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[参考译文] UCC28950:并行运行期间同步时序验证和 RC 滤波器延迟的后续问题

Guru**** 2928980 points

Other Parts Discussed in Thread: UCC28950

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/1651817/ucc28950-follow-up-question-on-sync-timing-verification-and-rc-filter-delay-during-parallel-operation

零件号: UCC28950

您好、
 
我想将此作为上次讨论的相关后续问题发布、因为第 2 部分主题尚未收到回复:
 
原始问题的背景:
我们使用 UCC28950 并联运行两个电源。
-输出电压:200 V 至 460 V、可变
-额定输出电流: 10 A
-两个电源并联
-连接 SYNC 引脚进行主/从同步操作
-当总输出电流超过约 10 A 或每台约 5 A 时,会发生异常操作,并会产生明显的可闻噪声
-当两个单元未通过 SYNC 引脚同步时,不会发生这种异常操作
 
在调查期间、同步线路中添加了以下组件:
-主侧,同步引脚附近:220 欧姆串联电阻
-从端,靠近同步引脚:220 欧姆电阻器和 220 pF 电容器
 
通过这种 RC 滤波、不再发生异常操作。
从前面的讨论中、我们的理解如下:
-该问题可能与高负载下的高 di/dt 或高 dv/dt 节点耦合到同步布线中的噪声有关。
-如果 SYNC 引脚上的 RC 滤波器仅用于去除高频噪声且不影响 SYNC 时序,则可以接受该滤波器。
但是,如果 RC 值过大,可能会延迟同步信号,改变预期的相位关系,并减少同步的纹波消除优势。
-因此, RC 值应尽可能小,同时仍抑制问题。
-同样重要的是,在 VDD / VCC 启动之前或软启动电容器开始充电之前,应用到从侧的同步信号是稳定的,以避免硬启动类似的行为。
-另一种可能的方法是将两个模块作为从器件运行,并提供相移外部同步信号。
-同步路由也应远离高 dv/dt 节点。

 

我们现在已执行了其他测量。 请参阅随附的波形 PDF。
其他客户观察结果:
关于 VDD 和 VCC 启动时序:
在我们的系统中、在使用 UCC28950 的电路开始工作之前、子电路已经在工作。 因此、由于产品架构的原因、UCC28950/UCC28950 操作开始前始终已应用 VDD / VCC。
 
问题 1:
该条件是否满足在 VDD / VCC 启动之前应存在从侧同步信号的要求?
或者、是否应该检查另一个建议的时序点?
 
2.关于 SS/EN 和 SYNC 之间的关系:
我们同时测量了 SS/EN 引脚和 SYNC 引脚。
添加 RC 滤波器之前和之后、SYNC 信号在 SS/EN 引脚电压开始上升后变得可见。

 

问题 2:
如何正确验证在软启动电容器开始充电之前存在 SYNC 信号?
我们应该将 SYNC 与 SS/EN 的第一次上升、特定的 SS/EN 阈值电压、VREF、OUTx 开关启动或其他内部/器件级时序基准进行比较?
 
3.关于 RC 滤波器造成的延迟:
添加 RC 滤波器后、我们还同时测量了主侧同步和从侧同步。
从测量的波形可以看出、两个信号看起来从同一时序开始、并且我们没有观察到从侧同步信号的明显延迟。

 

问题 3:
如果主侧和从侧同步波形在示波器上看起来以相同的时序开始、我们能否得出结论:添加的 RC 滤波器没有显著的时序影响?
或者是否有需要验证的特定参数、例如最大延迟、脉冲宽度、上升/下降时间、抖动或相位误差?
 
4.关于可接受的 RC 值:
当前评估的值为:
-主侧:220 欧姆串联电阻
-从端:220 欧姆+ 220 pF 过滤器
 
此时、在我们的评估中、这些值看起来是可实现高达 20A 稳定运行的下限。
 
问题 4:
您能否告知 UCC28950 同步引脚的这些值是否可接受?
如果它们仍然被认为太大、应使用什么标准来确定 SYNC 输入的最大可接受 RC 时间常数?
 
5.关于可闻噪声源:
可闻噪声源尚未完全识别、但可能是以下磁性分量之一:
-变压器、约 640 μ H
-次级侧平滑电感器,约 400 μ H

 

问题 5:
此信息是否有助于缩小同步并行运行期间可能出现的不稳定机制?
是否有任何其他的波形或测量可以帮助确定问题是由 SYNC 噪声耦合、相位误差、电流共享行为还是其他机制引起?
 
随附:
-显示添加滤波器前/后 SS/EN 与 SYNC 以及添加滤波器后主侧同步与从侧同步的波形 PDF。
image.png
 
您能否查看随附的波形、并建议采用正确的时序验证方法和可接受的 SYNC 滤波条件?
 
此致、
Conor
  • 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。

    您好 Conor

    [报价 userid=“465179“ url=“~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1651817/ucc28950-follow-up-question-on-sync-timing-verification-and-rc-filter-delay-during-parallel-operation
    问题 1:
    该条件是否满足在 VDD / VCC 启动之前应存在从侧同步信号的要求?
    或者、是否应该检查另一个建议的时序点?
    [/报价]

    不是在 VDD SS/SS/EN VCC 引脚开始充电之前、而是在 SS/EN 引脚开始充电之前。 时序对于实现正确的软启动至关重要、因为一旦施加 VCC、SS/EN 电容器就会立即开始充电。 在跟随者模式下、控制器在收到至少一个 SYNC 脉冲之前不会开始切换。 如果 SYNC 信号的延迟时间超过软启动持续时间、跟随器模块将经历硬启动。

    有几种方法可以避免这种情况:

    a) 在施加 VCC 后(即在 SS 斜坡完成之前)立即应用 SYNC 信号。

    b) 将 SS/EN 引脚保持在低电平、直到 VCC 和 SYNC 都存在、然后释放 SS/EN 引脚。

    c) 将软启动斜坡设置得足够长、以便在 SYNC 信号启动之前不会完成。

    我们之前的一个 E2E 主题中已经讨论过这个主题。 有关更多详细信息、请参阅 UCC28950 同步频率时序 — 电源管理论坛-电源管理 — TI E2E 支持论坛中我们之前的响应

    在本例中,您要将两个模块配置为领导者 — 跟随者模式,其中跟随者接收来自领导者的 SYNC 信号。 在领导者控制器中、一旦 SS/EN 电压达到大约 0.5V、SYNC 信号就会开始生成。 如果两个控制器使用相同的 SS 电容值(在跟随器模式下使用 825k Ω 电阻与 SS 电容器并联) 、则当领导者开始生成同步脉冲时、跟随者控制器将处于大致相同的 SS/EN 电压。 如果领导者与跟随者之间没有明显的延迟或额外的延迟电路、跟随者将立即接收 SYNC 信号。 由于跟随器在仍处于软启动阶段的同时接收到至少一个 SYNC 脉冲后开始开关、因此应该没有问题。

    根据您分享的波形、领导者的 SYNC 引脚在达到 SS 阈值后立即开始生成脉冲、并且信号以可以忽略不计的延迟到达跟随者。 如果观察两个控制器的开关波形、应该会看到两个转换器开始开关时它们之间只有大约一个开关周期延迟、从而使两个模块都能够实现正确的软启动。 我也观察不到添加的滤波器会引入任何明显的延迟。 因此、此配置不应存在任何软启动问题。

    关于不稳定性、我怀疑噪声可能在较高负载条件下耦合到同步信号中。 这可能会在系统中引入额外的频率分量、这些分量可能处于可闻范围内。 然而,其他原因也是可能的。

    您可以检查何时出现不稳定性的一件事是两个控制器是否保持同步。 同时测量主时钟和从时钟的 PWM 输出、并验证它们是否同步运行。 如果它们未同步、请检查每个控制器的开关频率。 此信息将有助于确定不稳定是否与不正确的同步信号行为有关。

    我相信上面的解释解决了您的所有问题。 如果有任何问题仍不清楚、请告诉我。

    我再次真诚地对迟迟不答复表示歉意。

    此致、

    Anil