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[参考译文] UCC14141-Q1：隔离式直流/直流模块激活

admin
Guru**** 2481465 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC14240-Q1, UCC14141-Q1, UCC21755-Q1, UCC14141EVM-068

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/1500850/ucc14141-q1-isolated-dcdc-module-activation

器件型号：UCC14141-Q1
主题中讨论的其他器件： UCC21755-Q1、UCC14240-Q1、 UCC14141EVM-068

工具/软件：

您好 TI 社区、

我已经使用 SiC MOSFET 电源模块设计并构建了适用于栅极驱动器电路的原型板。 使用的栅极驱动器是 UCC21755-Q1、由 UCC14141-Q1隔离式直流/直流模块供电。

我对 UCC14141-Q1的电路连接有几个问题：

(1) FBVDD 引脚连接： 根据我的原理图(下面提供了屏幕截图)、我想确认 FBVDD 引脚应连接到电阻分压器的中点以生成2.5V 电压。 为了实现15VDD、我在顶部使用62k 电阻器、在底部使用10k 电阻器。 对于 VEE 上的-3V、我使用12.4k 电阻器(在顶部)和62k 电阻器(在第二个分压器的底部)。 此配置是否正确？

(2)数据表与 EVM 原理图： 在 UCC14141数据表的第29页上、对于双路输出配置、FBVDD 引脚仅连接到电阻分压器的中点。 但是、UCC14141 EVM 的原理图展示了它也连接到 VDD。 哪个连接正确？ 我已经按照数据表中的说明进行了操作。

(3) VDD 引脚上无输出： 提供 Vin=12V 且 V-EN=5V 后、VDD 引脚上没有输出。 我已多次验证电路、并确信没有连接错误。 是否可能缺少其他东西来激活输出？

感谢您的帮助。

此致、

Sridharan

  

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    尊敬的 Sridharan：

    对于 VDD 电阻分压器、请将顶部电阻更新为50k Ω、在 VDD 上生成15V 电压。 VEE 电阻分压器看起来正常。

    2.我不知道您使用的是哪一个原理图。 我查看了 UCC14141-Q1和 UCC14240-Q1的用户指南(此器件型号显示在您的屏幕截图中)、我没有找到该原理图。

    UCC14141EVM-068适用于偏置牵引逆变器栅极驱动器器件(修订版 A)

    使用 UCC14240EVM-052偏置牵引逆变器栅极驱动器 IC (修订版 C)

    3.即使 VDD 会更高(18V),该设备也应该能够启动。 您的负载条件是什么？ 请共享(VINP-GNDP)、PG (VDD-GNDP)、(COM-GNDP)、(VDD - VEE VEE)和输入电流、以检查启动时是否存在任何故障情况。 您可以在 VINP UVLO_ON 8.2V 处设置触发器

    谢谢你

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    您好手动、

    对于 pt.2、TI 网站链接如下所示

    https://www.ti.com/lit/df/tidmai7/tidmai7.pdf?ts = 1744305955915

    我将研究其他要点、并告知您结果。


    谢谢、

    Sridharan

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    尊敬的  Sridharan：

    我认为这是该参考设计中的错误或拼写错误。 请遵循用户指南原理图(上面的链接)。  

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    关于 UCC14141-Q1的负载条件、您可以从原理图中看到 UCC21755是负载、我不提供任何 PWM。

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    好的、请提供波形来检查是否存在任何故障。

    谢谢你

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    对于 pt.1、电阻分压器连接在 VDD 和 VEE 之间。 这两个引脚上的总电压为15-(-3)= 18V。 因此、顶部电阻值必须为62k 才能获得15VDD。 如果更改为50k、得到的电压为3V、高于数据表中给出的值。 请参阅屏幕截图。

     

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    Sridharan,

    您是对的。 很抱歉混淆

    谢谢你

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    尊敬的 Manuel：

    我注意到12V-5V LDO 没有输出。 器件型号为 TPS7B8650DQDDARQ1。 5V 输出、具有500mA 电流能力。 该 LDO 为直流/直流模块和栅极驱动器芯片提供5V 电压。 请查看下面的原理图屏幕截图。 当向该稳压器提供12V 电压时、它不会产生5V 电压。 我为此芯片构建了一个似乎正常工作的试验电路板电源。  

    从栅极驱动器数据表中可以看出、VCC 侧的静态电流不超过4 mA。  

    空载时直流/直流模块的静态电流不超过40mA。  

    这样可以确认5V LDO 根本没有负载。  

    您能回顾一下电路并告诉我您的意见吗？

    谢谢。

     

     

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    Sridharan,

    请提交另一个包含 LDO 器件型号的 e2e、然后咨询该器件的工程师专家将回复您。

    谢谢你

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    我在本文中将观察结果发布到 LDO 上、因为它与设计有关、而不仅仅是针对器件。

    感谢您的理解。

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    遵循的步骤：

    1)设置适当的触发值  

    2)导通 Vin = 12V

    3)导通 V-EN = 5V

    VDD VEE

     

    VDD－COM

    COM-COM VEE

    PG－GNDP

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    我注意到12V-5V LDO 不提供任何输出。 因此、我从外部提供了5V 电压并观察到了上述情况。  

    如果您能尽早查看和评论、这将非常有帮助。

    谢谢。

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    尊敬的 Sridharan：

    曼努埃尔是 OOO 的几天,所以我会尝试在这里帮助。

    看起来您在启动时收到了故障。 请捕获与 EVM 用户指南次级5.4和5.5中相似的启动波形。 注意电压和时间标度。

    为了让我们在同一页面上、请上传完成的 计算器工具。

    由于布局非常重要、请提供 图像以便我们进行审阅。 确保包含 UCC14141周围的每一层和所有相关元件。 参考 第9.5节找到的 。

    此致、

    光线

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    您好、Ray、

    请查找完整的计算器工具以及我们当前使用的设计值。

    电路板布局的图像按层给出。

    我将进一步努力捕获 EVM 手册中的波形、并尽早分享。

    我将在接下来的一周内出差、因此我的回复将被延迟。  

    谢谢您、

    Sridharan  

    e2e.ti.com/.../UCC14141_2D00_Q1_5F00_Calculator_5F00_V8.xlsx

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    Sridharan、感谢您提供完整的计算器工具和出色的电路板图像。  我期待看到启动波形。

    使用 LDO 收集第一组波形后、请记住使用工作台电源将+12Vin 设置为其最大电流限值(无)。

    明天是 TI 的假日、因此我们将在周一再次过来。  

    光线

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    上传 UCC14141EVM-068第14页的第5.4节中给出的第一个波形。  

    自我构建原型以来、栅极驱动器已直接连接到 VDD 线路。 因此、我不能应用 I (Vdd-Vee)= 68mA。 请提供建议。

    谢谢、

    Sridharan

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    上传更好的图像。

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    在24.8ms 时关断。

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    似乎正在经历启动过程。

    请为您的信号贴上标签(或者只需告诉我每种颜色随何种信号而变化)。

    我不需要 IVDD-VEE、只有 Ivin 现在没问题。

    它还可能有助于捕获以下信号：

    我将在星期一查看所有内容。

    有一个很棒的周末!

    光线

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    尊敬的 Ray：

    捕获了 Vin 和 PG 波形。 添加了标签。  

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    您能否分享一个原理图来显示您正在使用的元件值？ 25ms 后输出崩溃这一事实表明软启动超时没有被复位、这可能是因为/OUT 信号太慢或 PG 输出电容比不正确？ 为什么/NVM PG 需要~50ms 才能转换？ 您需要纠正此问题并验证输出电容器的比率是否符合 VDD * VEE。

    Steve

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    您好 Steve、

    附上了设计原理图、其中电容器在高压侧突出显示。 每个桥臂上的值为10uF 和0.1uF。 我没有像您提到的那样保持输出电容比。  

    我目前正在出差、因此无法在原型上进行物理校正。 您也可以参考我在上面发布的计算器工具。

    谢谢您、

    Sridharan

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    我已经要求我的同事测量 FBVDD 和 FBVEE 电阻分压器中点的输出。 他测量的电压为 FBVDD = 2.7V 和 FBVEE = 8.74V。 FBVEE 高于该线路上不满足某个电源正常引脚条件的 OVP 限制。 供参考。

    谢谢您、

    Sridharan

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    FBVEE= 8.74V、但它应该~2.5V。 检查您的电阻分压器到 FBVEE、甚至是否将电阻器替换到 FBVEE？ 此外、您的电阻分压器可能正确、但电容器比率可能偏离了？ 您正在寻求15V：3V=5：1、因此 CVEE：CVDD 的电容器比率需要~5：1。 此外、确保 PG 上拉电阻尽快达到5V。 PG 偏置的上升速度是否足够快？ PG 所看到的容性负载是否较大、需要减小？ 为什么/100k PG 上拉电阻器的大小如此大？

    感谢您附上原理图、但我想了解电容值是多少？

    此外、在 Excel 设计计算器中、请使用 RLIM 的 RDR 配置并使用 Cout1b 来降低所需的输出电容。

    Steve

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    已检查电阻分压器值、它们似乎是正确的。

    /2k 电阻器已替换为 PG 上拉电阻器。

    电容器值如下所示。 我知道它们是栅极驱动器芯片的偏置电容器。

    C16、C18、C23 = 10uF、35V  

    C17、C19、C24 = 0.1uF、50V

    此外、在 Vdd-Vee 上添加以下电容器、放置在靠近 UCC14141的 Vdd 引脚的位置；  

    C1 = 0.1 μ F、 35V  

    C2 = 10uF、 50V

    我使用单个 RLIM 电阻器电路来实现双路可调电源输出。 您建议使用两个具有二极管配置的 RLIM 吗？  

    谢谢你。

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    首先确定电容器比、然后确定 RLIM 的 RDR。 CVEE：CVDD 电容比为1：1、并且需要为5：1。  
    Steve

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    我回来了,做了 这个数学。  VDD * VEE

    VDD * CVDD = 15 * 10.1 = 151.5

    (VDD * CVDD)/ VEE = 151.5 / 3 = 50.5。

    因此、我选择了47 μ F 电容器并放置在 COM-Vee (C23)两端、得到了以下波形。   

    直流/直流模块现在似乎正在工作。 但是、当我将电容器值放在计算器(Excel)工具上时、COM-Vee 上的电容值仅为11uF。  下面的屏幕截图。  请提供建议。  

    非常感谢！

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    11μF 是 VEE 满足电子表格中输入的纹波要求所需的最小 COM-COM 电容值。

    Steve

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    今天、我向栅极驱动器提供了一个100kHz PWM 信号。 直流/直流模块在 PWM 信号开始时关闭。 对于栅极驱动器、我应该检查一下吗？  

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    检查：

    1. 当驱动器开关时、VIN 不会降至输入 UVLO 以下
    2. 驱动器切换时 FBVDD-FBVDD VEE (VDD < 2.25V)不会降低
    3. 驱动器切换时、COM-FBVEE (VEE < 2.25V)不会衰减
    4. 尝试增大 Excel-COM 和 VEE Excel-COM 电容器、但确保保持与 VDD 电子表格中计算出的比率正确
      1. 确保 VDD VDD-COM 和 VDD-COM VEE 电容器靠近栅极驱动器放置
      2. 只有 C18-19应靠近 UCC14141
    5. ~将 RLIM 降低到 μ V 250Ω、但使用这个较小的 RLIM 值、您应该并行 R+D 以按照 Excel 设计工具中的建议将 RLIM 配置为 RDR。

    Steve

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    1. VIN 不会低于输入 UVLO。
    2. VDD VEE (FBVDD < 2.25V)将变为0V、因为直流/直流模块正在关闭。
    3. COM-FBVEE (VEE <2.25V)  将为0V、因为直流/直流模块正在关断。
    4.  根据 VDD VEE 数据表工具、将 EXCEL-COM 电容值从2.2µF 增加到100µF、将 EXCEL-COM 电容值从22µF 增加到10.1µF。
      1. C16-COM 电容器(C16、C17)和 C23-COM 电容器(VEE、C24)靠近栅极驱动器放置 VDD。
      2. 中靠近直流/直流模块的 VDD VEE 电容器(C1、C2)。 C18和 C19是 VDD 和 VEE 上靠近驱动器放置的额外电容器。
    5. 对于 RLIM 值、Excel 工作表计算器显示上述新电容器值为157.5 Ω。 因此、我放置了150 Ω 电阻器。  

    完成这些更改后、直流/直流模块仍会针对100k PWM 信号关断。  

    关于 RDR 配置、必须与我的团队核实、因为他们更专注于功能、而不是提高效率。

    谢谢！

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    TI__Guru**** 2481465 points
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    使用非开关直流负载(电阻器)时、它是否以预期的输出功率运行？

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    很抱歉、我不明白这个问题。 您是否询问在栅极驱动器输出端连接一个电阻器？

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    不要将电阻器负载连接到栅极驱动器、而是在暂时移除栅极驱动器的情况下将直流负载连接到 UCC14141……您提到 UCC14141正在调节、但向栅极驱动器施加驱动信号时、UCC14141输出将失败。 一种简单的调试方法是首先验证 UCC14141 (根据您的设计进行配置)是否能够提供所需的功率？ 断开 UCC14141的栅极驱动器并加载 UCC14141、以确定最大功率容量。 您可以使用固定电阻器加载它、也可以使用电子负载、但确保在 VDD 和 VEE 之间连接负载、并使用与观察压降时相同的输入电压。 另外、需要注意的是、栅极驱动器作为负载是不同的。 我刚才介绍的方式加载 UCC14141-Q1只能提供多少功率、但栅极驱动器负载位于 UCC14141-COM 和 VDD VEE 之间、当以这种方式加载 VDD 时、您必须密切注意确保电容分压器分压比和 VEE 正确、就像我们之前讨论的那样。

    Steve

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    已注意。 当我开始设计这个模块时、如果您能查看直流/直流模块和栅极驱动器电路的输入侧原理图、因为存在 RC 滤波器、我将不胜感激。 请检查这些过滤器是否导致过早关闭。 谢谢。

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    看起来不错...您对需要做的事情有充分的了解。 我将关闭此主题。 如果需要额外的支持、请打开新主题。

    Steve