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[参考译文] UCC28056:随机 OCP 触发和放大器;3kV 浪涌期间次级保险丝熔断

Guru**** 2380860 points
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/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1488565/ucc28056-random-ocp-triggering-secondary-fuse-blowing-during-3kv-surge

器件型号:UCC28056

您好、TI 团队:

我们在使用 UCC28056CDBVR 在我们的设计中、我们会遇到过流保护(OCP)在3kV 浪涌测试期间随机激活的问题。

问题就在这里 OCP 随后触发 OVP2 、这会激活一个安全机制、在负载断开时将辅助保险丝熔断。

因此、保险丝在浪涌冲击期间熔断。

设计详细信息:

  • CS 电阻器(RC): 0.1Ω
  • CS 引脚上的 RC 滤波器: 3kΩ+ 10pF
  • 发现的问题: CS 引脚上的高频噪声(连接了示波器图像)。

范围设置:

  • 蓝色波形: RC 两端的高压

重要观察结果:

  • CS 引脚出现高频尖峰  
  • 尽管有内部150ns 前沿消隐(LEB)、这些尖峰似乎会导致错误的 OCP 触发。
  • OVP2激活会导致负载断开、从而导致保险丝故障。
  • 增加 RCS 不是一种选择、因为它会影响 其他经过调整的性能参数。
  • 软启动调整受到启动 时间要求的限制。

问题:

  1. 我们怎样才能防止 随机 OCP2激活 过程中发生的?
  2. 有没有办法 禁用或修改 OVP2行为 以避免保险丝熔断?

附件: CS 电压尖峰的示波器捕获。

提前感谢!

  • 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。

    Reddy、您好!  

    我可以同意、如果在浪涌期间满足触发 OCP1或 OCP2的条件、3kV 浪涌测试可能会使 UCC28056C 产生 OCP 响应。  
    我不同意 OCP 是随机的。  显然、每个 OCP 响应都可以与浪涌脉冲相关。  

    IC 内的 OCP 响应和 OVP2响应之间没有链路。  它们是独立的故障、如果发生 OVP2响应、则还将与在3kV 浪涌期间满足适当的 OVP2条件相关、而无论 CS 输入端发生什么情况。   

    最后、没有指示 OVP2情况的特定输出信号、因此我不知道 UCC28056C 有什么功能可以直接触发一个断开负载或熔断保险丝的电路。  除了一件事:如果 PFC 开关由于"长故障"(OCP2或 OVP2)而关断1秒、并且您的电路检测到输出电压已降至低于某个阈值、则会断开负载并熔断保险丝。   
    另一种可能是 、浪涌 可能会直接干扰电路并触发负载断开。  

    线路浪涌会引入高 dv/dt 和高峰值电流、这些电流流经 PFC 电路、并可能将噪声耦合到控制信号。   
    理想情况下、应控制电流路径和 dv/dt 耦合、并使其远离敏感信号。  
    如果一些噪声确实能够通过、则必须对其进行滤波或钳制。   

    LEB 仅在 MOSFET 导通时间开始时的直接间隔内有效。  它在任何其他时间都不会消隐 CS 输入。  
    在 MOSFET 导通时间内、在 ZCD/CS 输入端检测到 OCP;在 MOSFET 关断时间内、在数据表第8.3.5.3节讨论的时序限制内、在同一引脚上检测到 OVP2。  在每个故障情况下、故障必须在三个连续开关周期中重复发生、因此无法进行滤波。  

    钳制信号以将峰值保持在每个 OCP2和 OVP2阈值以下可能可行、但这也会阻止检测到合法的  OCP2和 OVP2条件。
    这不是一个容易作出的决定。  

    我建议检查您的 PCB 布局并重新排列履带以引导浪涌电流和电压沿着不会耦合到控制信号或干扰控制信号的路径。  

    此致、
    Ulrich

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    感谢您的答复。 由于、负载被禁用 1秒关机 由 OVP/OCP 条件触发、主要用于3kV 90度以上的浪涌命中。 我们已添加 接地和漏极上的 SMCJ200A TVS 二极管 、因为其钳位电压适合我们的最大工作电压 135V 交流 ,这有助于降低关闭的频率,但它还没有完全解决这个问题。

    我们无法修改保险丝熔断机制、因为它是预期设计规格的一部分。 但是、对于如何操作、您有什么建议吗 消除1秒的关断 期间的行为如何? 非常感谢您对其他钳位或滤波技术的任何建议。 我们还将按照您的建议介绍 PCB 布局。

    期待您的意见。

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    Reddy、您好!  

    感谢您提供有关您的应用程序的其他信息、并确认控制器已关闭1秒。
    这会将问题范围缩小至 OCP2和/或 OVP2。

    由于200V TVS 似乎可以减少发生的次数、这表明 OVP2是导致关断的可能原因、但它不是最终原因。  

    知道您的 PFC < 200V 输出也很有用。  
    我怀疑你的 Kzc 比率在200左右,而不是通常的401。 (请参阅 数据表中公式(57)正上方的段落。)
    您能验证一下吗?   例如、如果它~200、则 OVP2阈值在1.125V x 200 = 225V 时会更低。  
    (实际 OVP2电压取决于实际 Kzc 系数。)

    为防止 OVP2、必须在 MOSFET 关断期间防止 ZCD/CS 电压超过1.125V。   
    您的200V TVS 在这方面似乎部分有效、因此峰值信号似乎略接近1.125V。
    我建议保持200V TVS 就位、但为了防止 Vzcd 高于1.10V、在 ZCD 电阻分压器上增加一个额外钳位部分。   该钳位电压可以是任何方便的值(例如5V 或12V)、前提是钳位不会从 ZCD 分压器串窃取任何显著的电流。  
    这就需要您将最低 Rzc1电阻器扩展到两个值、其中插入了一个齐纳二极管(例如、12V)、以防止 ZCD/CS 引脚电压上升至高于1.10V。  齐纳二极管必须从分压器串中消耗<1uA 的电流。   
    如果 找不到某个具有小于1uA 严格电压的齐纳二极管、则齐纳二极管无法直接连接到分压器。  相反、它必须有一个到 Vout 的单独电阻器来为齐纳电压提供偏置电流、并使用1N4148型二极管将 ZCD 分压器连接到齐纳钳位。   

    我认为您还必须拆分 ZCD/CS 上的电容分压器、以便也可以通过齐纳二极管钳制电容分压器电压。  
    您不希望电容器网络耦合齐纳钳位周围的浪涌电压。  
    遵循数据表中围绕公式(55)和(56)讨论的相同设计原理。  

    以上所有假设问题涉及 OVP2。   
    如果问题实际上来自 OCP2、则解决方案可能更复杂、因为 OCP2阈值低得多(CS 引脚上低至670mV)。  在这种情况下、您需要将 ZCD/CS 电压钳位到小于0.67V 但不低于0.55V、并且只能在 MOSFET 导通期间发生。  

    在所有条件下都能实现0.60V +/-5%(不是10%)的钳位电压、但仅可在 DRV 电压为高电平(MOSFET 导通)时激活。  我不知道如何实际实现此目标、但这就是我建议的用于解决 OCP2的目标。   
    我们希望这个问题是 OVP2造成的。  

    请记住、钳位这些信号中的任何一个都会导致系统中失去2级保护功能。  
    必须可以接受、或者在外部重新创建其功能(无浪涌易感性)。

    此致、
    Ulrich

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    Ulrich、您好!

    感谢您提供详细的说明和建议。 您对 OVP2和 OCP2行为的见解很有意义。 我将尝试您的方法、看看它如何影响问题。

    我附上了原理图供您参考。 如果您有任何进一步的建议、请告诉我。

    PFC 电压小于200V、Kcz 比为285。

    感谢您的时间和支持。