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[参考译文] UCC27211:输出不跟随输入

Guru**** 2382480 points
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/1126656/ucc27211-output-does-not-follow-input

器件型号:UCC27211

大家好、

如标题所示、低侧栅极驱动器的输出不会正确跟随输入、如下图所示。

  • CH1:电源电压
  • CH3:栅极驱动器的输出(LO 引脚)
  • CH4:PWM 输入(LI 引脚)

栅极驱动器会在正确的时刻开启、但开启会显著延迟、从而导致脉冲更短。
电路中有4个驱动器、每个驱动器显示相同的问题。

100µs 奇怪的是、驱动器在 μ s 后开始正常运行(见下图)。

一些可能有助于找到问题的其他信息:

  • 电源去耦电容为4.7µF μ F (我认为这不是问题、因为电源不会降至 UVLO 以下)
  • 栅极电阻器为10R、MOSFET 栅极电容约为3nF
  • 开关节点电压为30V
  • Li 和 HI 在驱动器的输入引脚处具有1nF 的去耦电容

下面您可以看到 PCB 布局:


我们非常感谢您的任何帮助。
提前感谢。

  • 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。

    Markus、您好!

    感谢您提供有关您的应用的信息。 我在图上有一个问题。 在所示的波形图中、当您显示意外的 LO 开启延迟时、高侧开关是否与开关节点一起? 大多数布局在 VDD 和 HB 电容器的布线和放置方面看起来都不错。 我有一条评论、开关节点(平面)看起来可能非常靠近驱动器输入引脚。  

    电路板启动期间的示波器图和行为是否正常? 或者、您能否确认您发现可疑行为的运行条件。  

    1)在没有向 MOSFET 施加高电压的情况下、LO 和 HO 时序是否正确? 2) 2)由于开关节点靠近驱动器输入、您能否在驱动器输入端添加50欧姆电阻和100pF 电容、同时将电容放置在靠近 IC 引脚的位置、并确认是否有任何改进?

    您能否提供可疑行为的图解、并显示开关节点布线和 HO 布线?

    此致、

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    您好 Richard、

    我进行了一些额外的测量、包括开关节点和 HO 信号。

    启动

    切换到正常行为

    而不施加高压

    • CH1:HO 信号
    • 通道2:SW 节点
    • 通道3:LO 信号
    • CH4:Li 信号

    在没有 GND 弹簧的情况下进行了测量、因此负电压尖峰可能不会像看起来那样高。

    关于您的问题:

    • 驱动器输入信号确实靠近开关节点、但它们位于 PCB 内层、SW 节点和信号之间有一个 GND 层
    • 这种行为只能在启动期间发生、如图所示、驱动器在大约200µs μ s 后开始正常工作。
    • 在没有对 MOSFET 施加高压的情况下、问题仍然存在、但在驱动器恢复正常运行之前仅需~50µs μ s
    • 遗憾的是、由于驱动器输入信号位于 PCB 的内层、我无法在电阻器中进行电阻器焊接、但我确实将1nF 直接焊接到了驱动器的引脚上、但这并不起作用。
    • 如前所述、使用 GND 弹簧测量时、负电压尖峰可能不会那么糟糕、但它们确实存在、这是否是问题? 数据表提到驱动器对电压瞬变有很大的耐受能力、因此我认为这不应是根本原因。

    非常感谢您的帮助!

  • 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。

    Markus、您好!

    我对图表有一些疑问。 在第一幅图中、我看到 LI 输入端出现意外和异常的波形、信号低于接地值、当 LI 看起来应该为高电平时出现意外上升斜率。 在第二个图中、LI 看起来更接近以接地为基准的预期方波形状。 您是否知道启动期间 LI 波形的原因? 控制器接地和驱动器接地参考之间是否存在电阻?

    此外、在 HO 和 HS 波形上、当 HO 为高电平时、它看起来像跟随 HS、具有预期的直流偏移。 但是、HO 关闭后、看起来 HO 和 HS 再次上升高电平(相同的振幅)一段时间。 这是动力总成中的预期结果吗?

    我想知道您是否已经测试了多个电路板和驱动器器件。 如果不是。 您能否尝试使用其他驱动程序设备来确认行为是否得到改善?

    我还想确认 HO 输出是否遵循 HI 输入。 您能否确认这种情况、并包括显示 HI、HO、开关节点和 LO 的图?

    此致。

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    您好 Richard、

    我们发现、每个半桥中都有非常高的电流、这是测量信号中干扰的原因。
    当高侧或低侧开关关闭时、寄生电感也会导致负电压尖峰。
    通过增加关断电阻器、我们能够减少这些负尖峰、这确实解决了问题。

    因此、尽管数据表中建议该栅极驱动器使用非常可靠的设计并能够处理负电压瞬变、但应注意(通过布局或增加接通/关断电阻)以避免输入信号上的电压瞬变。

    此问题现已解决、感谢您抽出宝贵时间观看 Richard!