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[参考译文] LM5157:反激式变压器选择

Guru**** 1821780 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5155, LM5156, LM5157, TPS22950
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/1433631/lm5157-flyback-transformer-selection

器件型号:LM5157
主题中讨论的其他器件: TPS22950、LM5155、LM5156

工具与软件:

大家好、我想使用 LM5157、它通过初级侧调整减少器件数、输出电流为~1.5A-2A、输出电压为5.5-6V。 我希望将电隔离作为安全预防措施、同时还允许该隔离式基准上的数字信号与非隔离式基准上的高阻态输入之间的交互。 我有几个问题:

1) WebBench 不推荐特定的变压器、仅推荐绕组比。 使用 此器件的设计应用手册、我找到了以下目标规格:

  • NS1:NP ~ 0.813匝数比(pri 与隔离输出)
  • NS2:NP ~ 1.317匝数比(pri 与 AUX 电源)
  • L PRIMARY ~4.7uH 至15uH
  • ISAT 初级>3A

您能评论一下使用以下任何现货器件吗? 请注意以下事项、警告和建议:

  • Wurth 750311342
  • Wurth 750311567
  • 脉冲电气 PAT6261.005NLT   

2) 2)该器件是否有 TI TINA 或 SPICE 模型? 我在 E2E 上找到一篇2年的帖子、说该器件型号不存在、并且尚未找到其他有用的信息。

3) 3)关于 MCU 和器件在此反激式基准上的交互、例如非隔离系统地上的 MCU 数字输出向 连接到反激式隔离接地和输出电压的负载开关(例如 TPS22950)发送5V 使能信号。 我是否可以通过大电阻(例如499k Ω)将隔离式 GND 连接到非隔离式 GND 以保持正确的逻辑电平和隔离、避免基准漂移得太远(0V 至0V)? 我预计 GND 之间不会有很大的电流、因为所有相互作用都通过非常高的阻抗。 我尽量避免在设计中添加多个数字隔离器:光耦合器、电容式隔离器或 SiO2。 这里有什么强烈的建议吗?

谢谢你

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    HI CP、

    感谢您的咨询。

    1、一般情况下,都是最合适的。 您可以检查哪一个耦合最优、因为这是反激式变压器的重要参数。
    如果您已经获得了变压器规格、则可以直接联系供应商来帮助您做出决策。

    2. https://www.ti.com/product/de-de/LM5157#design-tools-simulation

    3.如果在2个地之间使用电阻器,隔离就会消失。
    我想如果要实现隔离、必须使用上述器件之一。 如果不是、您可以在接地端之间使用一个电阻器。

    此致

    Moritz

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    您好!

    我将考虑使用   绕组比为2:1:2的 Wurth 750311342、变压器匝数比为15uH、并遵循此  PSR 设计指南、目标如下:

    • 20V 输入(输入电压最小值电源= 12V)
    • 6V 输出(仅1个输出)
    • 2A 绝对最大值、1.5A 实际最大值、标称或待机= 0.6A
    • 250kHz Fsw

    Moritz:对该变压器的耦合有何评论?

    Web 工作台建议使用具有以下特性的变压器:

    • NS1至 NP = 0.813
    • NS2至 NP = 1.317 (AUX 至 VCC)
    • LP = 5.13uH

    这会在 VCC 引脚上产生~10V 的电压

    但我计算出以下假设、我可以使用上述 Wurth 部分、对 AUX 和 VCC 使用2:2绕组、对输出电压使用2:1比率::

    • D=0.375占空比、(如果 Vin 最小值降至12V、最大值为0.50)
    • VAUX = VCC = 12V
    • 反馈分压器值、Rtop = 22k、Rbot = 2k Ohm、在 FB 引脚上的1.0V 电压、从"aux"网络上的12V
    • 理想的变压器电感为26.7uH、但因为我使用15uH 并预计 P_OUT_max=9W:
      • Delta ILM = 1.6A
      • IL 峰值= 1.5A

    1. 是否有人能够快速彻底检查这些值、以确保我没有做出不正确的假设?  
    2. 数据表指出 VCC 至 AGND 绝对最大值= 5.8V、并指出此引脚是输出。 虽然设计指南和工作台将其用作施加10V 电压的输入(这并不明显、我认为应该在某个地方标注)、但我看不到任何说明此引脚最大电压的地方。 我看到这是内部 FET 栅极驱动的电源、我想12伏是可以的、因为这是非常标准的栅极驱动电压? 请告诉我在数据表中的何处查找 VCC 引脚的最大输入电压。 我假设电压高达18V 是可以接受的、因为这是 PGOOD 引脚的绝对最大值、而 VCC 用于在 Web 工作台模板中将其上拉...
    3. 我在 设计指南中看到过一些 VCC 由变压器绕组(AUX)供电的设计、另一个设计可能仅用作输出(看起来通过施加到 BIAS 引脚的电压在内部进行调节):这里是否有建议为 VCC 供电或将其保持为内部调节状态。 假设这样做会降低 FET 驱动电压、并且由于 Rdson 增加、内部开关节点的损耗会略有增加? 我可以只在 VCC 上使用旁路电容/电阻器、并仅针对 PSR 将 AUX 电压发送到 FB 引脚?

    我在运行 PSPICE 仿真时会遇到问题、但要 为此器件订购一个反激式评估板 、以便开始早期测试

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    您好

    变压器似乎非常适合您的应用。

    关于此变压器耦合的任何评论?

    对于反激式拓扑、耦合越好。 尤其是对于 PSR 反激式拓扑。 所以99%就更好了。

    1.看起来不错。

    2.根据产品说明书、如果施加的电压高于5.8V、则器件的寿命会缩短。 因此、我建议不要将12V 连接到 VCC、而是使用内部 VC 稳压器提供的栅极电压。 在 LM5155或 LM5156等控制器中、可以为该引脚提供高达16V 的电压。

    3.

    这里是否有建议提供 VCC 或将其保留为内部监管。

    对于您的情况、我建议将其保持在内部稳压状态、然后只需连接电阻器和电容器、如数据表中所示。 将较高电压连接到 VCC 可以提高较高输入电压时的效率、因为随后会停用内部 LDO。

    此外、正如您所说、您可以使用更高的电压驱动其他 FET。

    [报价 userid="624808" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1433631/lm5157-flyback-transformer-selection/5501465 #5501465"]我可以只在 VCC 上使用旁路电容/电阻器、只针对 PSR 将 AUX 电压发送至 FB 引脚?

    这是我推荐的。

    此致

    Moritz