ZHCU930 December   2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1.     7
    2. 1.1 电动汽车充电站设计挑战
      1. 1.1.1 符合 SAE J1772 或等效标准的电动汽车充电站
      2. 1.1.2 交流和直流泄漏、残余电流检测 (RCD)
      3. 1.1.3 高效继电器和接触器驱动
      4. 1.1.4 接触焊接检测
    3. 1.2 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 隔离式交流/直流电源设计
        1. 2.2.1.1  输入大容量电容及其最小电压
        2. 2.2.1.2  变压器匝数比、初级电感和初级峰值电流
        3. 2.2.1.3  变压器参数计算：初级和次级 RMS 电流
        4. 2.2.1.4  主开关功率 MOSFET 选择
        5. 2.2.1.5  整流二极管选型
        6. 2.2.1.6  输出电容器选型
        7. 2.2.1.7  VDD 引脚上的电容
        8. 2.2.1.8  开环电压调节与引脚电阻分压器、线路补偿电阻间的关系
        9. 2.2.1.9  反馈元件
        10. 2.2.1.10 备用电源
        11. 2.2.1.11 超级电容器选型
        12. 2.2.1.12 超级电容器充电器设计
      2. 2.2.2 控制引导信号接口
        1. 2.2.2.1 J1772 占空比
          1. 2.2.2.1.1 控制引导信号状态
          2. 2.2.2.1.2 控制引导信号电路
      3. 2.2.3 继电器驱动和焊接检测
      4. 2.2.4 剩余电流检测
        1. 2.2.4.1 自振电路
          1.        37
        2. 2.2.4.2 DRV8220 H 桥
        3. 2.2.4.3 饱和检测电路
        4. 2.2.4.4 由 DFF 控制的 H 桥
        5. 2.2.4.5 滤波器级
        6. 2.2.4.6 差分至单端转换器
        7. 2.2.4.7 低通滤波器
        8. 2.2.4.8 全波整流器
        9. 2.2.4.9 MCU 选择
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1  UCC28742
      2. 2.3.2  TLV1805
      3. 2.3.3  DRV8220
      4. 2.3.4  ISO1212
      5. 2.3.5  ADC122S051
      6. 2.3.6  TPS7A39
      7. 2.3.7  TPS7A20
      8. 2.3.8  ATL431
      9. 2.3.9  TL431
      10. 2.3.10 TPS563210A
      11. 2.3.11 TPS55330
      12. 2.3.12 TPS259470
      13. 2.3.13 TL7705A
  8. 3硬件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
    2. 3.2 测试要求
      1. 3.2.1 电源测试设置
      2. 3.2.2 焊接检测测试设置
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1 基于 UCC28742 的隔离式交流/直流电源
        1. 3.3.1.1 效率和输出电压交叉调节
        2. 3.3.1.2 TPS563210 的效率和输出电压调节
        3. 3.3.1.3 输出电压纹波波形
        4. 3.3.1.4 启动、关断、备用电源和瞬态响应波形
        5. 3.3.1.5 热性能
      2. 3.3.2 基于 TLV1805 的控制引导界面
        1. 3.3.2.1 TLV1805 输出上升和下降时间
        2. 3.3.2.2 不同状态下的控制引导信号电压精度
      3. 3.3.3 基于 DRV8220 的继电器和插头锁定驱动器
      4. 3.3.4 基于 ISO1212 的隔离式线路电压检测
  9. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 物料清单
    2. 4.2 文档支持
    3. 4.3 支持资源
    4. 4.4 商标
  10. 5作者简介

2.2.1.3 变压器参数计算：初级和次级 RMS 电流

初级电感为 700µH 时，绝对最大开关频率计算如下：

Equation20. f M A X = 2 × 12 V + 0.8 V × 2.2 A 0.9 × ( 1.54 A ) 2 × 700 µ H = 37.7 k H z

最大开关周期为：

Equation21. t S W =   1 f M A X =   1 37.7 k H z = 26.5 µ s  

实际最大导通时间的计算公式如下：

Equation22. t O N ( m a x ) =   I P P ( n o m ) × L P V B U L K _ V A LLE Y =   1.54 A) × 700 µ H 90.7 V = 11.88 µ s

工作的最大占空比 (DMAX) 为：

Equation23. D M A X =   t O N ( m a x ) t S W = 11.88 µ s 26.5 µ s = 0.448

变压器初级 RMS 电流 (IPRMS) 为：

Equation24. I P R M S =   I P P ( m a x ) D M A X 3 = 1.66 A) × 0.448 3 = 0.641 A  

变压器次级峰值电流 RMS 电流 (ISEC(max)) 为：

Equation25. I S E C ( m a x ) =   I P P ( m a x ) × N P S = 1.66 A) × 7 = 11.62 A  

变压器次级 RMS 电流 (ISEC_RMS) 为：

Equation26. I S E C _ R M S =   I S E C ( m a x ) D M A X 3 = 11.62 A) × 0.448 3 = 4.49 A

基于这些计算，我们为此应用设计了 Würth Elektronik™ 变压器（器件型号 750320029），其规格如下：

  • NPS = 7 ±2%（初级/次级匝数比）
  • NPT = 5.92 ±2%（初级/三级匝数比）
  • NPA = 4.81 ±2%（初级/辅助匝数比）
  • LP = 700μH ±10%（初级电感）
  • LLK = 10μH（初级漏电感）