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[参考译文] UCC21220:双有源电桥转换器中的低侧驱动器输出持续故障

Guru**** 667810 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC21220
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/1124211/ucc21220-low-side-driver-output-continuously-failing-in-dual-active-bridge-converter

器件型号:UCC21220

大家好、

我们正在研发1kW 400V/48V 双有源电桥转换器。 为了驱动初级侧和次级侧的 MOSFET、我们使用 UCC21220并为每个开关桥臂提供自举配置。 驱动器在正向功率流期间(即400V 至48V 总线在开环和闭环中)工作良好。 现在、我们正在处理反向功率流、即48V 至400V 总线。 该系统在开环和闭环条件下运行良好、直至轻负载。 然而、在空载条件下 、栅极驱动器的低侧输出持续出现故障。 大多数情况下、引脚 OUTB 和 VSSB 会短路。 我们的控制环路工作正常、相位中没有任何振荡、因此输出电压也是如此。 MOSFET Q4和 Q6的驱动器输出通常会持续出现故障。 您能否建议一些保护技术或探究驱动器出现故障的原因? 附上我们的原理图和故障期间的栅源电压波形图。

图1:  驱动器故障期间的波形。

红色是 Q4的栅源电压。

黄色表示次级变压器电压。

蓝色表示 Q6的栅源电压。

绿色表示次级变压器电流。

图2:具有 MOSFET、变压器和漏电感器的双有源电桥转换器拓扑原理图。

图3:MOSFET Q4的栅极驱动电路原理图。

图4:MOSFET Q6的栅极驱动电路原理图。

  • 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!

    您能否在 Q4和 Q6上的栅极驱动器正常运行以及故障期间共享栅极驱动器 OUTA 和 OUTB 以及 VDDA 和 VDDB 和 INA/INB 的其他波形?

    通常、当 OUTB 到 VSSB 之间发生短路时、这可能是  由 VDD 斜升过快(0.125V/ns)或输入上的脉冲非常窄(<15ns)引起的。 已知优化自举电路可解决此问题。 加电期间的 VDD 波形有助于确定问题是否出在此处。 下面是我们的自举计算器工具 :https://www.ti.com/lit/zip/sluraz5。 此工具将为设计自举电路推荐最佳值、同时考虑电源电压、开关频率、栅极电荷和占空比。 一般而言、自举电路的变化将会降低至增加自举电容器或电阻。 确定自举电容器大小的一个良好经验法则是确保 VDDB 电容器的电容是 VDDA 电容器电容的10倍。  

    此致、

    Krystian