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ZHCSVG8A October 2024 – June 2025 TPSI31P1-Q1

PRODUCTION DATA

封裝選項

機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)

DVX|16
- MPSS176

散熱焊盤機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)

訂購信息

7.2.2 詳細設計過程

電池電壓 (V_BAT)、鏈路電容 (C_{DC_LINK}) 以及目標預充電時間決定了所需的平均充電電流 (I_AVG)。這可通過如下公式進行計算：

方程式 1.

I_{A V G} \geq \frac{C_{D C_{L I N K}} \times V_{B A T}}{t_{C H A R G E}} = \frac{2 m F \times 800 V}{350 m s} = 4.57 A

平均電流定義為：

方程式 2.

I_{A V G} = \frac{I_{P E A K} + I_{M I N}}{2}

峰值電流 I_peak 表示流經(jīng)電感器的最大電流，定義為：

方程式 3.

I_{P E A K} = \frac{V_{R E F +}}{R_{S E N S E}}

同樣，最小電流 I_min 表示流經(jīng)電感器的最小電流，定義為：

方程式 4.

I_{M I N} = \frac{V_{R E F -}}{R_{S E N S E}}

因此，要確定正確設置電感器電流所需的分流電阻器 R_SENSE，使用以下公式：

方程式 5.

R_{S E N S E} \leq \frac{{V_{R E F +} + V}_{R E F -}}{2 I_{A V G}} = \frac{1.23 V + 0.16 V}{2 \times 4.57 A} \leq 152 m Ω

在此設計中，所選的 R_SENSE 為 140mΩ。

峰值電感器電流的計算公式如下：

方程式 6.

I_{P E A K} = \frac{1.23 V}{140 m Ω} = 8.79 A

最小電感器電流的計算公式如下：

方程式 7.

I_{M I N} = \frac{0.16 V}{140 m Ω} = 1.14 A

平均電感器電流的計算公式如下：

方程式 8.

I_{A V G} = \frac{I_{P E A K} + I_{M I N}}{2} = \frac{8.79 A + 1.14 A}{2} = 4.965 A

在預充電期間，由于遲滯控制，F(xiàn)ET 的開關(guān)頻率隨著鏈路電容上的電壓從完全放電增加到完全預充電而隨時間變化。當鏈路電容上的電壓達到其中點值 V_BAT/2時，會出現(xiàn)最大開關(guān)頻率 f_{SW_MAX_FET}。這種情況發(fā)生在總預充電時間的一半時。

TPSI31P1-Q1 的最小功率傳輸限制為 55mW。由于 FET 在預充電期間切換，因此在每個切換周期中，F(xiàn)ET 的總柵極電荷必須完全充電和放電。此最小功率傳輸限制了 TPSI31P1-Q1 可開關(guān) FET 的最大頻率。所選 FET 的總柵極電荷 Q_TOTAL 為 14nC。假設 V_GS = 15V，為確保 FET 得到全面增強，最大開關(guān)頻率為：

方程式 9.

f_{S W M A X F E T} = \frac{P}{V_{G S} \times Q_{T O T A L}} = \frac{55 m W}{15 V \times 14 n C} = 261.9 k H z

基于最大開關(guān)頻率，可計算最小電感 L_MIN：

方程式 10.

L_{M I N} \geq \frac{800 V}{4 \times 261.9 k H z \times (8.79 A - 1.14 A)} \geq 100 μ H

對于該設計，選擇了 100μH 的電感器值。務必選擇可支持所需平均和峰值電流的電感器。較高的電感器和紋波電流值會降低開關(guān)頻率和功率要求。