[参考译文] LM5185-Q1：空载条件下的高次级电压。

您好 Harun：

您能否使用您的详细规格填写计算器电子表格、以便我们对照建议值检查您的设计。

提前感谢。

https://www.ti.com/tool/download/LM5185-DESIGN-CALC

David。

David、您好！

感谢您的答复。

我已经填写了计算器电子表格 ,并通过以下 Google Drive 链接共享它:GDrive 链接  

此外、我还添加了初级侧和次级侧的布局方案。

再次感谢您的帮助。

此致、
Harun

您能在此处发布计算器吗,因为我无法访问发布的文件共享网站,谢谢。

David。

好的、很抱歉耽误你的时间。

Excel：

e2e.ti.com/.../5226.LM5185_2D00_DESIGN_2D00_CALC.xlsx

布局：

Harun。

谢谢、Huran。

您是否有所用变压器的规格表？

具体而言、您的变压器上的漏电感规格是什么。  这需要保持在相对较低的水平。  通过将间隙长度增加到一定距离、使您得到建议的~12.8uH、从而降低漏电感可能会有所帮助。  如果您无法做到这一点、也许可以将缓冲电容器增加到120pF。  我建议您实施两个建议、您可以这样做。

谢谢。

David。

谢谢。

我使用的变压器目前没有规格表、因为它是定制的。 它由放置在两个铁氧体磁芯之间的 PCB 迹线组成、如随附的图所示。 匝数比为1：1：1、每个绕组匝数为1.5、设计中没有气隙。  

磁芯(2个一起)：

AL：9600 +-25%(无气隙)

考虑到这种结构、我尚未(无法)测量确切的漏电感、但我第二天会考虑增大缓冲电容器。

Harun

您好 Harun：

反激式变压器需要空气间隙、没有空气间隙、您会发现变压器会快速饱和。  

如需更多信息、请参阅以下链接。  还建议在此处联系变压器制造商以获得更多指导。

https://www.ti.com/download/trng/docs/seminar/Topic4LD.pdf

https://www.ti.com/lit/ml/slup127/slup127.pdf

希望这对您有所帮助、

David。  

David、您好！

谢谢。

我了解反激式变压器中空气间隙的重要性、非常感谢您的指导。 不过、在该原型中、我想使用另一种变压器设计进行实验。 根据我的计算、在4A 峰值初级电流和1.5匝的情况下、磁通密度达到~0.38T、低于我使用的磁芯材料(3C95)的0.45T 饱和水平、对应于 hc=157A/m 想法是以更少的匝数(PCB 线迹)利用内核的固有存储功能。


换句话说、我在您发送的第二份文档(第5-3页)中的突出显示部分下了赌注。

我还有一个相同设计的版本、总气隙为0.03mm、这是我一周前测试过的。 其初级电感为8µH、但无法测量漏电流。 空载次级电压较高时仍然会遇到同样的问题、这就是我使用无气隙版本的原因。  我也可以继续使用该原型设计。

增加缓冲电容值

根据您的建议、我增大了缓冲电容器的容值。 遗憾的是、我没有120pF 的电容器、因此我使用最接近的电容器220pF。 我施加了24V 直流输入、观察到输出为18.2V。 相比之下、我测量的输入电流为2 -3mA。

我还再次进行了热测试：

空载(5分钟)

12W (%80额定功率)、持续5分钟：

我相信、由于出现了降到15V 的下降、空载条件将有所改善。  但我认为、如果我继续增加缓冲电容器、缓冲电阻器的耗散会随着其接近额定功率而增加。

此致、

Harun。

您好 Harun：

明白、只要磁芯材料由于其特性而允许储能、我就不会质疑存在分布式间隙的磁芯来抵消物理间隙的需求、我假设您使用的是这种类型的铁粉磁芯？  

但是、将 Lrpim 提高到建议值的两倍、会使漏电感增加该数量、并可能有助于实现空载调节。  换句话说,减少 Lrpim ,将按比例减少 Lleakage 和帮助你也,一点点。

您是对的、增大 Csnub 将在某种意义上增加 Rsnub 中的损耗(与预载类似)...

我肯定会仔细检查您的核心材料并确保您的计算正确无误。  L*I/AE*N = B 并确保 磁芯可以在没有磁芯饱和的情况下磁化到预期的水平。

最后、如果输出端绝对没有负载、则电压会缓慢上升、这是必须处理的问题。  同样、减少泄漏在这里可能有帮助吗？   

PS：可以通过短接次级并测量 LCR 电桥上的初级电感来测量漏电感。

今天、这款器件的专家已经回来了、他可能会向我们介绍一些建议、因为我可能已经回顾了这里的内容

David

希望这对您有所帮助。

David。

谢谢大卫在我不上班的时候为我介绍一下。  

嗨、Harun：

除了已讨论的内容之外、请允许我补充我的意见。 请将 D7和 D8处的 TVS 替换为 ~16V 至17V 齐纳二极管。   那么您的输出电压将被很好地钳制。  TVS 不是一个合适的选择。  

希望这一点得到澄清。  

此致、

Youhao

David、您好！

A-） 如前所述、我使用的磁芯材料是称为的铁氧体类型 3C95 . 我附上此文档供您参考。
e2e.ti.com/.../3C953.pdf

我理解这样一个事实、即变压器可以在不饱和的情况下传输高功率、这表明它应该能够轻松处理低功率传输。 但这很可能是错误的、因为开关行为在低功耗时发生变化。 有趣的是、我可能只会在低功耗下使内核饱和。 空气间隙为0.03mm 的版本也是如此。 也许我应该增加匝数并增加更长的气隙。

B-) 关于空载情况、并没有完全没有负载。 如原理图中所示、每个输出上都有10kΩ 虚拟负载、这意味着有小负载。 也许我需要降低虚拟负载的值以略微增加恒定功耗。 目前、如果我修改虚拟负载、使在两个输出上消耗至少0.5W 的功率、则问题可以解决。 但是、这不是理想的方法。

下面是问题：当我短接次级绕组并读取初级绕组时、LCR 表可以为我提供0.2 µH 的结果、就像它无法读取的每个值一样。 LCR 表的最敏感测量范围为0 200 µH、因此当显示0.2 µH 时、也可能是0.3 µH 或0.1 µH。

此致、
Harun

尊敬的 Youhao：

感谢您的答复。

我明天会做这件事。 那么、我们的目标是将这个上升电压钳位在16V、并在空载条件下接受16V、对吗？

此致

Harun

嗨、Harun：

这与所需的最小负载相关： 即使没有负载、IC 也始终会进行开关(fsw 的典型值为11kHz、但安全估算值可高达15kHz)、初级峰值电流始终为峰值限值的20%或更高(在您的电路中为0.8A)。  因此功率大小如下：

0.5 *(0.8A*1.1)^2 *(24.3uH*1.1)* 15kHz = 0.155W。  在最坏的情况下估算时、我估计了10% Ipeak 电流容差和10%电感容差。

而且、必须消耗该功率或在 Cout 中累积额外的电荷才能提高 Vout。 您的2个10k Ω 电阻器仅消耗2 * 15V^2 /10k = 0.045W 的功率、这就是 Vout 上升的原因。  您应该将电阻减小至3.01k 甚至2k、避免在空载条件下将 Cout 充电至高于 Vout 设置点的值。  

您可以使用较小的虚拟负载电阻器(如设计中的10k)和6-7V 齐纳二极管的组合、但请注意、齐纳电压通常为~ 5%、并且齐纳电压未精粒化。  

如果您希望达到16Vmax、请减少虚拟负载电阻器、并且您可以省去齐纳二极管。

此致、

Youhao

非常感谢您的详细解释。 我将在下一个工作日进行一些测试、并将结果反馈给您。

同时、我想说明的是、我已将原来的22pF 缓冲器电容替换为220pF、这有助于在空载条件下降低输出电压。 对于初级侧的缓冲器电容、您也有什么建议吗？

此致、
Harun

请在没有 RC 缓冲器的情况下分享 SW 波形、并放大振铃。

已记录。 我将在第二天发送图像。

好的。  此外,如果你想合作更多: 请只是发布一个问题或新的技术信息,因为你的每一个帖子将触发 e2e 服务器时钟,我们必须在24小时内回复。  一些像上面的礼貌邮件可以被保存,以帮助我们忙响应这些礼貌的帖子:-)。   我期待明天看到你的波形。

此致、

Youhao

好的,我做了以下的顺序:

1-)我删除了最后一次在电路板上添加的220pF 缓冲电容器。 这样就省去了初级侧缓冲电路。

2-)我移除了次级侧的18V TVS 二极管、并将其替换为封装中的1206 2K 电阻器。

3-)我移除了次级侧的0603 10K 电阻器、并将其替换为我手头的小型易碎 SOD 323 16V 0.2W 齐纳二极管、并安装了该封装。

我应用了24V DC 并获得了+15.19V 和-15.19V 输出、输入电流为11 -12mA、我认为这很好。 当然,浪费0.22W 的功率是不理想的:)

然后我准备了一个总功耗为9.8W 的负载。 I 施加24V 直流电、并在输入电流为528 -540mA 的情况下获得+15.17V 和-15.18V 输出。

至于 SW 视觉元素(SW-GND)或(MOSFET 到 GND 的漏极)：正如我所提到的、初级侧目前没有缓冲器。

无负载(2Ks 除外)+无缓冲器

以下是空载情况下的图像：(器件：AA TECH ADS-3072B)

必须提供热像图(5分钟)：

9.8W + 无缓冲器

无振铃？  我一定是做错了事。  我将示波器探头放置在 Vpri - SW 之间、以防我很有可能看到不同的图像、但遗憾的是、这并不是。

热性能(5分钟)：



在此处添加220pF 缓冲电容器。

空载(2Ks 除外)+ 220pF 100 Ω 缓冲器

9.8W + 220pF 100 Ω 缓冲器

我想,我根本不需要缓冲器:) 你怎么看?

此致、
Harun

尊敬的 Youhao：

首先、非常感谢您对缓冲器的解释和反馈。 我真的很感激!

我还有一个问题、如果你能澄清、我将不胜感激。

这一规格 总功耗 而次级侧消耗的电流的计算公式为 P = 1/2 * Ipeak^2 * L * f

在昨天的消息中、您提到了"初级峰值电流始终是峰值限制的20%或更高(在您的电路中、它将是0.8A)。" 您能解释一下如何得出这个结论吗  0.67  * 1.2 = 0.8A 电流值？ 您是否 使用方程 IPEAK = Vin * ton / Lpri 计算该值？

再次感谢您的帮助！

此致、
Harun