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[参考译文] UCC29002:改善电流稳定时间和预期的电流波形行为

Guru**** 2564565 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC29002, INA293, INA187

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/1556784/ucc29002-improving-current-settling-time-and-expected-current-waveform-behavior

部件号:UCC29002
主题中讨论的其他器件: INA293INA187

工具/软件:

您好、Ulrich、
关于我之前的问题、现在已锁定、我们终于有时间对我们的系统进行更多测试、在进行更详细的测试时、我们注意到一些我们认为可能不寻常的事情。

1) 每个通道的电流稳定到稳定状态所需的时间非常长,大于电压稳定时间的 50 倍。 电压在大约 7ms 内稳定、但无论电流阶跃变化大小如何、各个通道的电流都会在大约 350ms 后稳定下来。
2) 电流共享稳定在我们认为可能是一种不寻常的方式。   在初始部分看起来像欠阻尼振荡(大约前 10ms 左右)之后、在电流达到稳定状态之前、它看起来更像某种分段函数。
3) 所有这些行为都是在 2、3 和 4 个电源启用时看到的
4) 我应该注意的是、我们在分流电阻器和 CS+输入之间使用带有 INA293A2IDBVR 的低侧分流器、以改善对超过 UCC29002 数据表中规定的–0.3V 负输入的处理。

随附的图显示了 4 条 CSO 线路中的 3 条(图中的 IMON0-2)、第 4 条迹线是电子负载之前的高侧分流器(全部 4 个电源之和)。 虽然未显示、但电压在初始上升沿的 7ms 内稳定、第 4 条 CSO 线的行为与所示的类似。  请忽略 CSO 线路布线上可以看到的大量噪声、因为我们已经证明这是一个测量干扰   

这是否都是预期行为?  此外、我们如何缩短达到稳定状态所需的响应时间?  我的担心是、在重负载条件下、电流不平衡的持续时间可能足够长、无法让我的其中一个电源触发过流保护。

  • 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。

    B C 您好:  

    我现在不能深入讨论这个问题。  我将在下一个星期一中再次提问。

    但是、UCC29002 控制器的固有行为不会出现 300ms 稳定时间内的大部分“分段“变化、而必须受到一些外部影响(可能是每个器件的 LS 输入端上有噪声?)。 影响。  

    预计电流响应时间应比电压环路慢至少 10~20 μ s 倍。   
    这涉及到准确确定电源模块的 V-loop 0dB 交叉频率 (FCO_mod)、并将 EAO 响应设置为该 FCO_mod 的至少 1/10。  
    请确保已完成此操作。  

    尽管有前面的评论、UCC29002 设计为通过积极驱动对模块输出电压的高调整来启动以尽快使电流升高、然后它们从那里稳定到平衡。  
    IC UCC29002-1 的替代版本禁用了激进启动、而 EAO 从 0V 开始并逐渐增加、因此共享会逐渐增加至平衡。  它可能需要比侵略性的方式更长一点,但应该更平滑和冷静。  
    然而,这种差异不考虑在屏幕截图中看到的行为,在我的估计。  我想还会有其他事情发生。  
    但您也许可以尝试 UCC29002-1、看看避免它是否有所帮助。  

    此致、
    Ulrich

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    您好、Ulrich、
    我犯了个错误、我们已经在使用 UCC29002-1。  我们之前尝试了 UCC29002、它完全无法与我们的电源模块配合使用、因为可调节引脚电流会永久灌入 6mA。 转换到 UCC29002-1 后、事情就能立即开始运行。

    我们确实确定了电源模块的 db 交叉频率、并且即使考虑到电容器和电阻器容差、我们也将 EAO 响应设置为低于其 1/10。  我确认计算结果符合 TI 的电子表格。  我们确实发现了一个不符合 Vrshunt <ΔVadjMax μ V/10 的问题。  但纠正这一点并不会改变行为。

    我还检查了每个器件的 LS 输入、它们是干净的。   LS 线路以类似的分段方式运行、并几乎跟踪 CSO 线路的行为。

    经过更多实验后、我发现只有当系统低于最小负载电流时才会出现分段变化。 在本例中、我发现它大约为 1A。  如果 I 降到低于 1A、下一次电流变化会显示这些分段变化。  即使是从 0A 到 1A 的小跳变也会导致这些分段变化。  但是、如果我保持 在 1A 以上、即使跳至 18A、CSO 和 LS 线上基本上形成了一个方形阶跃。   是否有其他想法想解决此问题、或降低最小负载电流以避免此问题?  我已经尝试将电流放大器增益从 5 更改为 10(以及 EAO 补偿所需的任何其他元件)、并且最小负载电流没有变化。

    谢谢、

    Bernard

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    尊敬的 Bernard:  

    我检查了 INA293 规格、并找到了这部分信息:  

    在小于 1A 的轻负载下、这 4 个模块可能会“杂乱“电流、使得一些负电流流入一个或多个模块、INA 需要一些时间来解决并稳定至稳定状态、具体取决于它们可能承受的负电流大小。   

    如果您的模块能够接受一些负电流、这可能是导致该行为的根本原因。  
    如果这种情况无法容忍、您可能需要考虑输出阻断二极管来防止反向电流。  

    请调查并查看这是否可能是原因。

    此致、
    Ulrich

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    您好、Ulrich、

    根据我们的 PCB 设计方式、使用阻断二极管进行测试要么需要非常困难地完成、要么需要新的电路板旋转、因此我们目前不想这样做。  我们还在调查我们是否能够满足 1a 最低负载要求。   不过、我想知道您是否认为使用 INA187A1(或类似器件)并将基准电压连接到 GND 是有效的?  INA187 数据表中未提及单向测量的过载恢复时间。

    谢谢

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    尊敬的 Bernard:  

    尽管您最新的使用 INA187A1 的建议听起来应该可以解决负电流问题、但我不熟悉 INA 产品线、并且无法为其使用和限制提供足够的支持。  我建议您单独发布一个 E2E 主题、 以帮助缩短恢复时间并获得其他帮助、标题中包含“INA187",“,以便、以便将其路由到正确的组。   

    同时、假设 INA187 器件解决了负载电流小于 1A 时的负电流处理问题、请确保该器件在这种情况下不会强制 CS+和 CS-输入低于–0.3V。  我预计、如果 INA187 只有正偏置电压、它应该无法将其输出驱动至 GND 以下、但需要验证和确保。    

    此致、
    Ulrich

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    您好、Ulrich、

    好的、我将打开一个有关 INA187A1 的新主题。  我将确保在该配置中验证 CS+和 CS-输入不会强制低于–0.3V。

    但是、为了彻底检查、我移除了外部分流放大器并接线了分流电阻器端子、以匹配数据表修订版 J 中的图 7-2、从而进行高压低侧电流检测。  我最初使用 INA293A2IDBVR、后跟一个分压器作为 CS+的输入。 这已更改为 CS+引脚上的等效电阻、以保持相同的增益并保持所有其他元件相同。  在这种配置下、当电流低于 2A 时、仍会生成分段波形。   此外、在低电流下、我认为反向驱动电源的可能性始终是因为电源输出容差、在我的例子中为+/–2.5%(Radj 已被选为覆盖此范围)。  作为一个实验、我可以将它们修整得更紧密、但不能用于生产。  还有其他建议可以尝试吗?

    谢谢

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    尊敬的 Bernard:  

    我认为值得通过实验将 4 个模块的输出电压更接近地修整、看看分段电流切换的开始是否会进一步推至 1A 负载以下。  我同意它不适合生产,但它将有助于深入了解问题的根源。   

    我唯一的另一个建议是扩大 Radj 的范围以覆盖 Vout 的增加高达 6~7%、这样大概一个+2.5%的模块将不会进行任何调整、而 一个–2.5%的模块将几乎得到完全调整加上任何额外的调整来克服分布下降。  
    这意味着您可能没有提供足够的 Radj 值调整范围。   

    另一方面,如果这没有任何改善,尝试另一种方法,减少 Radj 看看这是否有任何好处。   

    此致、
    Ulrich

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    您好、Ulrich、
    我们已经尝试了各种方法进行实验
    -交换到 IN187A1 的最小负载没有变化。  我在另一个主题中询问了这个 IC、他们提到如果与单电源一起使用、它仍然会有过载恢复。
    -修边装置靠得更近,最小负载没有变化
    -将耗材进一步分开也没有变化。  不过、有趣的是、即使 3 个电源被修整为最小值、而一个电源被修整为最大值、其中一个经修整的降压电源几乎始终与修整后向上通道的 CSO 波形相匹配。  它并不总是与修整后的通道匹配的相同修整后的通道。
    -我们已经将 Radj 设置为 6-7%以覆盖所需的范围。   当我们降低该值时、最小负载也没有变化。
    -移除我们的外部分流放大器(调整分流电阻器,因此无需调整其他元件)也没有改变最小负载

    它有助于通过将 INA293A1 的分压器减小约 30%来提高 CS+输入电压。  这会将最小负载降低至 0.4A。  当负载仅共享两个电源时、最小负载仅为 0.05A、但使用 4 个电源时、最小负载高达 0.4A。

    现在、通过减小该分压器、我会略低于设计计算器中的 Vrshunt <ΔVADJ(max)/10 限制。  由于 ACSA 增益相当低、是否可以高于此限值? 或者我应该进一步提高我的 ACSA 增益吗?

    此外、您的设计是否可以由区经理完成?  也许它可以帮助我们寻找其他一些尝试的东西。

    谢谢