TI隔离式DCDC偏置电源的设计难点与解决方案-中篇

然后5160的话 其实跟5017 18 19系列是同样的

就是同样的性质是产品芯片

只不过它的电压会更加低一点

最多只能支持 最高是支持到65伏

然后电流会大一点 最高是支持到1.5安培

这个芯片 因为这一系列芯片是 我们是在

第二代推出能够配置成 Fly-Buck这样一种芯片，所以说在

一些具体的细节上也是做了些改进的

比如说我们做了一个 Forced PWM功能

就是说主要是针对那种

负载比较新 然后又需要 待机功耗要求又比较高的话

那我如果把这种 Forced PWM Pin脚拉低的话

相当于是它可以让这个 Buck变换器工作在断续模式

前面一系列芯片的话， 它为什么只能够工作在连续模式

然后第二个它就是说可以

通过配置我 Soft Start 软启 Pin 脚电容

来稳稳当当地调节它的软启时间

然后在这颗芯片中的话 其实我们也出了

5160A和5160这两种版本

那5160A相比较于5160的话

它主要是针对 可以通过 外部的VCC Pin脚来提高它的效率

因为 当你的输入电压很高的时候

假设你是100伏的输入电压

那你的VCC 它内部电压其实很低 可能只有六 七伏左右

那内部里面UVLO的话

你100伏到六七伏的话 它会有一个很大的压差

所以说 在高压场合的话

这个芯片内部的UVLO 相对来讲就会比较发热

我如果用VCC 用CPU电压 直接来给它供电的话

就会大大提高它这颗芯片的寿命

然后5160的话也出了 Q1 版本

这个是把5160 配置成一个Fly-Buck的形式

然后这一页实际上是说给大家介绍

我们5160 Fly-Buck 针对于前面的四种应用

所做的一些参考设计

基本上每一类应用 都有很多很多参考设计

这里的话是 列举了其中比较有代表性的

首先是在这个IGBT驱动 就是说是

24伏进 然后需要八路的输出

三路是正15伏 和负八伏输出 然后

另外两路是给MCU供电

它主要是 我们可以看到

这边变压器的话 有三路的正负电压输出

可以给这个IGBT调制供电

它的这个 呃 效率的话 最多可以做到80多一点

这个是5160带PLC的一个应用 它主要是24伏进来 然后

首先是得到一个1 安培 给MCU供电

另外一个是正的15伏和负5伏

然后这样一个给运放供电

那在这个参考设计中的话 相当于用 一颗芯片就可以得到三路的输出电压

相当于是整体的 solution size 会相对来讲比较小

然后效率的话差不多可以做到86% 87%的样子

这是 5160 Fly-Buck 给做的 PoE 的一个参考设计

这边是 首先是进来BoC信号的一颗芯片 然后这边是它的PD芯片

其实这个参考设计的话 我们当时是给了两种方案

一种就是我直接原边控制副边不控 那么输出调整率相对比较差一点

差不多在5% 但是它的效率会高一点

另外一种方案就是说 我副边用一个光耦把它调一下

这样的话它的调整率会好一点 但是它的效率会比较差

差不多在85%左右

因为我不加光耦这一块的话 效率可以做到88%

这个是5017

这是它的功率 输出电流相对来说比较小

的一系列芯片的行动案例 主要是用在PLC客户中 然后

我们是用24伏

产生了正负12伏的 这么两路电源 而且只用一颗芯片

它在不用光耦的条件下 相比传统的 Fly-Buck 它的效率会高一点

然后我们可以看到它整体的 solution size 也会小一点

就是说这种方案的话在一些 PLC 的客户中还是用得蛮多的

下面的话是我们5160的一些资源

因为5160现在基本上是我们最 popular 的在客户里面用的板级方案

然后我们有5160的非隔离的EVM板 然后也有隔离的EVM板

然后也有针对不同的应用所做的不同的参考设计

之前呢 Design也有讲到关于PLC的100多个参考设计里面的话

其实有很大一部分都是Fly-Buck的参考设计

然后我们也有 WEBENCH Model

PSpice Model 包括在我们TI

如果直接在网上找5160的话

在这个产品的文件夹下面 你也可以找到如何来用这个5160来

像这样是设计一个 Fly-Buck 的这么一个方案

它是一个Excel版的 像这样一个设计 可以直接在线下进行操作的

这是我们Fly-Buck的一个网上资源 其实你只要直接在

浏览器里面输入ti.com/fly-buck 就可以得到很多资源

然后事实上来看的话 我们所要的一些 TI Design 包括

Fly-Buck的一些EVM板

这些EVM板都是可以 直接在网上申请的

然后TI质量的话 我们会有PCB原理图

然后一些测试报告

除了你不能够拿到 实体的板子做测试以外

那实际上就是说 你能从网上下载到的资料的话

都可以在网上下载

还有一些如何来 设计Fly-Buck的一些文档

包括设计文档 包括变压器的如何优化

然后包括一些我们TI非常有名的WEBENCH来设计电源

包括之前给同事讲到的 那个 E2E 功能

那么在国内的话 主要是Community Support 然后主要是国内的会议来

这个E2E的话 主要是由国外的应用工程师来负责

前面部分的话是 主要是给大家分享Fly-Buck 就是说

相对于Fly-Buck来讲 在工业应用里面流行的比较新的一个方案

下一部分的话 就是给大家分享Fly-Buck

Fly-Buck的话相对来讲比较成熟

所以我在这里不会再详细地展开它的工作原理

然后设置参数 主要是分享我们的这一系列

有哪些芯片可以配置成Fly-Buck

然后有哪些参考设计来支持那些芯片

以及 可能会讲一些成熟案例

那Fly-Buck的话 其实 如果只做电源的话 都知道

它是一个相当于隔离 Buck-Boost

从它们的输入输出关系来看

它相当于是 Buck-Boost的话

它相当于是 输出电压比上输入电压的话

相当于是一个 占空比除以1减去这个占空比

那Fly-Buck的话

相当于是再乘上一个变比

从它的工作原理上来看的话

当开关管导通的时候

这个Buck-Boost 它的电感是 电流是往上走

然后关断的时候 要经过这边的二极管是往回走

当Boost是一个负压时停止

Fly-Buck的话 工作原理就是可以得到一个正压的数值

而且由于变压器的引入的话

我可以通过变比的设置来大大提高我输出电压与输入电压的变比

然后5160的话 其实跟5017 18 19系列是同样的

就是同样的性质是产品芯片

只不过它的电压会更加低一点

最多只能支持 最高是支持到65伏

然后电流会大一点 最高是支持到1.5安培

这个芯片 因为这一系列芯片是 我们是在

第二代推出能够配置成 Fly-Buck这样一种芯片，所以说在

一些具体的细节上也是做了些改进的

比如说我们做了一个 Forced PWM功能

就是说主要是针对那种

负载比较新 然后又需要 待机功耗要求又比较高的话

那我如果把这种 Forced PWM Pin脚拉低的话

相当于是它可以让这个 Buck变换器工作在断续模式

前面一系列芯片的话， 它为什么只能够工作在连续模式

然后第二个它就是说可以

通过配置我 Soft Start 软启 Pin 脚电容

来稳稳当当地调节它的软启时间

然后在这颗芯片中的话 其实我们也出了

5160A和5160这两种版本

那5160A相比较于5160的话

它主要是针对 可以通过 外部的VCC Pin脚来提高它的效率

因为 当你的输入电压很高的时候

假设你是100伏的输入电压

那你的VCC 它内部电压其实很低 可能只有六 七伏左右

那内部里面UVLO的话

你100伏到六七伏的话 它会有一个很大的压差

所以说 在高压场合的话

这个芯片内部的UVLO 相对来讲就会比较发热

我如果用VCC 用CPU电压 直接来给它供电的话

就会大大提高它这颗芯片的寿命

然后5160的话也出了 Q1 版本

这个是把5160 配置成一个Fly-Buck的形式

然后这一页实际上是说给大家介绍

我们5160 Fly-Buck 针对于前面的四种应用

所做的一些参考设计

基本上每一类应用 都有很多很多参考设计

这里的话是 列举了其中比较有代表性的

首先是在这个IGBT驱动 就是说是

24伏进 然后需要八路的输出

三路是正15伏 和负八伏输出 然后

另外两路是给MCU供电

它主要是 我们可以看到

这边变压器的话 有三路的正负电压输出

可以给这个IGBT调制供电

它的这个 呃 效率的话 最多可以做到80多一点

这个是5160带PLC的一个应用 它主要是24伏进来 然后

首先是得到一个1 安培 给MCU供电

另外一个是正的15伏和负5伏

然后这样一个给运放供电

那在这个参考设计中的话 相当于用 一颗芯片就可以得到三路的输出电压

相当于是整体的 solution size 会相对来讲比较小

然后效率的话差不多可以做到86% 87%的样子

这是 5160 Fly-Buck 给做的 PoE 的一个参考设计

这边是 首先是进来BoC信号的一颗芯片 然后这边是它的PD芯片

其实这个参考设计的话 我们当时是给了两种方案

一种就是我直接原边控制副边不控 那么输出调整率相对比较差一点

差不多在5% 但是它的效率会高一点

另外一种方案就是说 我副边用一个光耦把它调一下

这样的话它的调整率会好一点 但是它的效率会比较差

差不多在85%左右

因为我不加光耦这一块的话 效率可以做到88%

这个是5017

这是它的功率 输出电流相对来说比较小

的一系列芯片的行动案例 主要是用在PLC客户中 然后

我们是用24伏

产生了正负12伏的 这么两路电源 而且只用一颗芯片

它在不用光耦的条件下 相比传统的 Fly-Buck 它的效率会高一点

然后我们可以看到它整体的 solution size 也会小一点

就是说这种方案的话在一些 PLC 的客户中还是用得蛮多的

下面的话是我们5160的一些资源

因为5160现在基本上是我们最 popular 的在客户里面用的板级方案

然后我们有5160的非隔离的EVM板 然后也有隔离的EVM板

然后也有针对不同的应用所做的不同的参考设计

之前呢 Design也有讲到关于PLC的100多个参考设计里面的话

其实有很大一部分都是Fly-Buck的参考设计

然后我们也有 WEBENCH Model

PSpice Model 包括在我们TI

如果直接在网上找5160的话

在这个产品的文件夹下面 你也可以找到如何来用这个5160来

像这样是设计一个 Fly-Buck 的这么一个方案

它是一个Excel版的 像这样一个设计 可以直接在线下进行操作的

这是我们Fly-Buck的一个网上资源 其实你只要直接在

浏览器里面输入ti.com/fly-buck 就可以得到很多资源

然后事实上来看的话 我们所要的一些 TI Design 包括

Fly-Buck的一些EVM板

这些EVM板都是可以 直接在网上申请的

然后TI质量的话 我们会有PCB原理图

然后一些测试报告

除了你不能够拿到 实体的板子做测试以外

那实际上就是说 你能从网上下载到的资料的话

都可以在网上下载

还有一些如何来 设计Fly-Buck的一些文档

包括设计文档 包括变压器的如何优化

然后包括一些我们TI非常有名的WEBENCH来设计电源

包括之前给同事讲到的 那个 E2E 功能

那么在国内的话 主要是Community Support 然后主要是国内的会议来

这个E2E的话 主要是由国外的应用工程师来负责

前面部分的话是 主要是给大家分享Fly-Buck 就是说

相对于Fly-Buck来讲 在工业应用里面流行的比较新的一个方案

下一部分的话 就是给大家分享Fly-Buck

Fly-Buck的话相对来讲比较成熟

所以我在这里不会再详细地展开它的工作原理

然后设置参数 主要是分享我们的这一系列

有哪些芯片可以配置成Fly-Buck

然后有哪些参考设计来支持那些芯片

以及 可能会讲一些成熟案例

那Fly-Buck的话 其实 如果只做电源的话 都知道

它是一个相当于隔离 Buck-Boost

从它们的输入输出关系来看

它相当于是 Buck-Boost的话

它相当于是 输出电压比上输入电压的话

相当于是一个 占空比除以1减去这个占空比

那Fly-Buck的话

相当于是再乘上一个变比

从它的工作原理上来看的话

当开关管导通的时候

这个Buck-Boost 它的电感是 电流是往上走

然后关断的时候 要经过这边的二极管是往回走

当Boost是一个负压时停止

Fly-Buck的话 工作原理就是可以得到一个正压的数值

而且由于变压器的引入的话

我可以通过变比的设置来大大提高我输出电压与输入电压的变比