如果我通过 R_opto 将光耦合器连接到 Vout、我可以将 V_opto 取为15V 来进行 R_opto 计算吗?

    谢谢!

    乌马马赫斯瓦拉劳

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    您好!

    应用手册使用 TLV431、如果您阅读了相关内容、便会提到 TLV431的基准为1.24V。

    如果将 Vopto 连接到15V、则电压为15V。

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    您好!

    感谢您的答复、如果我认为 Vopto=15V、Ropto 是3.162k

    Gopto 在 db 中为-ve

    如果 gopt 是-ve、这可以用于控制设计吗。  

    请提供建议。 至于文档、Gopto 是+ve、给出以下内容供您快速参考

    提前感谢您的支持  

    谢谢!

    乌马马赫斯瓦拉劳

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    您好!

    你需要获得一个+ve。

    有几种方法可以做到 这一点。

    一种是使用齐纳二极管、从15V 降低到5V-10V 的较低值、则 Vopto 更低、因此电阻 Ropto 值会更低。 这应该是最简单的方法。

    其次是使用 TL431而不是 TLV431、因此使用基准2.5V 而不是1.24V、因为 Vout 更高、因此可以使用 TL431。

    第三是寻找 CTR 高于 2的光耦合器、以便帮助+ve。

     其中、如果使用齐纳二极管、那么您将立即获得+ve。

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    您好!

    感谢您的答复。 我 将使用 zenor 和 TL431来生成正增益。  

    根据我对上面电路的理解、R13是齐纳二极管的限流电阻器、 Ropto 是 R15。 R14是什么?

    如果 Vopto = 9.5 (齐纳二极管的最小电压)

    VF = 1.3V

    VSC (TL431最小值)= 2.45V

    I_TL431 = 1.3mA

    R_OPTO/R15 = 1459 Ω  (请确认这是否正确?)

    该值在上述参考电路中是不同的。 如果我考虑使用3.6mA、则 R15为499欧姆。 如果我考虑基于 CTR 比率的3.6mA、则光耦合器晶体管侧的重新选择电流会更大。  

    根据控制器 IC (UCC2894D)、V_ref 最大值为2mA

    在应用手册中、R_ref 是根据从 Vref 引脚汲取的最大电流进行计算的。 为了便于快速参考、下面给出了相同的内容

    从上面的屏幕截图中,我不理解下面的行" 用于获取输出脉冲的反馈引脚上的最小电压由电流检测电平位移电压乘以器件内的电阻器比率定义、该比率产生(0.48V× 5) 2.4V 电压。 "

    对于 UCC2894D,CS 引脚电压为1.27v,如果我计算获得输出脉冲的反馈引脚上的最小电压为6.35 (1.27*5)  

    V_ref 为5V

    V_fb_max 为6.35

    I_ref_min 为-ve

    是正确的吗?

    请提供有关如何计算 UCC2894D 的 R_ref 的建议。  

    提前感谢您的支持。  

    此致

    乌马马赫斯瓦拉劳

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    您好!

    R14将偏置设置为光耦合器、以避免光耦合器被完全切断。

    基于许多设计、R_ref 应为2k 并且始终像这样。 其他值无法确保 IC 正常工作。

    所示的 UCC2894 FB 电压范围为开关脉冲、介于1.25V 和4.5V 之间、因此与 UCC2897A 不同。

    注意(0.48V x 5)= 2.4V、因此缺少相同的符号。

    I_TL431在设计中通常认为1 mA 是许多设计中的最佳选择。 您可以调整其他参数值以实现正确的设计、但将上述参数保持为默认值、并且通常无需重新设计、因为这些参数已证明非常接近理想值。

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    您好!

    感谢您的回复。

    1.如果 R_ref 为2k、那么 FB 引脚上的最小电压是多少? UCC2894D 的电阻比是什么(UCC2897A 应用手册中提到5是电阻比是5)

    2.如果我认为 I_TL431为1mA、R_opto 为1.897k、请确认相同、我可以采用相同的 R14和 R15吗?

    3. " 您可以调整其他参数值以实现适当的设计、但将上述参数保持为默认值、并且通常无需重新设计、因为这些值已证明非常接近 。"  根据这一行、根据我的理解、我必须重新设计 R14、R15、R_ref、其余的所有参数可以相同、请确认。  

    此致

    乌马马赫斯瓦拉劳

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    您好!

    1. R_ref 连接到 VREF (=5V)、因此为了使 FB = 1.25V、I_ref =(5V-1.25V)/ 2k = 1.875mA、您需要 设计能够灌入1.875mA 的光耦合器或大约2mA、然后 FB 可以达到1.25V。 UCC2894结构略有不同、请参阅其数据表的第6页图表。

    2.对于大多数光耦合器,R14应约为0.5至1k。 R15是需要设计并遵循应用手册的 Ropto 值。

    3. R14约为0.5至1k、可以保持499欧姆、其余的需要设计来检查它们是否正常、例如需要+ve、如果您获得-ve、则必须调整您的设计以实现+ve。

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    您好!

    感谢您的建议。 我将为我的设计考虑相同的方法。 如果我有任何问题、我会联系您。  

    此致

    乌马马赫斯瓦拉劳

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    您好!

    正如您建议的、UCC2897A 只能用于 p 沟道 FET。 但是、根据以下文档、UCC2897A 可用于 N 沟道 FET 的高侧钳位。 请确认相同

    请推荐最好的一个。  

    谢谢。此

    致、 乌马马赫斯瓦拉劳
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    您好!

    如果添加外部反相驱动变压器、则可以将 ucc2897a 用于 n MOSFET。

    一般而言、对于 VIN > 100V 的情况、我们建议使用具有 n FET 钳位的 ucc2894。

    一些设计、如将 Ucc2897a 与具有 n FET 的外部驱动变压器搭配使用、因为设计希望使用更低的 Cs 阈值。

    此外、当 VIN > 100V 时、Ucc2897a VIN 引脚无法使用。

    在您的设计中、我仍然推荐 ucc2894、但如果您认为 Cs 阈值更好、您可以使用 ucc2897a、这通常可以降低功率损耗、但在高输入电压应用中更可能会受到噪声的影响。

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    您好!

    感谢您的答复。 据我了解、 UCC2894高侧 N-MOSFET 钳位不需要外部反相驱动变压器。 我是否正确、请提供建议。 下面给出了我的原理图草稿、如果我漏掉了任何东西、请提供建议。  

    一旦原理图定稿、我将更新每个组件的等级。  

    提前感谢您的意见。  

    此致

    乌马马赫斯瓦拉劳

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    您好!

    ucc2894需要一个驱动变压器来实现高侧钳位 FET。 因此您需要将变压器添加到电路中。

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    您好!

    请根据您的建议检查修改后的电路。  

    如有需要、请建议对

    1.偏置电路

    2.驱动电路  

    3.补偿器  

    4. EMI 滤波器

    谢谢!

    乌马马赫斯瓦拉劳

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    您好!

    这是为了查看原理图、需要时间。 我会在大约一周内回复您。

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    您好!

    1) 1)请注意、12V 偏置电压需要达到13.2V 才能启动 UCC2894。

    2)  

    3)  

    4) 4)您是否认为还需要在 EMI 滤波器中使用差模扼流圈?

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    您好!

    1) 1)请注意、12V 偏置电压需要达到13.2V 才能启动 UCC2894。

    感谢您的建议、我要将 Zennor 二极管(开关连接到直流输入端的串联稳压器)更改为13.2V 以获得初始 电压。  

    4) 4)您是否认为还需要在 EMI 滤波器中使用差模扼流圈?

    我对 EMI 滤波器一无所知、请推荐。  

    如果需要进一步修改、请提供建议。  

    谢谢!  

    乌马马赫斯瓦拉劳

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    您好!

    我建议为差模扼流圈添加占位件。 大多数情况下、需要差模扼流圈。 在最好的情况下、您只需将该占位符保持在未填充状态即可。

    如果您不知道如何设计 EMI 滤波器、我 建议您首先查看您团队或团队中具有此类专业知识的任何人。 EMI 有点复杂、如果没有任何经验或附近没有任何专业知识、而您想通过 EMI 测试、通常不容易处理 EMI。

    关于 EMI 的文献很多。 因此、您可能需要查看这些内容以获取知识。

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    您好!

    谢谢你的答复。 现在、UCC2894D 可以跟我一起使用了。 我想知道 IC UCC2894D 在焊接到主板之前的工作状态。 我检查了哪些参数。 请提供建议。  

    谢谢!

    乌马马赫斯瓦拉劳

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    您好!

    若要进行检查、您需要根据自己的设计在每个引脚上添加所有 UCC2894所需的外部元件。 然后将其 VDD 升至13.2V 以上、您应该会看到其 VREF 变为5V、SS 从0变为5V。 FB 需要> 1.25V、(例如设置为2V)、LineUV > 1.3V、LinOV < 1.2V、然后您应该看到 OUT 和 AUX 脉冲、开关频率应基于您的设计值。 如果您可以看到 IC 脉冲正常、而 Fsw 是您的设计值、则说明 AUX 正常工作。

    如果需要、您可以找到一种方法、将 CS 上拉至0.75V 以上以检查、AUX 脉冲将停止。

    此外、下拉 SS 将停止 AUX 脉冲。

    请通读数据表以检查其他任何内容-您需要熟悉数据表才能使用此器件。

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    您好!

    谢谢你的答复。 我已根据数据表连接了所有外部元件、

    在测试中、使用以下值  

    RDEL = 10k、RTON = 71k、RTOFF = 150k、CVref = 0.1uF、CF = 0.1uF (无射频连接)、Rslope = 47k、Css = 0.1uF、CHF = 0.22uF、Vin =59V、 RIN1 = 141k、RIN2 = 3.9k、RIN3 = 141k、RIN4 = 2.7k、Rvref = 2k、  

    使用外部电源提供 VDD (启动时设置为13.2V、然后保持为12V)

    使用外部电源(2.2V)提供 Vref alos

    观察结果:

    1.在 Rslope 引脚上生成196kHz 波形  (引脚编号8)

    生成的 Vref = 5.1V  (引脚编号4)

    3.0.95V 通过 SS/SD 引脚(引脚编号10)获得

    4.生成 LineUV= 1.31V  (引脚编号15)

    5. 生成 LineOV = 0.95V  (引脚编号16)

    6.引脚12和13 (OUT 和 AUX)无脉冲

    正如您提到的 、SS 引脚电压变为0到5V、但它不会发生。  如果需要对电路或元件设计进行任何修改、请提供建议。  

    谢谢!

    乌马马赫斯瓦拉劳  

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    您好!

    请提供 CS、SS、FB 和 OUT 的波形。

    此外、在测试中将 Vdd 增加到14V。

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    您好!

    很抱歉这么晚才回复。 根据您的建议、我在 Vdd 时应用了14V、相应的波形如下  

    1. FB 和 OUT

    2.输出

      

    Vref 和 SS/SD

    4. RSLOPE

    5. CS 和 OUT

    SS 引脚上的电压低于1V、无 OUT 信号。 请建议:  

    提前感谢您的支持。

    此致

    乌马马赫斯瓦拉劳  

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    您好!

    SS 需要上升至5V 并保持正常工作。

    首先检查 SS 上的电容器值和连接、确保正常。

    然后捕获波形 SS、如下所示:

    VDD、LineUV、LineOV、Vref

    并提供这些波形用于分析

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    您好!

    感谢您提供宝贵意见。 我已将 VDD 电容增加到220uF、现在、SS 引脚充电到5V、OUT 引脚电阻是可以的、并且可以随 VFB 改变占空比。

    谢谢!

    乌马马赫斯瓦拉劳  

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    您好!

    您能提供使用 UCC2894 IC 的输出短路保护电路建议吗?  

    谢谢。此

    致、 乌马马赫斯瓦拉劳
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    您好!

    您需要指定 OCP 或短路保护规格。

    UCC2894具有嵌入式 OCP 逐周期电流限制、也适用于短路保护。 您需要决定这些是否符合您的要求、或者您需要不同的选项。 如果不同于、则需要将外部电路添加、但需要将外部设计添加到 UCC2894。