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[参考译文] PMP12082:需要不同的输入和输出

Guru**** 661510 points
Other Parts Discussed in Thread: PMP12082, UCC28730, PMP10415, UCC28700, UCC28740, TIDA-00173, UCC28742, PMP22144
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/tools/simulation-hardware-system-design-tools-group/sim-hw-system-design/f/simulation-hardware-system-design-tools-forum/923428/pmp12082-different-input-and-output-required

器件型号:PMP12082
主题中讨论的其他器件: UCC28730PMP10415UCC28700UCC28740TIDA-00173UCC28742PMP22144
我们需要开发具有以下规格的隔离式直流/直流转换器
设计- 1.
1)电源范围:100V-1000V 直流
2)输出5V、电流为1A
设计2.
1)电源范围:100V-1500V DC
2) 2)输出5V、电流为2A  
我在浏览 TI 网站、发现了类似的设计、即 PMP12082。
此设计与 我们的要求非常匹配、但其输出额定值例外。
您是否愿意提供一些设计更改来满足我们的要求?
  • 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。

    高光、

    对于这种高输入电压、我建议使用 SiC FET、而不是使用具有2个 Si FET 的共源共栅配置。

    PMP10415展示了 QR 反激式控制器如何直接驱动 SiC FET 而不会出现任何问题。 该设计使用 UCC28700、但我已将 UCC28730用于相同的拓扑。

    功率级将更类似于 PMP12082、但具有单路输出。 我建议使用器件网页设计工具和仿真部分下的设计计算器来验证任何设计计算。

    根据我的计算结果、匝数比(PRI:Sec)=(38:3)、800uH 的初级电感和 RCS = 1.25欧姆对于设计1选项来说应该是可以的。 整流器二极管将具有更大的应力、因此我建议增大该器件的额定值。

    设计2的输入稍微复杂一些。 在这种宽输入范围下、对于最大输入电压情况、占空比会变得非常窄。 当这种情况发生时、导通时间可能太接近前沿消隐时间。 为了解决这一问题、降低开关频率是最简单的选择。 这可以通过使用相同的变压器规格、但将 RCS 降低到1欧姆来实现。 如果您希望将频率保持在更高~50kHz 的水平、则必须更改匝数比。

    如果您对此还有其他问题、请告诉我。

    谢谢、

    John

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    你好 John

    感谢您的回答。

    我可以看到在初级侧执行输出调节。 我想知道这项规管会有多少?

    除此之外、您还建议使用单个开关而不是级联2个开关、这有什么具体原因? 我需要考虑直流/直流转换器的整体尺寸、因此器件越小、直流/直流转换器就越好。

    我们需要良好的调节、我认为这可以通过光学反馈实现。

    我希望大家能够分享完整的设计或类似的设计、并进行更好的调节。

    谢谢你

    此致

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    高 光、

    这将取决于变压器的精度、但预期输出容差为5%。

    如果尺寸是限制因素、单个 SiC 开关将优于使用 Si 的双开关。 此外、与一对 Si FET 相比、我发现 HV SiC 的损耗更小。 这种更低的功率损耗将使紧凑型设计更容易实现。

    如果需要1%调节、我建议使用 UCC28740、该器件可通过次级侧调节进行控制。 DRV 信号被钳位至14V、因此在决定 SiC FET 时必须小心谨慎。

    我目前没有类似的完成设计。

    谢谢、

    John

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    你好 John

    感谢您的建议。

    在这种情况下、请帮助我选择正确的 SiC FET、并帮助我根据我们的要求计算变压器设计。

    我想同时看到两个选项、即初级侧调节和次级侧调节。 因此、如果您能帮我找到适用于 UCC28740的计算方法、那将会非常棒。

    此致

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    你好 John

    我希望你们做得好。

    请回答我的问题。

    您能提供计算以进一步满足我的要求、从而提供帮助吗?

    此致

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    你(们)好

    另一件事是、至少让我知道一个器件可从各种器件中进行选择、以便我可以开始研究它。

    此致

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    高光、
    很抱歉、根据您的问题:

    对于设计1、FET 上的最大标称应力为~1063V (假设变压器规格来自之前的规格)。 还会出现一些额外的电压振铃。 看看 DigiKey、大多数 SiC FET 的额定值从1.2kV 变为1.7kV。 振铃可能没有足够的裕度来处理1.2kV、因此我建议使用1.7kV 器件。 接下来、可以通过 FET 的品质因数缩小范围。 也就是说、在成本与损耗机制之间实现平衡。 然而、当输入电压如此之高时、使用较高 Rdson 的较低成本选项就足够了。 SCT2H12NYTB 等有几个选项、它们具有1.5 Ω Rdson、但具有非常好的开关特性。
    对于变压器、我建议使用 UCC28740或 UCC28730产品页面上的计算器。 它位于"设计和开发"部分、选择"设计工具和仿真"。 该计算器可帮助确定理想电感和匝数比。 请注意匝数比(PRI:Sec)=(38:3)、初级电感800uH、RCS = 1.25欧姆应正常。

    对于设计2、较高的输入电压将是棘手的问题。 我认为您将需要级联配置、类似于初级 FET 的 PMP12082。 如果使用设计中类似的匝数比、则标称应力将至少为1563V、并增加了振铃。 2kV FET 会有很大的损耗且成本高昂、因此我建议使用一对额定电压为950V 或1kV 的 FET。 IPN95R1K2P7ATMA1是一款需要考虑的器件。
    同样、对于此设计、器件计算器将是测试变压器的不同匝数比和初级电感的绝佳资源。 它们还计算电流应力、以提供有关变压器结构的更多信息。

    为了澄清这一点、UCC28740针对次级侧调节进行了优化、而 UCC28730针对初级侧调节进行了优化。

    谢谢、

    John

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    你(们)好

    这澄清了我的大部分怀疑。

    我将选择 UCC28740。 我将进行计算、并向您分享结果。

    一件事将保持开路、即驱动 HV 引脚。 我认为、基于 TIDA-00173和 PMP10415驱动 HV 引脚是可以的。 这些设计在 HV 引脚上使用典型的齐纳电压钳位电路。  请参阅此主题中的图片。

    请就此提出建议。 完成此操作后、我可以继续计算总成本、然后根据我选择的原理图和组件确定在何处优化成本。

    此致

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    高 光、

    正确、HV 引脚的绝对最大额定值为700V。 一种选择是使用齐纳二极管来防止引脚承受过高的应力。  

    另一种选择是将 HV 引脚连接到输入电容器的中点。 PMP22144有一个相关示例、但使用 UCC28742作为控制器。 由于电压与串联的 R-C 并联组件保持平衡(或接近)、因此进入 HV 引脚的电压仅为输入电压的一半。 对于1kV 输入情况、不会有损坏 HV 引脚的风险。

    谢谢、

    John