ZHCSRY5A april 2023 – august 2023 UCC14241-Q1
PRODUCTION DATA
使用 UCC14241-Q1 模塊進行設(shè)計很簡單。首先，選擇單路輸出還是雙路輸出。確定每個輸出的電壓，然后通過電阻分壓器設(shè)置調(diào)節(jié)。其次，根據(jù)“電容器選型”部分中的步驟選擇建議的輸入和輸出電容器。功率器件的柵極電荷決定了柵極驅(qū)動器輸入端所需的輸出去耦電容大小。再次，根據(jù)“單個 RLIM 電阻器選型”或“RDR 電路元件選型”部分中的步驟，計算雙路輸出用于調(diào)節(jié) (COM–VEE) 電壓軌的 RLIM 電阻值。
對于雙路輸出配置，VDD 至 VEE 輸出電容器的放置和 RLIM 至 COM 電阻會對電源模塊的性能和系統(tǒng) BOM 成本產(chǎn)生很大影響。表 12-1 比較了兩種不同 VDD 至 VEE 輸出去耦電容器放置方式和兩種 RLIM 限流網(wǎng)絡(luò)的四種組合。數(shù)字 1 表示最佳，數(shù)字 4 表示最差。表中顯示方案 B 提供最佳性能，而方案 A 提供最低的 BOM 成本。如圖 12-8 所示，COUT1 是最靠近 VDD 和 VEE 引腳的去耦電容器，而 COUT1B 是最靠近輸出負載的去耦電容器。此外，RLIM 引腳和 COM 端子之間的限流電阻器網(wǎng)絡(luò)稱為 RDR 電路，可獨立對 RLIM 穩(wěn)壓器的充電和放電電流進行編程。
例如，對于具有高 di/dt 電流變化的柵極驅(qū)動器應(yīng)用，電源模塊的輸出端子和輸出負載的輸入偏置端子之間的有限阻抗會極大地影響負載點的瞬態(tài)響應(yīng)，因此，局部去耦電容 COUT1B 可在驅(qū)動器開關(guān)條件下為 VVDD-to-COM 和 VCOM-to-VEE 提供非常有效的低阻抗去耦。從原理圖方面看，增加 COUT1B 似乎意味著再增加一個電容器，但實際情況是，它有助于避免 COUT2 和 COUT3 過大。使用 COUT1B 時，COUT2 和 COUT3 的電容和電容器封裝尺寸減小，最終降低了輸出電容器組的總 BOM 成本。后面的節(jié) 12.2.2.1將詳細介紹 COUT1B 的設(shè)計過程。另一個優(yōu)勢是，當 COUT2 和 COUT3 的電容減小時，可以使用更高的 RLIM 電阻進行 COM 至 VEE 調(diào)節(jié)，因此降低了 RLIM 穩(wěn)壓器的功率損耗，從而提高了電源模塊效率。
| COUT1B | RDR | 輸出紋波 | 效率 | 外部 BOM 數(shù)量/成本 | |
方案 A | 是 | 否 | 3 | 3 | 1（最低） |
方案 B | 是 | 是 | 1（最低） | 1（最高） | 2 |
方案 C | 否 | 否 | 4 | 4 | 3 |
方案 D | 否 | 是 | 2 | 2 | 4 |
當放電開關(guān)打開時，DLIM 提供了一條單向路徑，可將大部分 RLIM 引腳電流轉(zhuǎn)回 RLIM2。借助這種方法，配備足夠強灌電流能力的 RLIM 穩(wěn)壓器可以避免 COM 引腳端子上的不平衡電流在穩(wěn)壓范圍之外為 VCOM-to-VEE 充電。由于 VCOM-to-VEE 低于 VVDD-to-VEE，例如 -5V 相對于 25V，因此內(nèi)部放電開關(guān)和具有更大開關(guān)電流的 RLIM2 的功率損耗問題就不那么重要了。相反，如果 RLIM 引腳僅使用一個電阻器，則電阻器需要設(shè)計為在最壞情況下具有最低電阻，以確保 VCOM-to-VEE 調(diào)節(jié)，因此效率會受到影響。例如，與僅使用一個 51Ω 的 RLIM 相比，RLIM1 為 1kΩ 且 RLIM2 為 51Ω 的 RDR 電路可在從 VDD 到 COM 的 10mA 負載下將轉(zhuǎn)換器效率提高 7%，并將外殼溫度降低 10°C。
基于上述情況，強烈建議將方案 B 作為應(yīng)用的首選。若有其他注意事項需要考慮，用戶仍可以使用另外三種設(shè)計方案。設(shè)計計算器提供了一個通用計算工具，可幫助用戶優(yōu)化每種方案。這些公式基于以下詳細說明。