3kVRMS、隔離式直流/直流模塊" />
ZHCSSX3 august 2023 UCC15240-Q1
PRODUCTION DATA
使用 UCC15240-Q1 模塊進行設計很簡單。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置調節。其次,根據“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動器輸入端所需的輸出去耦電容大小。再次,根據“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節 (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 BOM 成本產生很大影響。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 限流網絡的四種組合。數字 1 表示最佳,數字 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絡稱為 RDR 電路,可獨立對 RLIM 穩壓器的充電和放電電流進行編程。
例如,對于具有高 di/dt 電流變化的柵極驅動器應用,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響應,因此,局部去耦電容 COUT1B 可在驅動器開關條件下為 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 12.2.2.1將詳細介紹 COUT1B 的設計過程。另一個優勢是,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 調節,因此降低了 RLIM 穩壓器的功率損耗,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 |
當放電開關打開時,DLIM 提供了一條單向路徑,可將大部分 RLIM 引腳電流轉回 RLIM2。借助這種方法,配備足夠強灌電流能力的 RLIM 穩壓器可以避免 COM 引腳端子上的不平衡電流在穩壓范圍之外為 VCOM-to-VEE 充電。由于 VCOM-to-VEE 低于 VVDD-to-VEE,例如 -5V 相對于 25V,因此內部放電開關和具有更大開關電流的 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,則電阻器需要設計為在最壞情況下具有最低電阻,以確保 VCOM-to-VEE 調節,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計方案。設計計算器提供了一個通用計算工具,可幫助用戶優化每種方案。這些公式基于以下詳細說明。