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[参考译文] UCC28180:针对基于 TIDA-00443的电源中的异常输出和器件短路问题进行分析和帮助查找

Guru**** 2391415 points
Other Parts Discussed in Thread: TIDA-00443

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/1507384/ucc28180-analysis-and-help-seeking-for-abnormal-output-and-device-short-circuit-issues-in-a-power-supply-designed-based-on-tida-00443

部件号:UCC28180
Thread 中讨论的其他器件:TIDA-00443

工具/软件:

 我们参考了 TI 的参考设计 TIDA-00443、设计了一个电源。 主要区别在于我们在设计中将 D2替换为1N5408、将 D1替换为 STBR6012W、将 Q1替换为 NTH4L070N120M3S。 Q4、R14和 R5未焊接、其余部分保持不变。 我们调整了反馈电阻、使输出电压约为400V。 目前存在两个问题:如果焊接了 D2、则输出电压约为310V、这是整流后直接输出的电压。 如果移除 D2、则在首次上电时、输出电压约为400V。 第二次上电时、二极管 D1短路、MOS 晶体管 Q1的栅极和源极短路。 此时、电路上未连接外部负载。 您能否帮助我分析可能的原因?  

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    您好:  

    需要使用 D2绕过电感器和 MOSFET Q1周围的浪涌电流。  请将其保留到位。  

    如果 D2被移除、则浪涌电流通过电感器为输出电容器充电、通常会使其饱和。  如果 MOSFET 在电感器饱和或接近饱和时导通、则过大的电流将转移到 MOSFET 中、并可能在电流限制有时间采取措施之前对其造成损坏。     

    我认为、第一次在没有 D2的情况下成功上电时、U1的 VCC 偏置电压尚未达到规格要求、因此在浪涌完成后的一段时间之前才会驱动 MOSFET。  
    我认为第二次上电时没有 D2、而第一次上电时仍然存在 VCC 偏置、即使第二个很小的浪涌电流也 可能传导至 MOSFET 并损坏它。   我不确定是什么导致 D1故障、除非 PCB 具有与 D1串联的高杂散电感、并且其反向恢复电流产生的电压尖峰大于1500V。  
     

    我不知道当 D2就位时、PFC 为什么不会升压至400V。   
    请确保 U1的 VCC 符合规格、并且 VSENSE、ISENSE 和 ICOMP 引脚没有故障情况。


    请查看这些可能性。   

    此致、
    Ulrich

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    你好。 更换元件后、电路在输出电压为400V 时正常工作。 将 R70从7.6K 修改为2.1K、额定输出电压变为700V。 同步、C4、C5和 C18替换为具有更高耐受电压的电容器。 对于1000Ω 的外部负载、上电后约1分钟、可以发现 R28已碳化。 即使用功率较高的电阻器替换后、碳化现象仍会发生。 移除 R28并使用1KΩ Ω 负载后、电路可以正常工作。 但在上电约500秒后、发现电压不断上升、因此测试不会继续。 我想向您咨询 R28和 C21的功能、它们是否是必要的、以及如何计算电容器和电阻器的值。 补充信息:U3的输入电压是外部 DC24V、使用的升压二极管 D1型号为 RHRG75120。

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    尊敬的 user4637774:

    R28和 C21的功能是 R-C 缓冲器的功能、用于限制电压尖峰并抑制二极管路径中杂散电感引起的振铃。  
    如果 PC 布局正确、则不应使用 R-C 缓冲器、因为杂散电感会很小。   

    请注意、通过从400V 输出变为700V 输出、C21中的能量会按比率的平方增加、即(700/400)^2 =~高3倍。  
    最好采用良好的 PCB 布局、并且无需使用此缓冲器、因此还可以消除损耗并提高效率。  
    检查升压二极管上和 升压 MOSFET 上的电压、确认它们没有过大的峰值电压。   

    R-C 缓冲器的存在或缺失不应该会影响输出电压调节。  
    由于您的输出电压在运行大约~10分钟后似乎会出现蠕变、因此我认为这是一个热引起的问题。  

    电压环路通过电阻分压器串感测 Vout 进行调节。 分压器旨在将 VSENSE 点调节至5.00V、电阻器值确定流经串中每个电阻器的电流。  Vout 上升意味着该电流正在上升。   
    由于 Vout 缓慢上升、这意味着 PFC 控制器"认为"它正在将 VSENSE 调节为5V、但通过分压器的检测电流需要增大。   

    因此、分压器下半部分的电流会由于 R9+R70值的减小而增加(出于  某种原因)、或者分压器上半部分的电流必须由于 R6+R7+R8值的增大而增加(出于某种原因)。
    我认为低阻值电阻器没有充分的理由进一步降低其阻值(除了它们周围的漏电流是由于一些未知原因)。
     
    由于分压器电阻器串中的功率损耗也与 Vout^2成正比、因此当达到700V 时、分压器损耗增加了3倍。   
    我怀疑上电阻器阻值正在增加、因为它们的大小可能不会导致损耗增加3倍、并且温度变得非常高。  

    请检查此问题并采取适当的措施来缓解。   

    更改任何电路时、请记住考虑该更改对设计中所有其他元件的所有可能影响、以确保它们能够处理这些影响。  

    此致、
    Ulrich