[参考译文] UCC27712：面临顶部栅极脉冲问题

Chitanya 您好、

我认为这与您在此处询问的原理图相同：

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1033341/ucc27712-gate-driver-selection-for-motor-driver-application

我有一些想法、但我需要更多信息。  

1. 您能否提供示波器捕获、以 HS 节点而不是接地端为基准？ 使用差分探头或使用示波器的数学函数从您显示的 HO 中减去开关节点布线。 您能否同时显示 LO、以便我们可以看到噪声不是由轻微击穿引起的？
2. 您还能获得自举电压(从 HB 到 HS 的电压)的捕捉吗？ 这将帮助我们判断问题是否由自举电路引起。
3. 您能否确认在最后一个主题中发布的原理图是否与我们在这里使用的原理图相同？ 您当前使用的栅极电阻器值是多少？
4. 最后、您能否展示驱动器如何连接到 FET 以及高电流路径的 PCB 布局？ 我相信您有一个非常高的电流系统、这可能会在 PCB 的接地端造成一些振铃。

我期待收到您的回复。

谢谢、

Alex Mazany

您好、Alexander、

1)将在一天结束时向您分享波形

2)也将共享波形

3)原理图附在 Rg=10R (R6、R57、R20、R64)下方、其他为0r

4) 4)我已附加布局图像

谢谢  Chitanya、

我没有看到任何问题、尤其是布局或原理图。 很难详细说明布局、但电源平面的尺寸看起来不错。 捕获波形很幸运。 此外、您是否看到过由于该脉冲而对 FET 或器件造成的任何损坏？

您好、Alexander、

感谢您的所有支持

我将随附 Gerber 文件、以便您查看它

并附上我们在测试时捕获的波形

最后、到目前为止、任何组件都不会损坏。  

e2e.ti.com/.../UCC27712-Inverter-Board-Testing.docxe2e.ti.com/.../UCC27712_5F00_InverterBoard.rar

Chitanya 您好、

感谢您提供这些截图。 驱动器似乎没有负载问题、这表明问题是由电机引起的。 很可能、电机的开关会导致开关节点 HS 上出现电感噪声。 该噪声会导致 HB 波动、因为它以 HS 为基准、然后 HO 会显示该噪声。 我看到 HS 上安装了一个0欧姆阻尼器电阻器/跳线；您是否尝试在该点安装一个电阻器(可能从5-10欧姆开始)？ 它应该有助于降低 HS 上的任何噪声、但会略微减慢自举充电速度。 此外、从 GND 到 HS 的肖特基二极管非常靠近驱动器、也可以降低噪声、但可能需要重新设计。  

请注意、您的控制器是否可以增加少量的死区时间？ 我不确定它是否会有所帮助、但可能值得尝试看看它是否会有所帮助。  

谢谢、

Alex Mazany

您好、Alexander、

 我已经尝试使用2.2R 电阻器、但在5到10R 范围内几乎没有什么改进、并检查结果相同

我共享的波形具有1us 的死区时间、死区时间可以在控制器中改变。

您会建议我尝试多长时间的死区时间？

您建议我们在我们的新设计(修订版)中避免此类噪声的方法

Chitanya 您好、  

您能否在示波器上仅测量 HS-GND 以确认它是否出现在开关节点上？ 您可以在 缓冲电阻器前后进行测量、以查看它是否也有帮助。 在进行任何重新设计之前、我只想绝对确定这是问题的原因。

此图用于不同的器件、但同样的想法适用。 如果 HS 上出现负电压、则从 GND 到 HS 的肖特基二极管将导通、并将其拉至接地。 这应该有助于降低 HS 上的负尖峰。 应将其放置在离驱动器非常近的位置、以最大限度地提高效率。

关于死区时间，1us 似乎工作正常。 但是、您的 FET 具有大约400-500ns 的相当长的上升/下降时间、这会进入死区时间。 这对效率不是很好、但您可以尝试5-10us 之类的方法。 就像一个实验、看看它是否会对系统有所帮助。 我不认为这是你问题的原因、但最好排除它。

祝您好运、

Alex Mazany

尊敬的 Alex：

我们观察并捕获了栅极驱动器所有节点(包括 HS)的波形、我们尝试了不同的方法和技术来最大限度地降低噪声、但仍然存在、

我们还捕获了分流后低侧 MOSFET 下方的 HO (高侧 MOSFET 栅极)和逆变器接地波形( 探针接地连接在电源回路附近、(长度较短))

请检查以下波形。

黄色- HO

蓝色-逆变器接地

Chitanya 您好、   

这是一个很好的观察结果；看起来接地噪声是脉冲问题的原因。 您是否尝试了探测 HIN 和 LIN？ 这些信号以接地为基准、因此它们可能会看到此噪声、这可能会导致输出端出现奇怪的行为。  您的 PCB 中是否有单独的电源和信号接地？  

您好、Richad、

感谢您宝贵的时间、

请查找随附的逆变器板原理图和光绘文件

HI & LI 47R & C 为33pF

电容器和电阻器靠近 IC 放置、

e2e.ti.com/.../5008.TI.rar

Chitanya、您好、   

观察放大后的捕获、您的噪声主要频率似乎约为200kHz。 您的 RC 滤波器将提供大约500MHz 的截止频率、因此大量噪声将很容易通过。 我会尝试将 RC 滤波器上的电容升高很多、甚至可能高达100nF。 这可能会使您的输入信号变得混乱、因此请注意它们、以确保 RC 滤波器不会使它们失真。 此外、您还可以进一步对 GND 和 PGND 去耦。 我不知道您为电路板设置了电源的确切程度、但您是否为 PGND 和常规接地使用了相同的接地连接？ 您是否有办法避免这种情况？

谢谢、

Alex Mazany

尊敬的 Alex：

是的，我们对这两个都使用相同的接地，是的，我们在 PGAND 和 GND (栅极驱动器信号)之间有一个0r 电阻器，通过将其移除，我们可以避免这种情况。

您好、 Chitanya、  

如果您可以通过隔离 接地而不是增加 RC 滤波器来降低噪声、这是最好的选择。 请告诉我、这是否有助于降低输入噪声、希望也能降低输出噪声。  

祝你好运、

Alex Mazany