This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] UCC28019:PFC 电路 PFC 电路未识别错误

Guru**** 2502495 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28019, TIDA-010080, TPS5431

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/1099813/ucc28019-pfc-circuit-pfc-circuit-unidentified-error

器件型号:UCC28019
主题中讨论的其他器件: TIDA-010080TPS5431

设计参数

参数

最小

标称值

最大

输入电压

90 V

230 V

265 V

Fline

47 Hz

50Hz

63 Hz

输出电压

 

390伏

 

输出电流

 

1、795 A

 

输出电压

 

700瓦

 

Vcin_RIPPLLE_factor

 

0,07.

 

LI_IN_RIPPLLE_factor

 

0、4

 

过压保护

 

410 V

 

欠压保护

 

370伏

 

PF

 

0、99

 

保持时间

 

20毫秒

 

fsw

 

65 kHz

 

效率

 

0.92

 

芯片

UCC28019

通过使用上述目标参数、设计了升压转换器拓扑和升压 PFC 电路。 系统设计中使用了"sluc069e"计算器。 在系统中、使用具有我自己绕组的0.6mH 线圈、与计算器中的最小升压线圈值0.311mH 相比较(随附线圈图像)。 UCC28019数据表中建议的 EMI 滤波器结构在系统入口处使用。 图像如下所示。

然后、上述系统将馈入 LLC 半桥拓扑。 整个系统位于同一个印刷电路板上。 但是、只会组装 PFC 电路、测试 PFC 和 EMI 电路、并通过下一级。

在测试 EMI 和 PFC 结构(这是系统的第一部分)时、分别实现了以下情况。 在测试过程中未将负载连接到系统:

在系统的第一部分、下面给出的电源级由网络供电。 在输出端观察到14.6V 直流电压。 UCC28019是一个集成 PFC、将被馈入这个电压。

接下来,测试了下面显示的“Boost PFC”步骤。 一旦系统连接到电源、D7、D6二极管和连接这些元件的道路就会从板上损坏。 在此阶段、 D7和 D6二极管作为 TIDA-010080参考设计的示例。  

测试完成后、没有出现物理错误、D6二极管被消除、因为除了保护之外、它对 Isense 引脚没有任何影响、D7二极管也被消除、因为它具有保护功能。 但是、由于我们错过了它、我们忘记了将 R8引脚连接到系统、R8引脚提供到 Isense 引脚的连接。 换言之、集成器件的当前信息会被意外阻止。 经过这些校正后、系统再次连接到电源。 据观察、集成的 TPS5431会产生烟雾、从而为 UCC28019供电。

在上一次测试后、检查所有系统和组件是否存在短路。 由于这个控制、R8电阻器由一根铜缆跳过、并且通过将 R13的继续与 C3电容器的 BR-引脚连接来将 Isense 引脚包含在系统中。 我们看到 TPS5431 IC 的"VIN"和"ENA"引脚短路、并替换为新的引脚。 之后、观察到 Q1 MOSFET 的桥臂短路。 它已从电路中移除、在外部执行内部二极管和内部电阻控制后、确定其已损坏并替换为新的二极管。 在继续进行控制时、虽然 UCC28019 IC 的 ICOMP 引脚上连接了一个电容器、但观察到该引脚直接对地短路(GND 引脚)、并确定 UCC28019已断开并替换为新的引脚。 在所有这些更改之后、根据上面给出的设计图像进行了短路控制、系统第三次连接到网络。

在此测试中、电源连接断开、电弧声来自系统。 换言之、系统的网络连接时间最长为1秒。 在测试完成后的控制中、观察到 UCC28019的 ICOMP 引脚对地短路、TPS5431的"VIN"和"ENA"引脚短路。 在测试完成后进行的目视检查中、未观察到元件发生物理损坏。 已观察到 Q1 MOSFET 的控制稳健。 但是、UCC28019和 TPS5431 IC 损坏。

问题:

 

  1. 使用错误的值对 Vcomp 和 ICOMP 引脚进行编程是否会导致问题?
  2. 是否会因为升压线圈的值比最小值高而出现问题?
  3. 问题是否可能由我自己绕组中的升压线圈的不规则性引起?
  4. 如果您认为问题是由 PCB 引起的、我可以通过 DM 发送设计文件。
  5. 除了这些可能性之外,我很难估计问题的根源。 如果您能提供帮助、我很高兴。
  • 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、Cihangir、

    您的设计中没有任何突出的问题。  Vcomp 或 ICOMP 设置设置不会导致此类问题。

    您的电感器在0.6mH 下只有15匝、因此我想知道您使用的是什么磁芯材料。 很可能电感器会很快饱和、从而导致您的问题。

    为了在调试时保护您的电路、 它可能有助于将您的热敏电阻增加到10Ω Ω。

    此致、

    射线

  • 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 Ray、

    感谢您的回答。 我将把热敏电阻更改为10欧姆。
    线圈的磁芯材料为 CF139。 电感因数为2600nH。 我缺少有关线圈饱和的信息、如果您能告诉我这个问题、我会很高兴。 在设计线圈时、如何计算此主题?

    此致。

    Cihangir

  • 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 、Cihangir、

    锰-锌合金用于铁氧体磁芯。 您所拥有的是无间隙铁氧体、实际上并不是您在这些电流下所期望的电感器。  铁氧体几乎会立即饱和。 例如、磁通密度= LI/NA。 假设电感器峰值电流为~10A、磁芯横截面积为~100mm^2、则电感器需要至少(600 * 10)/(15 * 100)= 4T 的磁通密度。 您拥有的磁芯材料只有0.49T

    如果您想了解有关磁性元件的更多信息、TI 提供了一本有关磁性元件设计的书: http://www.ti.com/lit/slup132

    也许 您可以获得与 TIDA-010080中使用的电感 器相同的电感器(Wurth electronics、器件型号 750344651)

    此致、

    射线

  • 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。

    尊敬的 Ray:

    感谢您的回答。 我检查了我的线圈、找到了一个具有 DigiKey 器件型号为"1140-471K-RC"的线圈。 线圈的电流限值为4.9A、饱和电流为9.5A。在我告诉您的电路的黑盒计算中、输入电压范围定义为90VAC-265VAC。 我目前没有一个线圈来满足这些范围。 但是、我将使用220V 交流电测试该电路。 在此电压值下、我可以计算出700W/220V=3.18A、I_IN_max=4.49A、I_RIPPLE=1.79A、I_L_PEAK max=5.38A 的电流值。 从理论上讲、我看不到这些帐户有问题。 您认为线圈会再次引起问题吗?

    此致
    Cihangir

  • 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 、Cihangir、

    该线圈仍然是铁氧体磁芯、但根据规格、它应该优于您使用的磁芯。  开始之前、请确保已更换所有疑似损坏的组件、并从非常轻的负载开始。

    此致、

    射线

  • 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。

    尊敬的 Ray:

    我对我在上一篇文章中提到的线圈进行了实验。 在上述文章中的原理图中、连接到 ICOMP 引脚的 R8电阻器(0.25W)烧毁。 将电路连接到电源后、大约6秒后、R8所在的区域发生电弧、我切断了连接。 但是、UCC28019 IC 的 ICOMP 引脚对 GND 线短路、TPS IC 的 VIN 和 ENA 引脚短路。 测试时、系统未连接负载。 MOSFET 是稳定的。 此外、PFC 输出端的大容量电容器充电至30V。我无法理解问题是什么。 如果您能提供帮助、我很高兴。

    此致
    Cihangir。

  • 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 、Cihangir、

    首先、我想您是说 R8连接到 ISENSE 引脚。  如果该电阻器烧毁、则意味着电阻器上的电压大于7V。  我无法看到在正常情况下会如何发生这种情况。

    尽管如此、我一直专注于 PFC 电路、因为我支持 UCC28019、但我认为 问题可能出在您的15V 电源上。 我查看了 TPS5431的数据表、我注意到的第一件事是 AbsMax 对于 VCC 为25V、对于 EN 为7V;我很确定您违反了这些标准。  后退一步、断开15V 电源(移除 L6)并使用外部电源为该网络供电。  显然、由于 ICOMP (或 ISENSE)引脚短接至 GND、因此需要更换 UCC28019。

    如果可行、您需要使用直流电源(在执行此操作时移除 UCC28019)。

    当运行时、您可能需要将 C3降低至~0.22uF。 1uF 可能会导致零交叉点处的失真相对较高。

    射线

  • 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。

    尊敬的 Ray:

    我在15V 电源级上使用的变压器可将230VAC 转换为12VAC。 然而、在测试电路的 PFC 级之前、我分别测试了15V 电源级、它运行正常。 如果您能解释您认为我超出最大值的原因、我将不胜感激。

    您对 C3电容器的建议是正确的。 上一次尝试时、我将其降低至0.56uF 并进行了测试。

    我遇到的这些问题可能是由 PCB 设计引起的? 我的集成电路在每次尝试中的燃烧都开始迫使我在财务上承受压力。

    此致
    Cihangir

  • 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 、Cihangir、

    好的、在15V 电源上违反 AbsMax 没有问题。 我错过了变压器不是1:1。  但是、您确实需要了解 TPS IC 的 VIN 和 ENA 引脚短路的原因;它们是输入引脚、因此任何"下行"引脚都不能像这样影响它们。

    很明显 、您遇到的问题不是"PFC"问题、而是其他一些电路 或设置问题。 由于您无法获得 PFC 调节、因此在您解决此问题之前、我很难为您提供大量帮助。

    此时、您需要考虑两个主要方面:

    1) 1)隔离源:

    • 您是否使用完全隔离的交流电源?
    • 您是否确定不会使用示波器探头接地端产生意外的接地连接?

    2) 2)物理板:

    • 您的布局是否与原理图相匹配?
    • 电路板构建问题是否存在布局与原理图不匹配的问题?
    • 布局中是否存在其他一些错误?

    我建议您从未损坏的设置开始、并使用万用表检查连接和值。  如果所有检查都完成、请一次添加一 个小块电路、并确保每个步骤的电压符合预期、然后再继续下一步。 请特别注意沿途的接地和隔离。

    射线

  • 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。

    尊敬的 Ray:

    我修复了问题。 目前、当系统从市电馈送并且集成 PFC 时、我不会遇到任何错误。 但系统不会升压。 在我的最后一次尝试中、为 IC 提供了14.6V 电压、我在栅极引脚上看到了12V 电压。 我的输出电压测量值为328.1V。我进行了数据表中指定的计算、以实现输出电压稳定。 您认为问题的根源是什么? μ Vın 引脚上的电压下降和 Vsense 引脚上的电压下降是否可以保护系统? 电流输出电压降至 Vsense 引脚的电流为4.2V。根据数据表、这应该会使系统处于欠压保护状态。

    此致
    Cihangir

  • 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 、Cihangir、

    我很高兴听到您已解决您之前的问题。 现在听起来好像您遇到了一些 PFC 故障、导致它停止发送栅极脉冲。

    由于您似乎根本没有获得任何 PFC/升压稳压、因此您需要在启动期间探测信号(在施加线路电压时)。  查看 VIN、GATE、VSENSE 和 IL1、以检查您是否收到输出过流 或过压故障。 当栅极脉冲停止时、放大周围的区域。 如果您在此处未找到问题、则监控 GATE 以及 VCC、VCOMP 和 ISENSE。

    射线

  • 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。

    尊敬的 Ray:

    感谢您的建议。 但我可能需要一些时间准备隔离式示波器。 您能否根据我发送给您的原理图提出建议、直至完成此操作?

    此致
    Cihangir

  • 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 、Cihangir、

    您的原理图中没有什么突出显示。  输出电容相当高、补偿有点激进(C22可能会下降一个数量级)、但我看不到这两种情况都会导致输出不上升。

    现在、您可以跳过输入电源信号、只需关注其他信号。 它们 都可以以 PGND 为基准。

    此致、

    射线

  • 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。

    尊敬的 Ray:

    我测量了引脚上的电压下降。 我在下面列出了数据。 我已附上栅极信号的示波器图像。 你建议我做什么?

    Vcomp:7.4V
    Vsense:4.1V
    VCC:14.7V
    栅极:12V
    ICOMP:1.1V
    VIN:4.2V
    Isense:0V
    输出电压:326.7

    此致
    Cihangir

  • 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 、Cihangir、

    很抱歉耽误你的时间。 我注意到你打开了一个新的线程,我将关闭它,因为他们都被分配给我:)。

    如果您注意到、您的 COMP 电压会达到最大值(实际上、它超过了7V AbsMax 规格!)。 您的栅极导通时间达到最大值、VSENSE 处于高端。PFC 可能达到其 OCP 级别、并且您将进行峰值调节(√2 * 230VAC + Vdiode = 326V)。

    根据几天前的要求、请在启动期间提供 IL1、以便我们可以查看您的实际电感器电流是多少。  在无负载的情况下执行此操作、以便您可以获得基准。

    谢谢、

    射线

  • 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。

    尊敬的 Ray:

    我解决了这个问题。 我将输出端的大容量电容器数量减少到了两个。 我仍然高于所需的最小电容器额定值。 当您这么做时、升压功能将开启。 我见390VDC。 我将升压未激活的原因归结于此、因为电容器正在尝试在启动时充电。 可能有不同的原因、但这样做可以解决问题。 您的意见也很重要。

    当我解决这个问题时、我应该已经安装了 PFC、但是由于我没有负载、我焊接了其余器件、尝试下一级无负载 LLC。 我使用外部 PSU 从外部为系统供电。 将系统连接到电网后、我为集成电路提供电源电压。 当我按照相同的步骤将我的全电路(PFC+LLC)连接到电网时、我的 PFC 中的 MOSFET、然后我的分流电阻器烧毁。 我无法理解之前使用的器件为什么会产生这样的结果、即使我已经激活了集成。

    我使用 UCC256402DDBRCT 作为 LLC IC。 标题中包含了不同的集成、我是否应该打开一个新主题?

    此致、
    Cihangir

  • 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。

    我相信您所说的是、现在单独使用 PFC 的电路在没有负载的情况下正确升压至390V 、但您没有使用负载进行测试。 然后、当您连接 LLC (仍然没有负载)时、MOSFET 和感应电阻器损坏。 如果是这样、那么是的、在 主题中使用 UCC256402DDBRCT 打开一个新的线程。 但是、如果问题 仅仅是由于增加了负载、我建议您再次断开 LLC、在无负载的情况下再次使 PFC 进行调节、然后添加电阻负载(可以使用功率电阻器或灯泡)。 从较小的负载电流开始、并在启动时监控 IL1。

    此致、

    射线