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[参考译文] UCC2818:同步导致负载不稳定

Guru**** 2511415 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC2818

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/1055260/ucc2818-synchronization-causing-instability-at-load

器件型号:UCC2818

大家好、我正在寻找有关我在 UCC2818中遇到的问题的见解。

当我在同步控制器时对输出施加负载时、会出现问题。

                 图1:负载与同步时的不稳定(1A 输出)

通道1:整流交流电压

通道2:交流电流

通道3:电感器电流

通道4:CT 电压

图1 显示了施加1A 负载时的响应。 您可以看到、由于某种原因、电流和电压波形中存在峰值。

                         图2:图1的放大图

图2显示 了峰部分的放大图。 可以看出、Ct 两端的电压没有任何问题

我尝试断开 SYNC 并让控制器自由运行、在与下图3所示相同的负载下没有问题。

                   图3:自由运行期间的响应(无同步、1A 负载)

我尝试使用同步所需的电容。 通过减小电容、我能够获得1A 的稳定输出、如下面的图4所示

  

          图4:具有 SYNC 但具有较低 SYNC 电容的响应(1A 负载)

但是、一旦我将负载增加到2A、问题就会重新出现。

                    图5:同步响应(2A 负载)

我需要指出的是、如果我让控制器自由运行、这个问题在整个负载范围内不会出现。 同步电容器与控制器运行之间是否存在任何相关性? 任何见解都值得赞赏。

最棒的

Thien Nhien Huynh

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    Thien、您好、您将使用什么作为同步源?

    我认为同步电路可能会限制最大占空比。  在交叉处、它需要尽可能接近 100%

    射线

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    您好 Ray、

    我有一个振荡器来生成同步频率。 我想我不明白这会如何限制最大占空比。 我可以断开同步、将自由运行频率增加到同步频率、转换器可以正常运行。  

    最棒的

    Thien Nhien Huynh

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    尊敬的 Thien:

    "不稳定"似乎在平展过零之后发生、因此我认为电流环路在过零时饱和、然后当它能够再次调节时 、控制 器会过度补偿几个周期、直到它赶上。  由于这种过零失真似乎是由添加的同步电路引起的、因此我正在尝试找出原因。

    CT 放电电流是固定的。  当它放电时、栅极驱动器关闭、因此占空比可能受 同步信号周期的限制。

    也许您可以在过零处检查非同步 CT 的占空比、然后再次检查同步、看看是否发生了这种情况。

    如果是、您可以尝试使用较小的 CT 并按比例调整 RT、以提供类似的开关频率。  另外、请尝试增大/减小开关频率和同步频率、以尽量减小这种影响。  

    重新评估您的电流环路补偿。

    我还注意到 CT 上的电流尖峰很大 、看起来高达9V。  尽管我在 数据表中没有看到它、但我会尝试将 CT 上的电压保持在7.5V 以下。  也许您可以降低 VCC3或插入一个与您的 SYNC 信号串联的小型限流电阻器。

    我不知道您使用同步电路的目的、但您也许可以在自由运行模式下运行 UCC2818并将其他电路与之同步。 解决方案的想法。

    此致、

    射线

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    您好 Ray、

    我尝试减小 CT 并重新调整 RT、但这似乎对响应没有太大影响。 似乎唯一有影响的是来自 SYNC 的耦合电容器。 我具有更好的响应和更低的电容。 我决定现在使用100pF、因为这似乎在最大负载下提供了最小失真。

    您在这里看到的只是系统的一部分。 我有一个三相输入、为三个 PFC 相间供电、因此同步可将开关120分散、从而有助于降低 EMI。 我想这里的最终目标是我是否能够满足 EMI 和 THD 要求。 我可能会对同步和不同步进行一些比较、以了解我可以使用什么。  

    感谢您的建议

    Thien Nhien Huynh

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    尊敬的 Thien:

    我同意、THD (和 EMI)  将是试金石(Litmus)

    有趣的是、耦合电容器具有这种效果。 如果波形显示了 CT 信号与不同电容器的差异、我可能能够从中看出更多。

    射线

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    这与2-47pF 并联。 如果我放大、峰值就在电容放电之前、如下所示

    电容越大、峰值就越高。 我想我看到7V 峰值为390pF。 我还尝试将47pF 与30pF 并联、并且响应急剧变化。 从 SYNC 添加的电压现在被向下移动到斜坡的中间位置、如下图所示。 由于电压变化、它仍将同步、但我无法解释斜坡中的剧烈峰值漂移。 这就是为什么我认为100pF 的电容低得我可以去的原因。 我将尝试提起一些电路、以查看是否存在噪声干扰

     

    最好

    Thien Nhien Huynh

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    尊敬的 Thien:

    紫色同步信号看起来不错、因此耦合电容器上的电容大约为100pF。  您需要同步脉冲超过5V 才能触发周期的放电部分。 这样做时、似乎没有 过度 过冲。  它似乎还具有~10.80us/(10.8us+0.86us)= 92.6%的斜坡上升到斜坡下降。  这一点很重要、因为我试图了解您的同步对斜坡的影响程度。  

      有关同步脉冲如何将 占空比限制在95%以下的更多信息: CT 上的充电和放电电流为19:1 (内部设置)。 当振荡器自由运行时、上升和下降时间也将为19:1 (因此下降时间为总周期时间的5%)。  当同步脉冲中断上升时间时、下降时间仍将在同一时间范围内发生、但现在将占总充电/放电周期的5%以上。  这就是为什么在按比例增大 RT 电阻器的同时减小 CT 电容不会 对占空比产生任何影响的原因:RT 将更改电流、但 CT 上的19:1充电/放电电流比仍然适用。

    我当时考虑的是、在过零时、同步限制占空比可能小于系统所需的占空比、从而使响应失真并使  电流环路饱和。  当电流环路脱离饱和状态时、这反过来会导致尖峰。  如果您的最大占空比接近93%、这似乎不是可能的原因。  

    有趣的是、耦合电容器显著改善了响应。  我想知道 CT 上的极端过冲是否会导致电流注入 IC、从而影响内部电路的运行。

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    您好 Ray

    这是电容为2-47pF 时、最大负载(3.5A 输出)下的响应。 蓝色线迹表示整流后的交流电压。 绿色迹线表示交流电流。 红色迹线是电感器电流。 反应还可以。 电流上升过程中不再出现峰值。 过零期间的死区时间也显著减少。 现在唯一的事情是在上升沿期间有9.3kHz 的振荡。 我的开关频率为93kHz。 我不知道是否存在相关性。 我必须查看这是否会成为 EMI 的问题。 有趣的是、振荡不是交流电流中定义的。

     

    我想我现在将坚持这一点并继续前进。

    谢谢、

    Thien Nhien Huynh

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    Thien 看起来好多了。

    频率为开关频率的1/10可能只是一个重合。  它可以是同步频率和 osc 频率差异产生的谐波。  由于它存在于您的整流电压上、它可能与输入滤波有更多关系。  如果需要解决该问题、您可以使用输入滤波器来查看它是否受到影响。  无论如何、我认为9.3kHz 太低、无法影响您的 THD。

    射线