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SLUUCI9A 全文精译 —《Using the UCC28781EVM-053 零电压开关反激变换器用户指南》

原文:TI SLUUCI9A《Using the UCC28781EVM-053 Zero-Voltage-Switching Flyback Converter User's Guide》(封面题 Using the UCC28781EVM-053 60-W, 15-V ZVS-Flyback Converter;SLUUCI9A − 2022 年 1 月 − 2022 年 12 月修订为 A 版),共 27 页。「原文 PDF:90_资料源/UCC28781_EVM手册.pdf」 本篇为全文忠实精译:覆盖原文全部 12 章、全部 8 张表(表 4-1/4-2/7-1/8-1/8-2/8-3/9-1/11-1)、效率实测数据 60 行、物料清单(Bill of Materials, BOM)全表 88 行、全部图(图 3-1~图 10-4)逐图注明。原理图/照片/波形/热成图为位图:分块导读与关键读数由译者依原 PDF 图面与文字层整理,均加〔译注〕。版权归 Texas Instruments(© 2022)。

本篇与库内文档的关系

译注约定

  1. 图 3-1/3-2(板照)、图 5-1~5-3(原理图)、图 7-1/7-2(测试框图)、图 8-1~8-4(曲线)、图 8-5~8-13(示波器截图)、图 8-14~8-21(热成像)、图 9-1(变压器绕组图)、图 10-1~10-4(装配/布局)均为位图:凡原文标题/文字层给出读数者照录,其余注明“见原 PDF 图 N”。
  2. 原文疑误照录:表 8-1 的 VOUT = 14.090、表 8-2 的 VOUT = 19.919 与 14.020 经原 PDF 复核为 TI 印刷原文(非提取乱码),但与其自身 PIN/效率不自洽,见〔译注〕;图 8-8 标题拼写“Typcial”为原文笔误照录;§2 联系网址“http://support/ti./com”为原文笔误(应为 support.ti.com)。
  3. 单位与字形:原文 µF/mH 等以 Symbol 字体排版,本篇按 BOM 料号复核还原;阻值记法“15”“402”“511”为 Ω(原文记法照录)。
  4. 术语首次中英并注:零电压开关反激(Zero-Voltage-Switching Flyback, ZVSF)、同步整流管(Synchronous-Rectifier FET, SR-FET)、X 电容放电(X-Capacitor Discharge, XCD)、自适应幅度调制(Adaptive Amplitude Modulation, AAM)、自适应突发模式(Adaptive Burst Mode, ABM)、低功率模式(Low Power Mode, LPM)、待机功率模式(Standby Power Mode, SBP1/SBP2)、过功率保护(Over-Power Protection, OPP)、四点平均效率(4-point average efficiency)、数字万用表(DMM)、共模扼流圈(common-mode choke)、断拆槽(break-away slots)、负温度系数热敏电阻(NTC)。

1 引言(Introduction)

UCC28781EVM-053 是一款 60 W、15 V 评估模块,采用 UCC28781-Q1 控制器,用于评估高压直流输入的**零电压开关反激(ZVSF)**变换器,可用作牵引逆变器(traction inverter)等应用的偏置电源。本 EVM 仅用于评估,不构成最终产品。

EVM 把 50~500 V 直流输入变换为隔离 15 V 输出。输入 250~500 V 时输出电流额定最大 4 A;输入 50~250 V 时降额至最大 2 A。过功率能力约为额定功率的 133%,限时 160 ms。〔译注·交叉校验〕“133%/160 ms”与表 4-1 的 PO(OPP) = 70 W(≈117% 满载)口径不同:前者应指峰值功率能力(PPL),后者为 OPP 计时阈值——两级功率链见 03 篇 Step 6;tOPP = 160 ms 两处一致。

把整流-交流(Rectified-AC)部分接到直流输入端后,本 EVM 也可由 90~264 VRMS 的隔离交流电源供电(见 §6.3)。

2 TI 高压评估模块(TI HV EVM)通用用户安全指南

警告(WARNING) 始终遵守 TI 的设置与应用说明,包括所有接口元件均须在其推荐电气额定电压与功率限值内使用;始终采取电气安全预防措施,确保你本人及周围人员的人身安全。更多信息请联系 TI 产品信息中心(原文网址“http://support/ti./com”,〔译注〕为原文笔误,应为 support.ti.com)。保存所有警告与说明以备日后参考。 警告 不遵守警告与说明可能因电击与灼伤危害导致人身伤害、财产损失或死亡。

“TI HV EVM”指通常以开框、无外壳印制电路板组件形式提供的电子器件,严格限于开发实验室环境、仅限经培训且具备高压电路电气安全风险专业知识与能力的合格专业人员使用;TI 严格禁止任何其他用途,不具备资质者应立即停止使用。

  1. 工作区安全:a. 保持工作区清洁有序;b. 电路通电期间必须有合格观察员在场;c. 通电区域必须设有效隔离屏障与标识,表明存在可触及高压,防无意接触;d. 开发环境中所有超过 50 Vrms/75 VDC 的接口电路、电源、评估模块、仪器、示波器及相关设备,电气上必须位于带紧急断电(Emergency Power Off, EPO)保护的电源排插内;e. 使用稳定不导电的工作台面;f. 用足够绝缘的夹具与导线连接探头与仪器,尽可能避免徒手测试。
  2. 电气安全(预防性工程惯例:始终假定整个 EVM 可能存在完全可触及的带电高压):a. 任何电气或诊断测量前,先给 EVM 及其所有输入、输出与电负载断电,并再次确认已安全断电;b. 确认断电后再进行电路配置、接线、测量设备连接等操作——期间仍假定 EVM 与仪器可能带电;c. 准备就绪后按规定方式通电。
  3. 人身安全:穿戴个人防护装备(如乳胶手套或带侧护板护目镜),或将 EVM 置于带联锁的合格透明塑料箱内防意外触碰。

警告 EVM 通电期间,切勿触摸 EVM 或其电路——可能处于可致电击危害的高压。

安全使用限制:EVM 不得用作生产设备的全部或一部分。

3 EVM 描述(Description of EVM)

UCC28781EVM-053 为 4 层印制电路板:通孔元件在顶面、贴片元件在底面;实际变换电路位于断拆槽之内。输入/输出接线端子排布置在槽外,以免在功率密度评估时把它们计入在内;使能/禁用 XCD 功能的跳线也在槽外——仅供评估之用。

底面的电阻 R33、R34、R35 并接于母线电容 C2,在拔除交流输入且“整流-交流输出”未接负载时快速泄放高压。真实设计通常不这样用,其损耗应从实测输入功率中扣除。

主要器件为零电压开关反激控制器 UCC28781-Q1 与驱动 SR-FET 的隔离驱动器 UCC5304。上电前请完整阅读本指南。 图 3-1 UCC28781EVM-053 顶视图(照片,见原 PDF 图 3-1,第 4 页);图 3-2 底视图(见原 PDF 图 3-2,第 4 页)。

4 EVM 电气性能规格

表 4-1 直流输入下的 EVM 性能(1)(主开关 = Si MOSFET)

参数 测试条件 MIN TYP MAX 单位
输入特性 VIN 输入线电压(DC) 50 400 500 V
PSTBY(5) 空载输入功率,VO = 15 V VIN = 500 VDC,IO = 0 A 47 mW
PSTBY VIN = 250 VDC,IO = 0 A 36 mW
输出特性 VO 稳态输出电压 VIN = 250~500 VDC,0 A ≤ IO ≤ IO(FL_HI);VIN = 50~250 VDC,0 A ≤ IO ≤ IO(FL_LO) 14.7 15 15.3 V
IO(FL_HI) 高输入区间满载额定输出电流 VIN = 250~500 VDC 4 A
IO(FL_LO) 低输入区间满载额定输出电流 VIN = 50~250 VDC 2 A
VO_PP 输出纹波电压(峰-峰),高输入区间 VIN = 250~500 VDC,0 A ≤ IO ≤ IO(FL_HI) 350 500 mVpp
VO_PP 输出纹波电压(峰-峰),低输入区间 VIN = 50~250 VDC,0 A ≤ IO ≤ IO(FL_LO) 200 300 mVpp
PO(OPP) (4) 过功率保护阈值 VIN = 50~500 VDC 70 W
tOPP (4) 过功率保护持续时间 VIN = 50~500 VDC,PO > PO(OPP) 160 ms
ΔVO 负载阶跃输出电压瞬态偏差 IO 在 0 A 与 IO(FL_HI) 间以 100 Hz 阶跃;VIN = 250~500 VDC −1300 +700 mVpk
系统特性 ηFL 满载效率(2) VIN = 500 VDC,IO = IO(FL_HI) 0.932
ηFL VIN = 250 VDC,IO = IO(FL_LO) 0.937
ηavg 四点平均效率(2)(3) VIN = 500 VDC,IO(FL_HI) 区间 0.905
ηavg VIN = 250 VDC,IO(FL_LO) 区间 0.919
η10% 10% 负载效率(2) VIN = 500 VDC,IO = 10%×IO(FL_HI) 0.808
η10% VIN = 250 VDC,IO = 10%×IO(FL_LO) 0.835
TAMB 环境工作温度范围 VIN = 50~500 VDC,IO = 0~IO(FL) 25 °C

脚注:(1) 本表性能基于单块电路板的测试结果,DC 输入与 AC 输入各自给出。(2) 运行 ≥30 分钟后测得;效率结果不含外部输入/输出电缆损耗。(3) 四个负载点(IO = IO(FL) 的 100%/75%/50%/25%)的平均效率。(4) UCC28781A 不具备 OPP 功能。(5) 待机输入功率在 XCD 功能禁用状态下测得。(两表通用)

表 4-2 交流输入下的 EVM 性能(1)(主开关 = Si MOSFET)

参数 测试条件 MIN NOM MAX 单位
输入特性 VIN 输入交流线电压(RMS) 90 115 / 230 264 V
fLINE 输入交流线频率 47 50 / 60 63 Hz
PSTBY(5) 空载输入功率,VO = 15 V VIN = 230 VRMS,IO = 0 A 42 mW
PSTBY VIN = 115 VRMS,IO = 0 A 36 mW
输出特性 VO 稳态输出电压 VIN = 180~264 VRMS,0 A ≤ IO ≤ IO(FL_HI);VIN = 90~180 VRMS,0 A ≤ IO ≤ IO(FL_LO) 14.7 15 15.3 V
IO(FL_HI) 高输入区间满载额定输出电流 VIN = 180~264 VRMS 4 A
IO(FL_LO) 低输入区间满载额定输出电流 VIN = 90~180 VRMS 2 A
PO(OPP) (4) 过功率保护阈值 VIN = 90~264 VRMS 70 W
tOPP (4) 过功率保护持续时间 VIN = 90~264 VRMS,PO > PO(OPP) 160 ms
ΔVO 负载阶跃输出电压瞬态偏差 IO 在 0 A 与 IO(FL_HI) 间以 100 Hz 阶跃;VIN = 180~264 VRMS −1300 +700 mVpk
系统特性(6) ηFL 满载效率(2) VIN = 230 VRMS,IO = IO(FL_HI) 0.9336
ηFL VIN = 115 VRMS,IO = IO(FL_LO) 0.9271
ηavg 四点平均效率(2)(3) VIN = 230 VRMS,IO(FL_HI) 区间 0.9213
ηavg VIN = 115 VRMS,IO(FL_LO) 区间 0.9150
η10% 10% 负载效率(2) VIN = 230 VRMS,IO = 10%×IO(FL_HI) 0.8684
η10% VIN = 115 VRMS,IO = 10%×IO(FL_LO) 0.8480
TAMB 环境工作温度范围 VIN = 90~264 VRMS,IO = 0~IO(FL) 25 °C

(6) 系统特性不含并接于母线电容 C2 的泄放电阻 R33、R34、R35 的功率损耗。

〔译注·交叉校验〕① 待机 42 mW(230 Vac)/36 mW(115 Vac,XCD 禁用)与 README/02 篇引 DS 的数值完全一致;满载 0.9336 @230 Vac 即库内引用的“93.36% @230 VAC”。② OPP 70 W 上限与 03 篇 DS 反推值 67.5 W 量级一致(口径:EVM 规格上限 vs 设计计算值)。③ 输入下限 50 VDC 为 A 版修订值(修订史:由 40 V 改 50 V);原理图 J3 丝印仍标“40~500VDC”(旧版残留,图 5-1)。④ §6.3 正文称交流频率 50~60 Hz,本表规格 47~63 Hz,以表为准。

5 EVM 原理图

TI 原版图 5-1 — UCC28781EVM-053 原理图(1/3)功率变换部分:交流输入/整流/母线、主开关 Q1 与 ZVS 检测支路、变压器 T1、同步整流 Q3、输出(翻拍自原版 PDF 第 7 页)

TI 原版图 5-2 — 原理图(2/3)控制器部分:U1 UCC28781QRTWRQ1 全部 24 脚外围(VS/SWS/CS/FLT/RTZ/RDM/IPC/RUN/BUR/REF 与 VDD 去耦,翻拍自原版 PDF 第 8 页)

TI 原版图 5-3 — 原理图(3/3)反馈部分:TLP383 光耦 U4、ATL431AIDBZR 基准 U3、输出分压 R25/R36/R31 与补偿网络(翻拍自原版 PDF 第 8 页)

原理图分块导读(〔译注〕译者依原 PDF 图面、文字层与 BOM 整理;位号值与 BOM 逐行对应,引脚级连接以原图为准):

功能块 主要位号与值
交流输入与整流 F1 3.15 A 保险丝;J1(AC INPUT 90~264 VAC 50/60 Hz;TP1 LINE/TP2 NEUTRAL);C3 0.33 µF X2 薄膜;L1 2.3 mH 共模扼流圈(RLTI-1387);DB1 600 V/4 A 整流桥(Z4DGP406L-HF);C1 15 µF/400 V、C2 82 µF/400 V 母线电解;R33/R34/R35 220 k 泄放;C20 2200 pF Y1 电容;L2 32 µH 环形线滤波(WE-FI 7447052)
直流输入与 XCD J2(RECTIFIED AC OUTPUT)/J3(DC INPUT 40~500VDC〔译注〕丝印为旧版下限);J5 三针跳线:“XCD DISABLED”位(2-3)/“XCD ENABLED”位(2-1),短接帽 SH-J1;X 电容放电电路:Q4 BSS126H6327XTSA2(100 V 耗尽型)+ R10 1.0 M
主开关与 ZVS 网络 Q1 IPD80R600P7ATMA1(800 V 主开关,DPAK,栅极串 R15 100 Ω);Q2 CPC3982TTR(800 V 耗尽型,SWS/ZVS 检测支路)+ R24 1.0 M + D6 18 V TVS;R28 0.68 Ω、R21 0.22 Ω 电流检测;R18 511 Ω + C24 22 pF(线补偿/滤波,〔译注〕拓扑以原图为准;两检流电阻并联 ≈0.166 Ω,与 03 篇 DS 设计例 RCS ≈ 0.18 Ω 量级一致)
变压器与钳位吸收 T1 160 µH,P:S:A = 6.6:1:1(RLTI-1431,详见 §9);D3 200 V 超快恢复(辅路整流)+ C22 22 µF(VDD/VAUX 偏置);D8 1000 V、D1/D2 600 V;D9 150 V TVS + R2 470 k + C6 1000 pF;D10 120 V TVS + C16 1500 pF;C15、R12 不装(DNP)
同步整流与输出 Q3 BSC093N15NS5ATMA1(150 V/87 A SR-FET,PG-TDSON-8,栅极 R7 15 Ω);U2 UCC5304DWV 隔离驱动器(VCCI 侧 C11 0.1 µF,VDD 侧 C8 10 µF,D7 40 V 肖特基,RUN/SR_DRV/SRDRV 信号);输出 C9、C26 22 µF + C7 680 µF 铝聚合物;J4(DC OUTPUT 15 V, up to 4A;TP4 VOUT/TP3 GND_S)
控制器核心(图 5-2) U1 UCC28781QRTWRQ1(WQFN-24);RTZ R8 169 k;RDM R9 93.1 k;VS 采样 R20 15.4 k/R23 6.98 k;SWS C14 330 pF;CS R19 402 Ω + C21 100 pF;FLT R1 4.22 k + RT1 47 k NTC + C19 100 pF;IPC 支路 R37/R38 各 2.10 k + D11 75 V;RUN/BUR 支路 R13 39.2 k + C13 330 pF、R14 191 k + C23 1 µF、D12 27 V、D13 39 V;REF R17 0 Ω + C12 1 µF;VDD C10 10 µF + C17 0.1 µF(C18 22 µF DNP);CS 脚预留 R6 1.0 M(DNP);GTP1~GTP3 测试脚;AGND/PGND/Thermal Pad;Q5 MMST3906 PNP、R39 27.4 k、R40 1.00 k、R41 10.0 k(REF/VAUX 偏置管理网络,〔译注〕R39 27.4 k 与 00 篇引 DS 版“SWS 串联电阻 R108”同值,疑同一功能)
反馈(图 5-3) 输出分压 R25 150 k(串 R36 102 Ω,图注“VOUT Trim”)/R31 30.0 k 接 U3 ATL431AIDBZR → VOUT = 2.5 V×(1 + 150.102 k/30 k) ≈ 15.01 V;U4 TLP383(GR-TPL,E 光耦(OPTO_C → 控制器 FB,FB 侧 R30 20.0 k);补偿:C25 0.015 µF、R26 15.0 k + R27 511、C27 0.01 µF + R29 10.0 k、R32 5.62 k;C28 22 pF(DNP);R22 0 Ω + TP5(VOUT_A 环路注入口)

〔交叉校验〕RTZ 169 k/RDM 93.1 k/VS 15.4 k+6.98 k/CS 402 Ω+100 pF/VDD 10 µF+0.1 µF/FB 191 k+1 µF+27 V 与 00 篇引 DS 图 10-3 完全一致;三处差异:R1(本篇 4.22 k vs DS 版 3.32 k)、C12(1 µF vs 0.22 µF)、R17(0 Ω vs 1.0 M)——A 版更新过原理图与 BOM(§12),以本篇为准。

6 以直流或交流电源操作 EVM

6.1 典型应用:高压汽车牵引逆变器偏置电源;高压汽车冗余电源;高密度 AC-DC 或 DC-DC 辅助电源。

6.2 以直流电压源使用 EVM:直流输入时,交流部分应完全闲置,不与 J1、J2 作任何连接;上直流电前把 XCD 跳线(J5)置于“XCD Disabled”位。EVM 可直接由 500 V 至 <50 V 的隔离高压直流源供电;一般输入须 >100 V 方可启动,启动后可降至 <50 V;以 <250 V 输入启动时输出电流限 2 A 以下。直流源限流设为 1 A。输入 [250 V, 500 V] 可得满额定功率(60 W);[50 V, 250 V] 额定降低(30 W)——因为低输入下初级电流的 RMS 过高。

隔离直流源以低阻抗电缆(适当绝缘的 18AWG 双绞线、<1 m)接至 J3(DC INPUT 端子排)。EVM 在直流输入端的板载母线旁路电容很少,某些性能测试可在 J3 外部并联一只高压电容补足母线。轻载下直流输入电流为突发模式频率的脉冲电流,数字万用表(DMM)无法正确平均;要准确测量轻载输入电流,应在 J3 并接高压 2 µF 薄膜电容,并在直流输入回路串入 10 W、100 Ω 电阻(图 7-1),构成平滑脉冲电流的 R-C 滤波器。输出(15 V)取自 J4,接无源电阻负载或电子负载;有源负载在加载与施加扰动的方式上通常更灵活。

6.3 以交流电压源使用 EVM:可由 264 VRMS 至 90 VRMS、线频率 50~60 Hz 的隔离交流源供电(〔译注〕规格表 4-2 为 47~63 Hz,以表为准)。一般输入须 >90 VRMS 方可启动;以 <180 VRMS 启动时输出电流限 2 A 以下。180~264 VRMS 可得满额定功率(60 W);90~180 VRMS 额定降低(30 W),原因同上。

隔离交流源以低阻抗电缆(18AWG 双绞线、<1 m)接至 J1(AC INPUT)。EVM 提供传统全波整流滤波母线部分以便在市电下评估 ZVSF 性能;用短绝缘跳线把交流部分的输出 J2 与 J3 相连(注意极性),即可接入直流输入,连接见图 7-2。使用交流输入时,可将 XCD 跳线装到 J5“XCD ENABLED”位评估 X 电容放电功能;凡不用交流输入时务必放回“XCD DISABLED”位,否则直流工作有损坏元件风险。重新放置跳线前必须切断所有输入电源;严禁带电改变 J5 位置。输出(15 V)取自 J4,接法同 §6.2。

7 测试装置(Test Set-ups)

7.1 测试装置要求——7.1.1 直流输入。安全:本模块未封装,存在超过 50 VDC 的可触及电压。

警告 未受过电力电子操作与测试安全培训者请勿测试本模块;通电期间切勿触摸 EVM 或其电路(可致电击的高压);小心表面高温,接触可致灼伤,勿触摸;测试前完整阅读本指南。

警告 小心:EVM 通电时不得无人值守。!! 不得向本板直流输入施加交流电压源——将损坏 EVM!(电压源设置见上)

7.1.2 交流输入。安全:同上。输入隔离变压器:必须在 EVM 交流输入侧使用合适额定值的 1:1 隔离变压器(绕组隔离要求同上)。(警告四条同 §7.1.1。)

警告 小心:EVM 通电时不得无人值守。!! 不得向本板交流输入施加直流电压源,否则可能损坏!(见上)

7.2 测试装置图:图 7-1 直流输入测试装置图(第 12 页)——隔离直流源 → 串联 RIN 100 Ω/10 W → 电流表(IIN)→ 电压表(VIN)→ J3;J3 并联 CIN 2 µF(标注 630〔译注〕应为耐压 630 V);J4 → 电流表(IO)→ 电子负载,输出并电压表(VO);GND_S TP3 / VOUT TP4 探针点。图 7-2 交流输入测试装置图(第 12 页)——隔离交流源(N/L)→ 功率分析仪(VIN/IIN)→ J1(AC INPUT,LINE/NEUT);J2(Rectified-AC Output)→ 外接跳线(+ 接 +、− 接 −)→ J3;J4 → 电流表(IO)→ 电子负载,并电压表(VO)。 TI 原版图 7-1 — 直流输入测试装置:隔离直流源 → RIN 100 Ω/10 W → IIN/VIN 表 → J3(并 CIN 2 µF/630 VDC),J4 → IO 表 → 电子负载(翻拍自原版 PDF 第 12 页)

TI 原版图 7-2 — 交流输入测试装置:隔离交流源 → 功率分析仪 → J1,J2 与 J3 之间加外接跳线(+ 接 +、− 接 −)(翻拍自原版 PDF 第 12 页)

7.3 端子与测试点——表 7-1 输入/输出端子与测试点功能

端子/测试点 名称 说明
J1-1(端子排 J1) LINE 初级侧交流输入“Line”(Line-1)
J1-2 NEUT 初级侧交流输入“Neutral”(Line-2)
J2-1(端子排 J2) Vbulk0 初级侧整流滤波后正电压输出“Vbulk0”(+),来自交流源
J2-2 GND_P0 初级侧整流滤波后负电压输出“GND_P0”(−),来自交流源
J3-1(端子排 J3) Vbulk 初级侧正电压输入“Vbulk”(+),来自直流源
J3-2 GND_P 初级侧负电压输入“GND_P”(−),来自直流源
J4-1(端子排 J4) VOUT 次级侧直流电压输出“VOUT”(+)正连接
J4-2 GND_S 次级侧直流电压输出“GND_S”(−)负连接
J5-1(3 针排针 J5) AC-Sense 初级侧 X 电容的检测与放电路径
J5-2 XCD 初级侧接至 UCC28781-Q1 控制器 XCD 引脚
J5-3 GND_P 初级侧地参考,用于禁用 XCD 功能
TP1(J1-1 附近输入测试点) LINE 初级侧交流输入监视点——Line(Line 1)
TP2(J1-2 附近) NEUT 初级侧交流输入监视点——Neutral(Line 2)
TP3(J4-2 附近输出测试点) GND_S 次级侧直流输出监视“GND_S”(−)地参考
TP4(J4-1 附近) VOUT 次级侧直流输出监视“VOUT”(+)正参考
TP5(J4-1 附近) VOUT_A 次级侧直流插入点“VOUT_A”,用于小信号环路稳定性分析

8 性能数据与典型特性曲线

8.1 直流输入效率实测表——表 8-1 15 V 输出直流输入效率测试数据

VIN (VDC) PIN (W) VOUT (V) IOUT (A) IOUT(%) IOUT 点效率 四点平均 满载平均开关频率
500(IFL_HI 区间) 63.990 14.090〔注 a〕 4.001 100% 0.9322 0.9050 170 kHz
500 48.464 14.915 3.002 75% 0.9239
500 32.991 14.919 2.003 50% 0.9058
500 17.462 14.925 1.004 25% 0.8581
500 7.484 14.930 0.405 10% 0.8082
375(IFL_HI 区间) 63.454 14.911 4.001 100% 0.9402 0.9234 165 kHz
375 47.820 14.917 3.003 75% 0.9368
375 32.377 14.921 2.003 50% 0.9231
375 16.762 14.928 1.003 25% 0.8936
375 6.999 14.933 0.405 10% 0.8634
250(IFL_HI 区间) 63.01 14.910 4.002 100% 0.9470 0.9354 154 kHz
250 47.36 14.920 3.002 75% 0.9458
250 31.89 14.925 2.002 50% 0.9370
250 16.44 14.928 1.004 25% 0.9118
250 6.95 14.934 0.405 10% 0.8711
250(IFL_LO 区间) 31.89 14.925 2.002 100% 0.9370 0.9185 221 kHz
250 24.11 14.928 1.500 75% 0.9287
250 16.44 14.928 1.004 50% 0.9118
250 8.34 14.938 0.501 25% 0.8965
250 3.65 14.940 0.204 10% 0.8354
150(IFL_LO 区间) 31.62 14.927 2.002 100% 0.9452 0.9315 190 kHz
150 23.79 14.930 1.500 75% 0.9414
150 16.14 14.931 1.004 50% 0.9291
150 8.23 14.934 0.502 25% 0.9105
150 3.47 14.938 0.200 10% 0.8624
50(IFL_LO 区间) 32.28 14.925 2.002 100% 0.9257 0.9271 86.2 kHz
50 23.94 14.930 1.500 75% 0.9357
50 15.98 14.933 1.004 50% 0.9384
50 8.25 14.935 0.502 25% 0.9085
50 3.51 14.939 0.204 10% 0.8685
仅供参考:CoC Tier 2,15 V/60 W(230 VRMS)四点平均效率 ≥ 0.890;10% 负载效率 ≥ 0.790

〔译注 a〕原文如此(原 PDF 第 14 页确认印作 14.090):该行 PIN = 63.990 W 与效率 0.9322 反推 POUT ≈ 59.66 W → VOUT 应约 14.91 V,14.090 与之不自洽,疑为 TI 数据录入笔误(14.910 量级),照录。 〔译注 b〕DC 表各行 VOUT×IOUT/PIN 与列出效率直接吻合(如 250 V 满载 59.67/63.01 = 0.9470)——直流输入时交流部分未接入,R33~R35 无电流,无需扣泄放损耗(与表 4-2 脚注 6 对照)。

8.2 交流输入效率实测表——表 8-2 15 V 输出交流输入效率测试数据

VIN (VRMS) PIN (W) VOUT (V) IOUT (A) IOUT(%) IOUT 点效率 四点平均 满载平均开关频率
265(IFL_HI 区间) 64.24 14.914 4.001 100% 0.9319 0.9150 164 kHz
265 48.46 19.919〔注 a〕 3.002 75% 0.9282
265 32.86 14.922 2.002 50% 0.9150
265 17.13 14.020〔注 a〕 1.003 25% 0.8849
265 7.31 14.934 0.404 10% 0.8501
230(IFL_HI 区间) 64.06 14.911 4.001 100% 0.9336 0.9213 161 kHz
230 48.23 14.918 3.002 75% 0.9316
230 32.59 14.923 2.002 50% 0.9212
230 16.83 14.934 1.003 25% 0.8987
230 7.12 14.934 0.405 10% 0.8684
180(IFL_HI 区间) 64.13 14.909 4.003 100% 0.9320 0.9249 152 kHz
180 48.15 14.918 3.005 75% 0.9329
180 32.44 14.925 2.006 50% 0.9257
180 16.53 14.931 1.000 25% 0.9090
180 7.12 14.933 0.404 10% 0.8599
180(IFL_LO 区间) 32.44 14.925 2.006 100% 0.9257 0.9096 217 kHz
180 24.51 14.929 1.501 75% 0.9181
180 16.53 14.931 1.000 50% 0.9090
180 8.60 14.933 0.505 25% 0.8858
180 3.88 14.936 0.208 10% 0.8227
115(IFL_LO 区间) 32.27 14.926 2.002 100% 0.9271 0.9150 198 kHz
115 24.20 14.931 1.501 75% 0.9241
115 16.43 14.932 1.003 50% 0.9135
115 8.42 14.936 0.502 25% 0.8953
115 3.63 14.938 0.204 10% 0.8480
90(IFL_LO 区间) 32.48 14.927 2.003 100% 0.9212 0.9121 162 kHz
90 24.34 14.929 1.501 75% 0.9218
90 16.50 14.932 1.005 50% 0.9105
90 8.41 14.935 0.503 25% 0.8949
90 3.63 14.939 0.205 10% 0.8518
仅供参考:CoC Tier 2,15 V/60 W(230 VRMS)四点平均效率 ≥ 0.890;10% 负载效率 ≥ 0.790

〔译注 a〕原文如此(原 PDF 第 15 页确认):265 V 满载 VOUT ≈ 14.91 V,75% 点印作 19.919、25% 点印作 14.020,均与该行 PIN/效率不自洽(按 0.9282 反推 VOUT ≈ 14.99 V;按 0.8849 反推 ≈ 14.92 V),疑为 TI 录入笔误(1↔9 混淆),照录。 〔译注 b〕AC 表列出效率 = POUT/(PIN − P泄放),与表 4-2 脚注 6 一致:如 230 V 满载,泄放功率 ≈ (230√2)²/660 k ≈ 0.16 W,(14.911×4.001)/(64.06−0.16) = 0.9336 精确吻合;25% 点 (14.934×1.003)/(16.83−0.16) = 0.8987 亦吻合。故 AC 表若用 VOUT×IOUT/PIN 直算会系统性偏低约 0.2~0.6 个百分点,并非数据矛盾。 〔译注 c〕全表最高点 0.9470(250 VDC 满载);四点平均最高 0.9354(250 VDC,HI 区间);10% 负载最低 0.8082(500 VDC)。两条 CoC(欧盟外部电源行为准则,Code of Conduct)Tier 2 参考线均被 230 VRMS 数据覆盖(0.9213 ≥ 0.890;0.8684 ≥ 0.790)。

8.3 直流输入效率曲线(典型结果):图 8-1 四点平均效率 vs 输入电压;图 8-2 10% 负载效率 vs 输入电压;图 8-3 满载效率 vs 输入电压(均为位图曲线,见原 PDF 图 8-1~8-3,第 16 页)。

TI 原版图 8-1/8-2 — 左:四点平均效率 vs 直流输入电压;右:10% 负载效率 vs 直流输入电压(两条曲线分别为 ILOAD 4-A 与 2-A 档,翻拍自原版 PDF 第 16 页)

TI 原版图 8-3 — 满载效率 vs 直流输入电压(150 VDC 处最高约 94.6%,翻拍自原版 PDF 第 16 页) 〔译注〕各点读数可由表 8-1 完整复原(50/150/250/375/500 VDC 五点)。

8.4 各工作模式的开关频率:以下 AAM、ABM、SBP2 波形中,Ch4(绿)= 变压器初级绕组电流 1 A/div,Ch2(蓝)= SR-MOSFET 的 VDS,分别为 10 V/div、20 V/div、50 V/div(均交流耦合);扫描速度分别为 10 µs/div、10 µs/div、1 µs/div。

〔交叉校验〕86.2 kHz 与表 8-1 中 50 VDC 满载频率一致;SBP2 实测最高 561.8 kHz 为芯片能力(README 引 DS“待机突发内脉冲可达 1.5 MHz”)的实际工作点,不矛盾。

8.5 关键开关波形与各工作模式的负载电流区间:本节以 Vin = 250 VDC、IFL_HI 区间为例给出各模式典型负载电流范围(表 8-3)及各模式典型波形。模式间存在迟滞,故负载下降与负载上升的电流区间不同。AAM = 自适应幅度调制(调初级峰值电流)、ABM = 自适应突发模式、LPM = 低功率模式、SBP1/SBP2 = 第一/第二待机功率模式。

表 8-3 250 VDC 输入、输出处于 IFL_HI 区间时的工作模式与负载电流

模式 AAM ABM LPM SBP1 SBP2
典型负载电流(递减) 4.0 A ~ 1.3 A 1.3 A ~ 0.41 A 0.41 A ~ 0.22 A 0.22 A ~ 0.09 A 0.09 A ~ 0 A
典型负载电流(递增) 1.8 A ~ 4.0 A 0.53 A ~ 1.8 A 0.23 A ~ 0.53 A 0.14 A ~ 0.23 A 0 A ~ 0.14 A
突发频率 fBUR(每包脉冲数) 不适用 > 25 kHz(9~2 脉冲) 约 25 kHz(2 脉冲) 8.5 kHz~25 kHz(2 脉冲) < 8.5 kHz(2 脉冲)

〔交叉校验〕fBUR 边界(>25 kHz/≈25 kHz/8.5 kHz)与每包 2~9 脉冲的自适应,与 02 篇按 DS §7 的模式机理一致。

以下波形中:Ch4(绿)= 变压器初级绕组电流 1 A/div;Ch2(蓝)= SR-MOSFET 的 VDS 20 V/div(交流耦合)。图 8-8 AAM 工作典型波形(Typcial 为原文拼写笔误;扫描 10 µs/div,第 18 页);图 8-9 ABM(10 µs/div);图 8-10 LPM(10 µs/div);图 8-11 SBP1(10 µs/div);图 8-12 SBP2(扫描 100 µs/div,第 19 页);图 8-13 SBP2——突发细节(扫描 1 µs/div)。(均见原 PDF 图 8-8~8-13。)

TI 原版图 8-8 — AAM 工作典型波形(扫描 10 µs/div;绿=初级绕组电流 1 A/div、蓝=SR-MOS VDS 20 V/div 交流耦合,翻拍自原版 PDF 第 18 页)

TI 原版图 8-12/8-13 — SBP2 典型波形(左,100 µs/div)与 SBP2 突发细节(右,1 µs/div)(翻拍自原版 PDF 第 19 页)

8.6 直流与交流输入满载(15 V、4.0 A)热成像(热像图内其余测点见原 PDF):

〔译注〕最热点为 500 VDC 满载变压器绕组 104 °C;直流 500 V 比交流 264 V(整流后 ≈374 VDC)更热,与高线满载初级电流 RMS 更大有关(同期开关频率 170 kHz vs 164 kHz)。

9 变压器细节

本设计所用变压器(料号 RLTI-1431)绕制于 RM8 磁芯对上,由 Renco Electronics, Inc. 为本 EVM 定制。图 9-1 变压器原理图(见原 PDF 图 9-1,第 21 页):引脚 1-2 = 初级(PRIMARY),A-B = 次级(SECONDARY),5 = 屏蔽(SHIELD),6-7 = 初级辅助(PRI AUX)。

TI 原版图 9-1 — RLTI-1431 变压器原理图:1-2 初级、5 屏蔽、6-7 初级辅助、A-B 次级(同名端见图中圆点,翻拍自原版 PDF 第 21 页)

表 9-1 25 °C 下变压器规格

参数 值 引脚/引线 测试条件
磁化电感(µH) 160,±5% 2–1 其余全部引脚开路,150 kHz,0.1 V
漏感(µH) 3.5 max 2–1 A-B 短路,150 kHz,0.1 V
直流电阻(Ω) 0.24,±15% 2–1 —
直流电阻(Ω) 0.007 max A–B —
直流电阻(Ω) 0.36,±15% 6–7 —
直流电阻(Ω) 3.5,±15% 7–5 —
介质耐压(VAC,60 Hz) 3000 1,6 – A 1 s,最大 1 mA
匝比 1 : 0.151 : 0.151 (2-1):(A-B):(6-7) 1.0 V @ 10 kHz 加于 2–1

〔交叉校验〕Lm = 160 µH、漏感 ≤3.5 µH、匝比 1/0.151 = 6.62 ≈ 6.6:1:1,与 00/03 篇引 DS 的 EVM 设计例(图 5-1 中亦标 P:S:A = 6.6:1:1)完全一致;VOR ≈ 6.6×15.5 ≈ 102 V 的换算见 03 篇 Step 2。

10 EVM 装配与布局

图 10-1 EVM 装配图(顶视图,第 22 页);图 10-2 装配图(底视图,第 22 页);图 10-3 内层信号层 1(顶视,第 23 页);图 10-4 内层信号层 2(顶视,第 23 页)。(均见原 PDF。) 〔译注〕布局要点(据 §3 与图面):4 层板;通孔元件全在顶面、贴片在底面;功率变换电路收在断拆槽内;J1~J4 端子排与 XCD 跳线 J5 在槽外;R33~R35 泄放电阻位于底面 C2 旁。装配图给出各元件位号与极性。

11 物料清单(List of Materials)

UCC28781EVM-053 物料清单,对应 §5 原理图。〔译注〕D4 位号空缺(原文即无 D4,非漏译);数量 0 = 不装(DNP)。

表 11-1 UCC28781EVM-053 物料清单(第 24 页部分)

位号 数量 描述 料号 制造商
C1 1 电容,铝电解,15 µF,400 V,±20%,AEC-Q200 Grade 2,TH UVC2G150MPD Nichicon
C2 1 电容,铝电解,82 µF,400 V,±20%,TH 400BXW82MEFR18X25 Rubycon
C3 1 电容,薄膜,0.33 µF,X2 275 VAC,±10%,TH 890324024003 Wurth Elektronik
C4, C5 2 电容,陶瓷,0.1 µF,630 V,±10%,X7R,1210 C1210C104KBRAC7800 Kemet
C6 1 电容,陶瓷,1000 pF,630 V,±10%,X7R,1206 GRM31BR72J102KW01L MuRata
C7 1 电容,铝聚合物,680 µF,20 V,±20%,0.012 Ω,TH APSG200ELL681MJB5S Chemi-Con
C8 1 电容,陶瓷,10 µF,25 V,±5%,X7R,AEC-Q200 Grade 1,1206 C1206C106J3RACAUTO Kemet
C9, C26 2 电容,陶瓷,22 µF,25 V,±10%,X7R,1210 GRM32ER71E226KE15L MuRata
C10 1 电容,陶瓷,10 µF,50 V,±10%,X5R,1206 C3216X5R1H106K160AB TDK
C11, C17 2 电容,陶瓷,0.1 µF,50 V,±20%,X7R,0402 GRM155R71H104ME14D MuRata
C12 1 电容,陶瓷,1 µF,16 V,±10%,X6S,0402 C1005X6S1C105K050BC TDK
C13, C14 2 电容,陶瓷,330 pF,50 V,±10%,X7R,0402 GRM155R71H331KA01D MuRata
C15 0 不用,0805 GRM21AR72E102KW01D MuRata
C16 1 电容,陶瓷,1500 pF,250 V,±10%,X7R,0805 GRM21AR72E152KW01D MuRata
C18 0 不用,1210 GMK325BJ226MM-P Taiyo Yuden
C19, C21 2 电容,陶瓷,100 pF,50 V,±5%,C0G/NP0,0402 GRM1555C1H101JA01D MuRata
C20 1 电容,陶瓷,2200 pF,X1 400 VAC/Y1 400 VAC,±20%,Y5V,D9×L13 mm C921U222MVVDBA7317 Kemet
C22 1 电容,陶瓷,22 µF,35 V,±20%,X5R,1210 GMK325BJ226MM-P Taiyo Yuden
C23 1 电容,陶瓷,1 µF,35 V,±10%,X7R,AEC-Q200 Grade 1,0603 CGA3E1X7R1V105K080AC TDK
C24 1 电容,陶瓷,22 pF,50 V,±5%,C0G/NP0,AEC-Q200 Grade 1,0402 GCM1555C1H220JA16D MuRata
C25 1 电容,陶瓷,0.015 µF,50 V,±10%,X7R,0402 GRM155R71H153KA12D MuRata
C27 1 电容,陶瓷,0.01 µF,50 V,±10%,X7R,0402 GRM155R71H103KA88D MuRata
C28 0 不用,0402 GCM1555C1H220JA16D MuRata
D1, D2 2 二极管,标准恢复整流管,600 V,0.2 A,2×1.4 mm RFU02VSM6STR Rohm
D3 1 二极管,超快整流管,200 V,1 A,3.5×1.6 mm CSFMT104-HF Comchip Technology
D5 1 二极管,特快(Ultrafast),100 V,0.25 A,SOD-323 BAS316,115 Nexperia
D6 1 二极管,TVS 双向,18 V,SOD-323 CDSOD323-T18C Bourns Inc.
D7 1 二极管,肖特基,40 V,0.2 A,SOT-323 BAS40W-05-7-F Diodes Inc.
D8 1 二极管,标准恢复整流管,1000 V,1 A,AEC-Q101,SMA MRA4007T3G ON Semiconductor
D9 1 二极管,TVS 单向,150 V,243 Vc,400 W,1.6 A,SMA SMAJ150A Littelfuse
D10 1 二极管,TVS 单向,120 V,193 Vc,400 W,2.1 A,SMA SMAJ120A Littelfuse
D11 1 二极管,开关管,75 V,0.3 A,SOD-523 1N4148X-TP Micro Commercial Components
D12 1 二极管,稳压(齐纳),27 V,300 mW,AEC-Q101,SOD-323 SZMM3Z27VST1G ON Semiconductor
D13 1 二极管,稳压(齐纳),39 V,350 mW,AEC-Q101,SOD-523 BZT585B39T-7 Diodes Inc.
DB1 1 二极管,P-N 整流桥,600 V,4 A,Z4-D Z4DGP406L-HF Comchip Technology
F1 1 保险丝,3.15 A,250 VAC/VDC,TH 39213150000 Littelfuse
H1, H2, H3, H4 4 机制螺钉,圆头,#4-40 × 1/4,尼龙,十字盘头 NY PMS 440 0025 PH B&F Fastener Supply

表 11-1(续,第 25 页部分)

位号 数量 描述 料号 制造商
H5, H6, H7, H8 4 支撑柱,六角,0.5"L #4-40 尼龙 1902C Keystone Electronics
J1, J2, J3, J4 4 端子排,5.08 mm,2×1,黄铜,TH ED120/2DS On-Shore Technology
J5 1 排针,100 mil,3×1,镀金,TH TSW-103-07-G-S Samtec
L1 1 共模扼流圈,2.3 mH ±35%,0.6×0.38×0.75 in RLTI-1387 Renco
L2 1 WE-FI 引线环形线滤波电感 7447052 Wurth Electronik
Q1 1 MOSFET,N 沟,800 V,8 A,DPAK IPD80R600P7ATMA1 Infineon Technologies
Q2 1 MOSFET,N 沟,耗尽型,800 V,SOT-23 CPC3982TTR IXYS
Q3 1 MOSFET,N 沟,150 V,87 A,PG-TDSON-8 BSC093N15NS5ATMA1 Infineon Technologies
Q4 1 MOSFET,N 沟,耗尽型,100 V,0.17 A,AEC-Q101,SOT-23 BSS126H6327XTSA2 Infineon Technologies
Q5 1 三极管,PNP,40 V,0.2 A,AEC-Q101,SOT-323 MMST3906-7-F Diodes Inc.
R1 1 电阻,厚膜,4.22 kΩ,1%,0.063 W,100 ppm/°C,0402 CRCW04024K22FKED Vishay
R2 1 电阻,470 k,5%,0.125 W,AEC-Q200 Grade 0,0805 CRCW0805470KJNEA Vishay-Dale
R3, R4 2 电阻,13 k,5%,0.25 W,AEC-Q200 Grade 0,1206 CRCW120613K0JNEA Vishay-Dale
R5, R7 2 电阻,15(Ω),5%,0.125 W,AEC-Q200 Grade 0,0805 CRCW080515R0JNEA Vishay-Dale
R6 0 不用,0402 CRCW04021M00JNED Vishay-Dale
R8 1 电阻,169 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW0402169KFKED Vishay-Dale
R9 1 电阻,93.1 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW040293K1FKED Vishay-Dale
R10, R24 2 电阻,1.0 M,5%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW04021M00JNED Vishay-Dale
R11 1 电阻,10(Ω),5%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW040210R0JNED Vishay-Dale
R12 0 不用,1206 CRCW120610R0JNEA Vishay-Dale
R13 1 电阻,39.2 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW040239K2FKED Vishay-Dale
R14 1 电阻,191 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW0402191KFKED Vishay-Dale
R15 1 电阻,100(Ω),5%,0.125 W,AEC-Q200 Grade 0,0805 CRCW0805100RJNEA Vishay-Dale
R16, R29, R41 3 电阻,10.0 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW040210K0FKED Vishay-Dale
R17 1 电阻,0 Ω,0%,0.2 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW04020000Z0EDHP Vishay-Dale
R18, R27 2 电阻,511(Ω),1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW0402511RFKED Vishay-Dale
R19 1 电阻,402(Ω),1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW0402402RFKED Vishay-Dale
R20 1 电阻,15.4 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW040215K4FKED Vishay-Dale
R21 1 电阻,0.22 Ω,1%,0.5 W,1210 MCR25JZHFLR220 Rohm
R22 1 电阻,0 Ω,5%,0.063 W,0402 RC0402JR-070RL Yageo America
R23 1 电阻,6.98 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW04026K98FKED Vishay-Dale
R25 1 电阻,150 k,1%,0.1 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 ERJ-2RKF1503X Panasonic
R26 1 电阻,15.0 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW040215K0FKED Vishay-Dale
R28 1 电阻,0.68 Ω,1%,0.125 W,AEC-Q200 Grade 0,0805 ERJ-6RQFR68V Panasonic
R30 1 电阻,20.0 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW040220K0FKED Vishay-Dale
R31 1 电阻,30.0 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW040230K0FKED Vishay-Dale
R32 1 电阻,5.62 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW04025K62FKED Vishay-Dale
R33, R34, R35 3 电阻,220 k,5%,0.25 W,AEC-Q200 Grade 0,1206 CRCW1206220KJNEA Vishay-Dale
R36 1 电阻,102(Ω),1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW0402102RFKED Vishay-Dale
R37, R38 2 电阻,2.10 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW04022K10FKED Vishay-Dale
R39 1 电阻,27.4 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW040227K4FKED Vishay-Dale
R40 1 电阻,1.00 k,1%,0.063 W,AEC-Q200 Grade 0,0402 CRCW04021K00FKED Vishay-Dale
RT1 1 热敏电阻 NTC,47 kΩ,5%,0603 NCP18WB473J03RB MuRata

表 11-1(续,第 26 页部分)

位号 数量 描述 料号 制造商
SH-J1 1 短接帽,100 mil,镀锡,黑色 SNT-100-BK-T-H Samtec
T1 1 变压器,反激,用于 UCC28781EVM-053 RLTI-1431 Renco
TP1, TP3 2 测试点,多用途,黑色,TH 5011 Keystone Electronics
TP2, TP4, TP5 3 测试点,多用途,白色,TH 5012 Keystone Electronics
U1 1 零电压开关反激控制器,带专用同步整流栅驱动 UCC28781QRTWRQ1 Texas Instruments
U2 1 4 A/6 A 单通道加强隔离栅极驱动器,高抗噪,DWV0008A(SOIC-8) UCC5304DWV Texas Instruments
U3 1 2.5 V 低 Iq 可调精密并联稳压器,DBZ0003A(SOT-23-3) ATL431AIDBZR Texas Instruments
U4 1 光电隔离器,晶体管输出,5000 Vrms,1 通道,6-SO TLP383(GR-TPL,E Toshiba

〔译注〕L2 的 BOM 行未给感量,原理图标 32 µH;C18 与 C22 料号相同(GMK325BJ226MM-P),C18 不装;U4 料号末尾“,E”与括号为原文写法(东芝订货编码含后缀)。

12 修订历史

注:先前版本的页码可能与当前版本不同。从修订 *(2022 年 1 月)到修订 A(2022 年 12 月):图像更新为 Rev B 板并删除返工(rework)相关引用(p4);输入线电压由 40 V 改为 50 V(p5);更新 3 幅原理图(p7);更改 250 V LO 区间的 Iout%(p14);新增 180 VAC 数据(p15);更新 4 幅 PCB 图像(p22);BOM 更新以匹配更新后的原理图(p24)。

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交叉校验汇总(EVM 实测 vs 库内 00/03 篇设计值)

项目 00/03 篇(DS SLUSEP2) 本篇(SLUUCI9A 实测) 结论
变压器 Lm / 漏感 / 匝比 160 µH / ≤3.5 µH / 6.6:1:1 160 µH ±5% / 3.5 µH max / 1:0.151:0.151(=6.6:1:1) ✅ 一致
RTZ / RDM 169 kΩ / 93.1 kΩ R8 169 k / R9 93.1 k ✅ 一致
VS 分压 / CS 15.4 k+6.98 k / 402 Ω+100 pF R20/R23 同值;R19 402+C21 100 pF ✅ 一致
FLT 串联电阻 3.32 k(DS 版图 10-3) R1 = 4.22 k ⚠️ 不一致——A 版改板所致,以本篇为准
REF 电容/电阻 0.22 µF / 1.0 M C12 = 1 µF、R17 = 0 Ω(1.0 M 移作 CS 脚 DNP 位 R6) ⚠️ 不一致——同上
主开关 / SR 管 / QS IPD80R600P7 / BSC093N15NS5 / CPC3982 同(Q1/Q3/Q2) ✅ 一致
满载效率 @230 Vac 93.36%(DS 表 8-1 引用) 0.9336(表 8-2/表 4-2) ✅ 一致
待机功率 <45 mW(230 Vac 42 / 115 Vac 36 mW,XCD 禁用) 42/36 mW(表 4-2,XCD 禁用) ✅ 一致
OPP 计算例 PO(OPP) ≈ 67.5 W @160 ms 规格上限 70 W,tOPP = 160 ms ✅ 量级一致(口径:反推值 vs 规格上限;UCC28781A 无 OPP)
模式体系 AAM→ABM→LPM→SBP1→SBP2,fBUR 8.5/25 kHz 界 表 8-3 实测区间与 fBUR 边界同 ✅ 一致
SBP2 内脉冲频率 芯片能力至 1.5 MHz 实测最高 561.8 kHz(264 Vac、1% 负载) ✅ 不矛盾(工作点 < 上限)

译者附注(存疑点清单)

  1. 表 8-1 的 14.090、表 8-2 的 19.919/14.020 三处 VOUT 经原 PDF 复核为原文如此,数学反推均指向 14.9 量级,判定为 TI 原始排版/录入笔误,已照录并标注;除此之外全部 60 行效率数据经 VOUT×IOUT(及 AC 侧扣泄放功耗)复核自洽。
  2. AC 表效率含 R33~R35 泄放损耗扣除(脚注 6),DC 表不含——口径差异已在 §8.1/§8.2 译注给出验证算式,跨方案对比时须注意。
  3. 原理图分块导读中 Q2/D5/D6(SWS 网络)、R13/R14(RUN/BUR 网络)、Q5/R39/R40/R41(REF/VAUX 网络)的引脚级连接由图面判读,个别归属标注“以原图为准”;与 00 篇引 DS 版原理图的三处元件差异(R1/C12/R17)已列于汇总表。
  4. 位号体系为原文原样:D4 空缺、C9 与 C26 同值并联;BOM 未含 J3 外接的 CIN(2 µF/630 V)与 RIN(100 Ω/10 W)——二者为测试装置外部件(图 7-1),非板载元件。
  5. 其他原文笔误/旧标注:§6.2“500 V down to <50 V”与“>100 V 方可启动、启动后可降至 <50 V”为原文并列表述;J3 丝印“40~500VDC”为 A 版改 50 V 前旧标注;§2 网址“http://support/ti./com”;图 8-8 标题“Typcial”。

上一级:UCC28781