移相全橋參數(shù)計算VIP

1、1、介在大功率服務(wù)器件中，為滿足高效和綠色標(biāo)準(zhǔn)，一些供電設(shè)計師們發(fā)現(xiàn)使用移相全橋轉(zhuǎn)換器更容易。這是因為移相全橋變換器可以在轉(zhuǎn)換器原邊獲得零切換。這個應(yīng)用程序的目的是設(shè)計報告審查的600惟相全橋變換器在電力系統(tǒng)中，利用TI的新UCC2895夠相全橋控制器，并基于典型值。在生產(chǎn)設(shè)計需要修改的值最壞情況的條件。希望這些信息將幫助其他電源設(shè)計者的努力設(shè)計一個有效的移相全橋變換器。表1設(shè)計規(guī)范描述最小值典型值最大值輸入電壓370V390V410V輸出電壓11.4V12V12.6V允許輸出電壓瞬變600mV加載步驟90%輸出電壓600W滿負(fù)荷效率93%電感器切換頻率200kHz2、功能示意圖3、功率預(yù)算為

2、滿足效率的目標(biāo)，一組功率預(yù)算需要設(shè)定。4、原邊變壓器計算T1變壓器匝比（a1）:|估計場效應(yīng)晶體管電壓降（VRDSON）:基于最小指定的輸入電壓時70好勺占空比選擇變壓器?；谄骄斎腚妷河嬎愕湫凸ぷ髦芷冢―TYP）輸出電感紋波電流設(shè)置為輸出電流的20%需要注意在選擇變壓器磁化電感的正確數(shù)值（LMAG）。下列方程計算主變壓器（T1）的最低磁化電感，確保變頻器運(yùn)行在電流型控制。如果LMAGk小，磁化電流會導(dǎo)致變換器運(yùn)行在電壓模式控制代替peak-current模式。這是因為磁化電流太大，它將作為PW收道?t沒RS!的電流傳感信號。圖2顯示了T1原邊電流（IPRIMARY）和同步整流器Q序口Q曲流

3、對同步整流柵驅(qū)動電流的反應(yīng)。注意I（QE）I（QF）也是T1的次級繞組電流。變量D是轉(zhuǎn)換器占空比。計算T1次級均方根電流（ISRMS）:副邊均方根電流（ISRMS1）當(dāng)能量被傳遞到副邊：副邊均方根電流（ISRMS2）,當(dāng)電流通過變壓器，QEQFF通副邊均方根電流（ISRMS3）引起的負(fù)電流在對方繞組隨心所欲的時期，請參閱圖2。副邊總均方根電流（ISRMS）:計算T1原邊均方根電流（IPRMS）:T1原邊均方根電流（IPRMS1當(dāng)能量被傳遞到次邊T1原邊均方根電流（IPRMS2）當(dāng)轉(zhuǎn)換器總T1原邊均方根電流（IPRMS）此設(shè)計一個Vitec變壓器被選中，型號75PR8107有一下規(guī)范測量漏原邊漏

4、感：變壓器原邊直流電阻：變壓器副邊直流電阻：估計轉(zhuǎn)換損失（PT1）是銅損的兩倍。（注意：這只是一個估計，基于磁設(shè)計總損失可能會有所不同。）計算剩余功率預(yù)算：5、QA,QB,QC,QDFET選擇本設(shè)計以滿足效率和電壓要求，20A650V,CoolMOSFETs英飛凌被選擇QaQbQcQd場效應(yīng)晶體管漏源電阻：場效應(yīng)晶體管輸出電容指定：電壓drain-to-source(VdsQA),輸出電容測量，數(shù)據(jù)表參數(shù)：計算平均輸出電容2:Q面效應(yīng)晶體管柵極電荷：激活柵場效應(yīng)晶體管的門級電壓：計算、敵失基于Rds和門QA重新計算功率預(yù)算：6、選擇LS計算(LS)是基于實現(xiàn)零電壓所需的能量切換。這個電感需要能

5、夠消耗的能量開關(guān)的寄生電容節(jié)點。以下方程選擇LS實現(xiàn)零電壓在100須荷P$至50須荷的基礎(chǔ)上初級場效應(yīng)晶體管的平均總輸出電容開關(guān)節(jié)點。注意：可能比估計的有更多的寄生電容在開關(guān)節(jié)點，LS估計可能需要調(diào)整根據(jù)實際寄生電容在最后的設(shè)計。為此設(shè)計一個26-pHVitec感應(yīng)器被選為60PR964零件號碼。有以下規(guī)格。LS直流電阻：LS古計功率損耗(PLS)和調(diào)整剩余功率預(yù)算：7、LOUT選擇電感器設(shè)計為電感紋波電流20%LOUT):計算輸出電感均方根電流(ILOUT_RMS):Vitec電感器電子公司2-出的電感，75PR108被選為這個設(shè)計。電感器有以下規(guī)范。輸出電感的直流電阻：估計輸出電感的損失(

6、PLOUT),重新計算功率預(yù)算。注意PLOUT!估計的電感器銅損的兩倍的損失。注意基于磁生產(chǎn)可能會有所不同。建議最好仔細(xì)檢查磁與磁生產(chǎn)損失。8、輸出電容C輸出電容器選擇基于穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)(VTRAN)負(fù)載要求。L改變滿載電流的90%勺時間負(fù)載瞬變期間，大部分的電流會立即通過電容器等效串聯(lián)電阻(ESRCOUT)下面的方程用于選擇ESRCOUTCOUT基于90%電流的負(fù)載。選擇ES密許瞬變電壓的90%(VTRAN),當(dāng)輸出電容(COUT)由VTRAN)10%所選擇。選擇所需的輸出電容也是前計算輸出電容器均方根電流(ICOUT_RMS)滿足我們的設(shè)計要求5個1500-式鋁電解電容器的選擇從曼聯(lián)Chemi

7、-Con設(shè)計，零件號EKY-160ELL152MJ30S。這些電容器的ESR31他。輸出電容的數(shù)量：總的輸出電容有效輸出電容ESR:計算輸出電容器損耗(PCOUT):重新計算剩余功率預(yù)算：9、選擇QEandQF為設(shè)計選擇FETs總是嘗試和錯誤。我們以滿足電力需求的設(shè)計選擇75v,120A-FETs,從Fairchild，型號FDP032N08這些FETs的下面特征。計算場效應(yīng)晶體管平均輸出電容(COSS_QE_AVG)基于數(shù)據(jù)表參數(shù)輸出電容(COSS_SPEC)從COSS_SPEC測量的(Vds_spec)和最大的漏源電壓在設(shè)計(VdsQE)將被應(yīng)用到應(yīng)用程序中的場效應(yīng)晶體管。當(dāng)QEQ厭斷時，

8、電壓場效應(yīng)晶體管的電壓：測試數(shù)據(jù)表上從場效應(yīng)晶體管輸出電容上指定的電壓：從場效應(yīng)晶體管數(shù)據(jù)表上制定的輸出電容：QEQF:平均輸出電容QEQ麴方根電流為了估計場效應(yīng)晶體管開關(guān)損耗場效應(yīng)，晶體管的Vg和Qg曲線數(shù)據(jù)表需要研究。首先是millerplateau開始時的gatecharge需要確定（QEMILLER_MIN）吉束時的gatecharge（QEMILLER_MAX）j了給定的VDS這個FET破計是為了驅(qū)動UCC27324勺4-A（IP）門限驅(qū)動電流估計場效應(yīng)晶體管Vds上升和下降時間：估計QEQ的損失,pfffP&E=L_RM&K艮婀十3yLX（4+tJj+2xCgq.制

9、jXQqJ彳+2XQ瞪XVwrZjK（71）Poek93W（芯重新計算功率預(yù)算10、輸入電容（C）如果這個轉(zhuǎn)換器是設(shè)計用來390v輸入，通常由PFC勺輸出增加pre-regulator。選擇的輸入電容通常是基于交通阻塞和紋波的要求。注意：實現(xiàn)零電壓所需的延遲時間可以作為一種責(zé)任周期夾（DCLAMP）計算槽頻率：預(yù)計延遲時間：有效工作周期夾（DCLAMP）:V是最低輸入電壓當(dāng)轉(zhuǎn)換器仍然可以保持輸出調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)換器的輸入電壓只會拉低電壓不足或line-drop條件,如果在這轉(zhuǎn)換器是PFCpre-regulator后。C計算基于一種穩(wěn)態(tài)周期循環(huán)計算高頻輸入電容器均方根電流（ICINRMS）o為滿足該設(shè)計

10、的輸入電容和均方根電流要求，我們選擇330-f電容器從松下EETHC2W331EA這個電容器高頻（ESRCIN）150mQ,這是測量阻抗分析儀在120H/口200Hz下測量的。計算C功率損耗重新計算剩余功率預(yù)算：有大約6.0W）勺功率預(yù)算離開電流傳感網(wǎng)絡(luò)，和偏置控制設(shè)備和所有電阻支持控制裝置。11、設(shè)置電流傳感網(wǎng)絡(luò)CT,R,R,D為這個設(shè)計有一個選擇的CT勺100:1比率（a2）在VINMIN下計算一般峰值電流（IP1）:原邊電流峰值：峰值電流達(dá)到上限時的電壓計算電流檢測電阻（RS）并且預(yù)留200mVM坡補(bǔ)償：選擇一個標(biāo)準(zhǔn)電阻RS:對RS古計功率損耗：計算DAh的最大反向電壓（VDA）估計達(dá)功

11、率損耗（PDA）:計算RSt置電阻器RRE:電阻器RREffi于重置當(dāng)前變壓器CT。電阻器RLF和電容器CLF成一個低通濾波器對當(dāng)前信號（引腳15）o對于這個設(shè)計我們選擇以下值。這個過濾器頻率極低（fLFP）在482千赫。這應(yīng)該工作大多數(shù)應(yīng)用程序但也許適合個體的布局調(diào)整和EMI的設(shè)計。UCC28950VREF出（引腳1）需要高頻旁路電容濾除高頻噪音。這個引腳需要至少1F高頻旁路電容（CBP1）。請參考圖1適當(dāng)?shù)奈恢?。電壓放大器參考電壓（引腳2,EA+）可以設(shè)置與分壓器（RA,RB）,這個設(shè)計實例我們要設(shè)置誤差放大器參考電壓（V1）2.5v.選擇一個標(biāo)準(zhǔn)電阻RB1,然后計算電阻RA直。設(shè)置電壓放

12、大器參考電壓：分壓器由電阻器RCF口RI選擇，設(shè)置直流輸出電壓（電壓輸出）引腳3（EA）。選擇一個標(biāo)準(zhǔn)電阻器RC:計算R1然后選擇一個標(biāo)準(zhǔn)的電阻：補(bǔ)償反饋回路可以通過適當(dāng)選擇反饋組件（RF、C港口CP）。這些組件被放置盡可能接近UCC2895削腳3和4。計算負(fù)載阻抗負(fù)載（RLOAD）:10%控制輸出傳遞函數(shù)近似（GCO（f）作為頻率的函數(shù)：雙極GC顏率：補(bǔ)償電壓回路2型反饋網(wǎng)絡(luò)。下面的傳遞函數(shù)補(bǔ)償增益作為頻率的函數(shù)（GC（f）o請參閱圖1為組件的位置。計算電壓回路反饋電阻器（RF）基于交叉電壓（fC）循環(huán)在第10個雙極頻率（fPP）。選擇一個標(biāo)準(zhǔn)電阻RR計算反饋電容器（CZ）在交叉點的移相。選

13、擇一個設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)電容值。在2被FC勺地方放置一個極點選擇一個設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)電容值。環(huán)路增益作為頻率的函數(shù)，以dB的形式。環(huán)路增益和相位圖形檢查循環(huán)穩(wěn)定性理論循環(huán)。（圖4）得了在約3.7kHz的階段大于90度。注意：明智的做法是檢查你的循環(huán)穩(wěn)定性和瞬態(tài)測試和/或最終設(shè)計網(wǎng)絡(luò)分析儀和調(diào)整補(bǔ)償（GC（f）必要的反饋。限制在上升期間啟動UCC289501軟啟動功能（引腳5）,應(yīng)用程序設(shè)置軟啟動時間15ms（tSS）。選擇一個標(biāo)準(zhǔn)電容器的設(shè)計。本應(yīng)用筆記提供了一個固定延遲方法實現(xiàn)零電壓從100項荷P至50%n載。當(dāng)轉(zhuǎn)換器操作低于50%ffl載轉(zhuǎn)換器將在山谷切換操作。為了實現(xiàn)零電壓切換開關(guān)節(jié)點上QBd勺FETsQ

14、A勺開機(jī)（tABSET）延遲，初步制定和QB需要基于LSW理論開關(guān)節(jié)點之間的交互電容。下面的方程用于設(shè)置tABSET1初。將LS設(shè)置輸出電容的兩倍計算槽頻率：設(shè)置初始tABSE施遲時間，適當(dāng)調(diào)整計劃。注意：2.25tABSET方程的因素來源于實證測試數(shù)據(jù)，可能會有所不同基于個人設(shè)計差異。形成的電阻分壓器RDA1RDA2定tABSET,tCDSETUCC28950延遲范圍。選擇一個標(biāo)準(zhǔn)RDA隹阻值。注意：tABSET之間可以編程30ns-1000ns。電壓的ADL輸入UCC28950（VADEL需要設(shè)置RDA基于以下條件。如果tABSET>155ns設(shè)置VADEL=0.2V,tABSET1

15、55ns和1000ns之間可以編程：如果tABSET<155ns設(shè)置VADEL=1.8V,tABSET可以編程29ns-155ns:基于VADE選擇、計算RDA2:選擇最接近標(biāo)準(zhǔn)RDA電阻值：重新計算VADELS于電阻分壓器的選擇：電阻器RDELAB由tABSET決定選擇一個標(biāo)準(zhǔn)電阻的值設(shè)計：一旦你已經(jīng)啟動并運(yùn)行原型建議你微調(diào)tABSETfc負(fù)荷的峰谷之間的共振LS和開關(guān)節(jié)點電容。在這個設(shè)計延遲設(shè)定在10項載。請參考圖5。最初的起點Q用QD丁開延誤（tCDSET）應(yīng)該最初設(shè)置為相同的延遲，QAF口QB丁開延遲（引腳6）。以下方程程序Q前QD!通延遲（tCDSET）,通過適當(dāng)選擇電阻RDE

16、LCD（I腳7）。電阻R由t決定選擇一個標(biāo)準(zhǔn)電阻器的設(shè)計：一旦你已經(jīng)啟動并運(yùn)行原型建議微調(diào)tCDSE胱負(fù)載。在這個設(shè)計CD?點將山谷開關(guān)負(fù)荷在10吐右。請參考如圖6所示。在輕負(fù)載獲得零電壓開關(guān)節(jié)點QD曲于容易多了反映了輸出電流出現(xiàn)在主變壓器的場效應(yīng)晶體管QDF口QC&道/。這是因為有更多的峰值電流激勵L舔此之前過渡，而Q保口QB道/。有一個可編程延遲岔道的場效應(yīng)晶體管場效應(yīng)晶體管Q筋道后QF（tAFSET）的岔道場效應(yīng)晶體管QEQ陸，場效應(yīng)晶體管QE道（tBESET）。好地方設(shè)置這些延誤tABSET勺50%這將確保適當(dāng)?shù)耐秸髌髦瓣P(guān)閉AB零電壓過渡。如果這個延遲太大將導(dǎo)致OUTEE

17、確和OUT不重疊，它將創(chuàng)建多余的身體二極管傳導(dǎo)FETsfi化QE和QF。形成的電阻分壓器RCA1RCA2tAFSE有口tBESE供定,UCC2895的延遲范圍。選擇一個標(biāo)準(zhǔn)RCA隹阻值。注意：tEFSETtBESET可以在32ns-1100ns之間設(shè)置。電壓的ADELEF弓|腳UCC28950（VADELEF）需要設(shè)置RCA2基于以下條件。如果tAFSET<170ns設(shè)置VADEL=0.2V,tABSET可以編程32ns-170ns:如果tABSET>或=170ns設(shè)置VADEL=1.7V,tABSET170ns和1100ns之間可以編程：基于VADELEF選擇、計算RCA2:選擇

18、最接近標(biāo)準(zhǔn)RCA電阻值：重新計算VADELEF于電阻分下面的方程被用來計劃tAFSEE口tBESETS過適當(dāng)選擇電阻RDELEF選擇一個標(biāo)準(zhǔn)電阻器的設(shè)計。電阻器RTMIN®目最低工彳周期時間（tMIN）UCC28950（引腳9）可以需求在進(jìn)入破裂模式。如果UCC2895腔制器試圖要求責(zé)任周期的時間不到tMIN電源將進(jìn)入爆發(fā)模式操作。詳情請參見UCC2895數(shù)據(jù)表關(guān)于破裂模式。這個設(shè)計我們設(shè)置最低100nso設(shè)定的最低時間選擇RTMIN1下面的方程。標(biāo)準(zhǔn)電阻的值然后選擇設(shè)計。有提供銷設(shè)置變換器開關(guān)頻率（引腳10）o頻率可以選擇通過調(diào)整定時電阻RT,選擇一個標(biāo)準(zhǔn)電阻器的設(shè)計。UCC289

19、5如提供了斜坡補(bǔ)償峰值電流模式控制（弓I腳12）o這個可以設(shè)置通過設(shè)置RSUMB下面的方程。下面的方程將計算所需的量斜坡補(bǔ)償（VSLOPE所需的循環(huán)穩(wěn)定性。注意：磁化電流的變化在主dlLMAGI致斜坡補(bǔ)償。幫助改善噪聲免疫力VSLOP總設(shè)置有一個斜坡，等于最大值的10%目前感覺信號（0.2V）在一個感應(yīng)開關(guān)。0.04VSLOFEI-02VXfs-MS(1-Dtyp)如果VSLOPE2<VSLOPE1設(shè)置VSLOPE=VSLOPE1如果VSLOPE2>VSLOPE1設(shè)置VSLOPE=VSLOPE2選擇一個標(biāo)準(zhǔn)電阻器RSUM提高效率在輕負(fù)載UCC2895編程（DCM）引腳12,在輕負(fù)載關(guān)閉同步FETs條件的二次側(cè)變換器（QE和QF）。這閾值設(shè)定電阻分壓器由再保險和RG這DCMH直需要設(shè)置水平在電感電流不再生產(chǎn)。以下方程設(shè)置同步負(fù)載電流整流器岔道在15%左右。選擇一個標(biāo)準(zhǔn)的RGfe阻值。重新計算電阻的值。選擇這種設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)電阻