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TPS40210输出功率不够

Hi,Ti专家

            您好。

           下图是使用TPS40210输出200V的电路图,按照下图所示连接,不带负载时输入+24V电源刚好可以得到200V输出电压. 图中,R11实际使用的是0.039欧,因为没有0.0383这样的电阻。

           今天做了带负载测试,负载是1K欧姆水泥电阻,额定功率100W。如果输出电压是200V,那么接上1K欧姆水泥电阻之后,输出功率应为200×200/1000=40W。但是实验发现,一接上1K欧姆水泥电阻,输出电压马上掉至24V。 后来我加大水泥电阻的值,发现该电路最大输出功率为15.6W(小于15.6W的阻性负载都没有问题)。

          按照理论设计值(R11=0.0383欧姆),输出功率应该达到50W,但是实际却是15.6W。是不是R11限制了输出电流的大小呢?害死其他问题。希望TI专家给予指导,谢谢!

100uH电感使用的是Coilcraft的PCV-2-104-05L,它的参数在如下网址:

http://www.coilcraft.com/pcv2.cfm

lzlr:

楼主,你的duty cycle很大啊…输入24V,输出200V…你看看datasheet上的switching frequency VS duty cycle那张图…

对比一下你自己设置的frequency和duty cycle看看。

然后看看自己再Vout=200V下,Iout理论计算值是多少?

wei wang1:

应该不是取样电阻的问题,可能跟电感有关,你采用两个电感串联看看输出功率有没有加大。

user1659922:

回复 lzlr:

您说的有一定道理。现在的开关频率为300KHZ,200V时占空比为88%,我看了switching frequency VS duty cycle那张图,应该在正常范围之内(虽然那张图坐标间隔比较大)。如果降低开关频率有可能的话,倒可以试一试。Vout=200V下,Iout理论计算值0.25A。

user1659922:

回复 lzlr:

谢谢!您说的有一定道理,现在的开关频率是300k,200V时占空比约为88%,我看了下datasheet上的switching frequency VS duty cycle那张图,300K/88%应该没什么问题的,不过可以试下你说的。Vout=200V下,Iout理论计算值0.25A。

user1659922:

回复 wei wang1:

Hi, wei

    谢谢!两个电感串联之后电感值发生了变化,那对输出电压及其他参数有影响吗?刚才我算了一下,如下图,感觉是电感值太小了,如果两个电感串联,电感值加大一倍,我先去试验下~~~

user1659922:

回复 lzlr:

Hi,Lzlr

     通过改变反馈电阻值,当设置输出电压为150V时,带不起1K电阻负载;当设置输出电压为125V时,刚好可以带动负载。125*125/1000=15.6W,这也验证了最大功率只能为15.6W.  所以感觉跟占空比没有关系的。

user1659922:

回复 wei wang1:

Hi,wei

     我今天试了把两个100uH电感串联,发现串联之后输出功率没有增加,反而还有点不稳定了。所以希望有专家指点下~~~

     先谢谢了!

Coffee Ge73:

回复 user1659922:

楼主,建议考虑级联的方案,因为理想情况下升压电路可以实现任意升压比,但是因为电感DCR以及二极管管压降的存在,一般BOOST能实现4~5倍的升压已经比较极限,而且升压比相对占空比的函数曲线并非是单调,在一定状态下,占空比增加,升压比反而减小。

tao smith:

回复 Coffee Ge73:

Hi

    很可能是芯片的驱动力不够,将开关频率调低到100kHz,  您会发现芯片的带载能力会提供,即可验证。

    频率降低的同时,意味着将要加大电感,建议你在加大电感后,重新确认一下补偿电路和sense电阻,然后在确认带载能力提升到多少?

    如果仍不能满足0.25A的最大电流,建议你增加MOS驱动器,提高芯片的驱动能力,然后再做调试确认。

user1659922:

回复 tao smith:

Hi,Smith

     谢谢您的指点。我今天做了一些实验:

(1)把R4电阻加大到2M,频率应该为原来的1/4左右,也就是80K左右,也只能带16W;

(2)把R4电阻加大到4M,频率应该为原来的1/8左右,也就是40K左右,也只能带16W;

(3)固定R4=2M,然后把反馈电阻R11由0.039欧姆降低到0.01欧姆,也只能带16W;

(4)把电感换成220uH及换成330uH后,还是只能带16W;但是加大电感后我没有重新计算补偿电路,因为计算有点麻烦;

      下一步,将增加MOS驱动器电路,如下图所示。但我不理解下面的电路加了U2为何能提高驱动能力?个人感觉驱动能力只跟电感有关系。  请高手们指导一下吧~

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