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[参考译文] AMC3330:输出不稳定/故障。

Guru**** 2387830 points
Other Parts Discussed in Thread: AMC1351, AMC3302, AMC3330, AMC3311, TIDA-01606, AMC1311
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1441932/amc3330-output-instability-fault

器件型号:AMC3330
主题中讨论的其他器件: AMC3311TIDA-01606AMC1311、AMC1351 、AMC3302

工具与软件:

我将使用 AMC3330来测量三相 Vienna 整流器的输出电压。 我的所有电路都稳定且运行良好、唯一的问题是我无法使用 AMC3330管理。 原理图和 PCB 布局:  

有时、AMC3330在运行期间无法正常工作:其 DIAG 引脚在~2us 内呈低脉冲、在此期间、其感应到的(通过 U61在此处通过差分放大器进行监测)输出将下降、然后最终恢复。 我们在 FAULT 逻辑中使用 DIAG 状态、如果我们看到 DIAG 引脚变为低电平、则进入复位状态。这是有充分理由的:我们无法信任此情况下的输出电压测量、而输出电压正是 Vienna 整流器调节的输出电压。

在正常运行期间、来自 VDCH-VCOM 和 VCOM-VDCL 的电压均为500VDC。 两个 IC 都出现了这个问题、但在这里、我只使用示波器来简单地监控一个问题。 我标记了所有通道、但有些通道有点难以读取、因此我将详述这些通道:Ch1是 U62的 DIAG 引脚、Ch2是差分放大器网络 VDC_OUT2的输出、Ch3是从 VCOM 到 VDCL 的电压、而 Ch4是测量的 U62 HGND 到 U62上 GND 的差值。  所有测量都是使用隔离式差分探头进行的(该 SMPS 设计功率为20kW、可能会引发一些场)。 在一个屏幕截图中、一切都正常:VDC_OUT2 (ch2)合理地将检测到的电压表示为 VCOM-VDCL (ch3)的按比例缩小版本、Vienna 整流器工作、DIAG 引脚为高电平、并且与引脚9接地相关的共模电压看起来合理。 (请忽略 DVM 测量、因为在此测试期间未使用。)

在第二个示波器快照中、您可以看到 DIAG 引脚呈低电平脉冲、VDC_OUT2在 VCOM-VDCL 之后短暂停止、然后由于 DIAG 引脚变为低电平、控制系统进入复位状态(未显示)、开关转换器停止、等等 测量的共模电压仅为232V/us、该电压应完全在器件的 CMTI 范围内。

我丢失了如何让该器件停止这样做。  我们的布局 IMO 应该是良好的、并且器件封装下方没有布线任何布线或其他电路。 接地覆铜在  器件的 GND 侧(引脚9-16)最相邻的层上、而 HGND 平面在引脚1-8侧。 您可以在 PCB 屏幕截图中看到所有这些内容。

另一个值得一提的是、如果探测点位于芯片上、当我们使用隔离式探头从 AMC3330的 HGND 测量到 GND 时、我们已经注意到该问题实际上完全解决了。 如果我们在几英寸远的地方进行测量、无论示波器 为使 IC 快乐而创建的耦合机制是什么、这些耦合机制都会消失。

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    我想在这方面再增加一些数据、因为到目前为止、我在一周内没有收到任何答复。 到目前为止、我尝试了多项我想记录的内容、希望找到解决方案或帮助可能遇到相同问题的其他人。 我们在我认为方便的位置尝试了许多滤波电容器、但到目前为止、这些都没有帮助、我也看不到用这些失败的实验将这里的水域弄混的意义。 我们尝试的尝试最值得注意的是:

    1. 接地路径中的电阻、即使 R230和 R190不为零。 最初这就是我们的设计设置、从 VDCH 到 U58的 INP 为500K Ω、从 U58的 INN 到 VCOM 为500K。 U62的设置方式与此相同。 在该配置中、AMC3330从不会出现故障、但其输出电压是 严重受损 受到共模电压的影响。 在脉冲跳跃模式下、这在轻负载条件下尤其加剧:脉冲跳跃模式会导致共模电压的规律偏差降低。 此屏幕截图展示了 Vienna 整流器停止开关后接地如何移动(粉色)、您可以在差动放大器的输出中看到绿色、该输出随共模电压的变化而显著变化。 不确定这如何反映任何种类的 kV/us 的抗扰度、因为这是数百 V/us。 我们已经验证该噪声/误差不是我们的差分放大器、而是 AMC 的差分输出移动。 另外、我们知道、 AMC 输出电压不能准确反映 Vienna 整流器(黄色迹线)的输出情况。 另外一点值得注意 如果在 HGND 路径中输入0欧姆、将不会出现任何此噪声 (正如我们的设计原理图目前显示的 R191和 R230的阻抗为0欧姆)、但这会导致 IC 故障、如前文所述。
    2. 截至昨天、我们尝试了较新的 AMC3311、首先在芯片接地侧为0欧姆的配置中进行。 AMC 仍然存在伪影故障、因此没有良好表现、但在该配置中、它的输出是干净的。 然后、如上所述、我们在 HGND 路径中放置电阻、结果更好、但问题仍然存在。 我想说、在相同配置下、输出偏离量大约为 AMC3330的1/4。 虽然这样做更好、但并没有 HGND 路径中没有阻力那么好:在该配置中、检测到的输出电压非常稳定、但我们有可能出现故障。 我想没有免费的午餐。

    我的想法刚刚用完、在我的程序的原型设计阶段的两个不同点、我一直在努力解决这个问题。 我了解过 TI 提供的 Vienna 整流器的参考设计、并注意到它们中没有一个使用具有内部隔离电源的系列器件、我想知道这是否是我的问题的根源。 例如、TIDA-01606使用 AMC1311、该器件需要自己的外部隔离式电源。 我想可以改用这种方法、但目前我的印象是、TI 的 SiO2隔离栅提供的隔离技术无法提供他们声称的 CM 抑制、或者这些 AMC33XX 系列器件中的隔离式电源路径无法处理他们声称的 CM 电压。 如果数百 V/us 的 CM 电压造成如此大的翻转、天堂般的禁令是它们实际上会遇到一个85kV/us 的瞬态。  如果不从 TI 获得某种响应、我想我要尝试一款采用不同隔离技术的器件、如 Analog Devices ADUM3195。

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    基于 AMC3311的改进以及与 AMC3330相比功耗更大的稳压器、我经常想到这个问题、这个问题与给芯片 HGND 侧供电有关。 在上一代三相功率因数校正器设计中、我使用了 AMC1351来检测输出电压、并使用 Recom RP-0505S 模块为其创建了隔离式电力线。 考虑到 SiO2隔离式数据路径至少与 AMC3311相似(或许相同-我不知道 TI 多年来是否做出了任何改进)、似乎尝试使用带有外部电源模块的 AMC1351进行合理的测试。 幸运的是、AMC1351可以安装在 AMC3330焊盘5-12的封装中、而无需重新布线、前提是隔离式模块可以布线、这对我们来说足够容易尝试。

    是的、我的所有问题都消失了。 不再存在噪声问题或 感应到的输出电压随 CM 电压变化。 似乎向我证明了、该问题与 AMC33XX 系列的电源路径有关。

    我很想收到 TI 关于这方面的消息、但目前我有一项解决方法允许我继续前进。 这对于我用于感应线路电压和电流的其他 AMC3330和 AMC3302而言意味着、我还需要决定:在这些位置、CM 电压会显著降低、这些 IC 尚未给我带来任何悲伤... 信号 . 无论我是否设计这些产品、都将基于我从 TI 获得的信息(如果有)。

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    你好、Joshua:

    很抱歉耽误你的时间。  我一直在度假、然后是商务旅行。   

    我相信您对于诊断引脚的看法是由于噪声影响高侧电源稳定性所致。  此器件的诊断功能可响应 DCDC_OUT 和 HLDO_OUT 电压的状态。

    您可能会尝试在引脚上直接从外部将 HGND 和 DCDC_HGND 引脚短接。

    [报价 userid="589589" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1441932/amc3330-output-instability-fault/5538355 #5538355"]接地路径中的电阻、即使 R230和 R190为非零。 最初这就是我们的设计设置、从 VDCH 到 U58的 INP 为500K Ω、从 U58的 INN 到 VCOM 为500K。 U62的设置方式与此相同。 在该配置中、AMC3330从不会出现故障、但其输出电压是 严重受损 受共模电压的影响。[/QUOT]

    当您尝试该实验时、您将电阻分压器链中的其他电阻更改为什么?  您是否也使用 AMC1351测量了此配置?

    谢谢。