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] UCC256404:电源管理论坛

Guru**** 2390755 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC256404, UCC28070, UCC25640EVM-020

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/1038953/ucc256404-power-management-forum

器件型号:UCC256404
主题中讨论的其他器件: UCC28070UCC25640EVM-020

你好

我希望拥有 UCC256404或 TI 大师经验的人能够帮助我完成设计。

设计参数:

直流电压范围:260        315 (标称值)   340 VDC

交流电压范围:185 ~240 VAC

VOUT 输出电压-正常模式突发模式阈值至满载= 25A     24 VDC

我正在设计一个基于 UCC256404的 LLC 电源、在满载时提供24V 600W 的功率。 目前我没有使用 PFC 升压 UCC28070、而是使用桥式整流器和 RC 滤波器在 Vin 处获得直流标称电压。我尝试使 UCC256404正常工作、但启动 IC 时遇到问题。 由于我不使用 PFC 升压校正阶段、因此我已将标称直流输入电压下的直流大容量电压设置为315V (220VAC~50Hz 电源)、介于260V 直流-340V 直流之间。

我使用 UCC25640x Excel 工作表计算器计算了这些值。 请在下面找到它。 我连接了一个24V 直流电机、该电机在负载下以48W 的功率工作。 产生的开关频率(谐振)为~98kHz。我已附加原理图和 BOM 以供参考。 您能不能检查故障可能出现的错误。 从我对波形进行的分析中、我想 提出几点供您回顾-:

1) Vcc 转动并一直上升至26伏、 然后稳定至14.3V、计算得出的标称偏置绕组值为标称偏置绕组值、但 RVcc 引脚跳至13.5V 平均值(当 Vcc 约为26V 时)、然后在 Vcc 稳定至14.3V 时变为低电平。这与 Rvcc 所需的 RVcc 预期结果不一致 当 Vcc 开始切换时,在13V 时保持恒定。(参考:UCC25640EVM-020评估模块,文献编号:SLUUBX3B 图7)。

此外、我不明白为什么 Vcc 电压保持在14.4伏恒定、因为 MOSFET 不会像第3点所讨论的那样以稳定状态进行开关。这是因为连接到 Vcc 的 Elco 电容器已充电、但我甚至看不到它会远程放电。 它似乎是来自 IC 的3个数字引脚的恒定电压。 不应该以其他方式解决、引脚3是输入引脚、而不是输出。  

2) 2) HB-HS 引脚从脉冲开始、但信号最终在几 ms 后消失。在这些毫秒内 HB-HS <17V 被满足。 出现以下波形-

BLUE Hb       黄色- HS

我也不太清楚 HS-HB 的工作原理。 HS 在高侧栅极驱动电流时充当接地端、对吗?这意味着它在高侧 MOSFET 导通时充当接地端?

当下 MOSFET 导通时、HB 充当从 Rvcc 充电的高侧栅极驱动器浮动电压。 我不理解的是、高侧 MOSFET 在关断时(即低侧 MOSFET 导通时)需要浮动电压的原因。 此时高侧栅极电压不应为正、因为两个 MOSFET 共同作用以确保 ZVS 和 LLC 谐振工作条件。

3)我没有获得启动 LO 脉冲、而是 HO 和 LO 脉冲的突变。 请参阅下图。

蓝光-低         黄色- HO

连接24V 2A 负载且输入交流电压为~185VAC (计算得出的~264VDC 大启动电压)时,IC 似乎每秒重新启动一次,以获得最大计数(5-6),但当输入交流电压增加到220VAC (315VDC 标称 Vin)时, IC 停止、重新启动计数减少。电机上的转子在来自 IC 的每个重新启动脉冲上逐渐进行最小角度旋转。  

4) 4) BLK 引脚在 BLK 引脚=1.2V (Rblk LOW=38kOhm Rblk UPON=10MOhm 和 Cblk=10pF)时的平均直流电压似乎正常工作。

我随附了 zip 文件、其中包括原理图、BOM、Excel 工作表计算器以及我的规格和变压器规格。

请帮助我调试该问题、并告诉我缺少的内容。  

提前感谢。

e2e.ti.com/.../TD219.zip

  • 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、Rahul、

    首先、我无法访问附加的 zip 文件。  

    如上图所示、所附文件的格式已损坏。

    阅读完您的评论后、我认为以下输入将有助于您进行调试:

    1.您可以在以下链接中看到自举工作原理:

    半桥配置的自举电路选择

    2.测量 HO 相对于 HS 时 ,应使用差分探头。 如果您使用单端探头、HS 将始终通过示波器接地。 因此、转换器无法正常工作。  

    转换器的设计是以600W 为单位完成的。 但是、当您以48W 的功率运行时、转换器可能会以突发模式运行。 在该模式下、转换器开关一段时间 、然后两个开关都将关断一段时间。 因此、在这种模式下、您应该会收到突发数据包(请参阅 UCC256404数据表中的突发模式控制部分)。 只有当 RVCC 电压足够大时、您才会看到这些突发数据包。 如果由于欠压锁定(UVLO)保护、RVCC 引脚上没有足够的电压、您将不会看到任何脉冲。 当发生故障(在这种情况下可能是 UVLO)时、RVCC 将为零。 您可以在下图中看到这一点。 如果 IC 处于故障状态、它将停止运行并在1秒后重新启动。  

    4.在突发关闭期间、由于两个开关都关闭、因此偏置绕组没有能量传输到 VCC 引脚。 在关断周期后打开上部 MOSFET 所需的能量将由自举电容器提供。 因此、您需要确保在突发关闭周期结束后不久引导带电容器上有足够的电压。 要设计自举电容器、请参阅 UCC256404  数据表中的电源建议。

    5.仅出于调试目的,您可以在较高的负载下操作转换器。 这样您就不会在突发模式下运行。 观察 LO、HO 波形、VCC 和 RVCC 波形。 确保使用正确的探头和高带宽示波器。

    6. 有关 VCC 和 RVCC 的更多详细信息、请参阅 UCC256404数据表的第42页和第45页。 如果您仍对这些 VCC 和 RVCC 引脚有疑问、请随时联系我们。  

    我希望这些意见有所帮助。 如果您有其他问题、请告诉我。

    此致

    曼尼甘塔 P

  • 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。

    e2e.ti.com/.../0247.schematic.pdf

    嗨、Manikanta  

    感谢您的快速回复。 我再次附上了我的设计的原理图(pdf 和 JPEG)和 BOM、因为您提到前面的 zip 文件已损坏。 如果您现在可以访问这些文件、请告诉我。

    感谢您提出所有要点、这些要点内容非常丰富。 我想就你所提出的以下几点进行讨论─

    1)我已经完成了您共享的链接、并按以下方式计算这些值:

    Cboot>1.1nF

    Cboot=2.2uF (所选值)

    Rboot = 75 Ω(充电引导状态的长度= 300 μ s -参考 Ucc256404 PG9)

    CVDD>22 μ F

    CVDD=20uF (所选值)

    这些计算以 slua887 (eq2、eq5和 eq6)为基准。

    我使用通用二极管作为 DBOOT、我将其更改为 SS54 (schotkky 二极管)。 Rboot = 75欧姆。 我还添加了 Rbias 和 CVDD、如下所示-

    CVDD=20uF                      Rbias = 220 Ω

    (我假设 Rbias 为220Ohm、请告诉我此 假设是否正确以及如何计算 Rbias)。

    我认为我已经取得了一些进展,因为 IC 现在每隔1秒重新启动一次。

    e2e.ti.com/.../HO-LO.mp4

    这些是 HO LO 波脉冲。  

    2)我使用单端探针测量了相对于接地的 HO 和 LO 脉冲。 这是个问题吗? 测量 HO wrt HS 时、我将使用差分探头。 正如您提到的、当使用单个探针测量 HO wrt HS 时、转换器将不工作、我是否可以使用单端探针测量 HS 和 HB wrt IC 接地? 我已将结果附在第2点之后的主要帖子中。 我目前没有差分探头、并且已经订购了它。

    3) 3)我还可以看到 RVCC 和 VCC 持续变化、我认为正如您提到的、它将进入 UVLO、但对此应该怎么做? 您能不能为我提供指导。我已将输入电压从180VAC~240VAC 改变、看起来 IC 会停止低于180VAC 的开关、并且仅在180VAC 之后重新启动。

    e2e.ti.com/.../RVCC-VCC.mp4

    这些是我在 CRO 上获得的 RVCC 和 VCC 电压。

    4) 4)对于 Cboot 电容器两端的电压、我将使用单端探头进行测量。 Cboot 电压为~3V。  e2e.ti.com/.../LO-Cboot.mp4

    黄色-启动   蓝色- LO。

    5) 5)我现在使用5安培负载、并安排更高的负载。 我正在尝试加载5安培的电流、但没有进展。 开路电压为1.5V。 即使输出端没有负载、也不应该是24V?

    您的意见非常有帮助。 我希望电路需要进行一些调整才能使其正常工作。 希望我能在您的帮助下解决这个问题。

  • 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。

    e2e.ti.com/.../BOM_5F00_final_5F00_pdf.pdfe2e.ti.com/.../Transformer-24V_2D00_25A-_5F00_final_5F00_pdf.pdf

    请查找随附的 BOM 和变压器规格以供参考。

  • 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、Rahul、

    我感到高兴的是,我所分享的链接是有用的。

    您可以参考以下1kW LLC 参考设计。 由于它接近您的功率要求(600W)、因此这应该非常有用。  

    TIDA-010081参考设计| 德州仪器 TI.com

    有关自举设计、请参阅数据表 UCC25640x 具有超低可闻噪声和待机功耗的 LLC 谐振控制器数据表(修订版 E)中的第67页(TI.com)。  您还可以将获得的结果与1kW 参考设计和 EVM 设计进行比较(UCC25640EVM-020用户指南(修订版 B)(TI.com))。 两个参考设计中的 Rboot 都大约为2欧姆。 因此、我建议将 Rboot 值更改为较低的值。

    2.不应使用任何 Rbias 电阻器为 Cboot 充电。 只有 Rboot 就足够了。 请参阅 EVM 和1kW 参考设计原理图。  

    3、最好使用差分探头测量所有信号、以确保安全。 当 HO 信号相对于接地进行测量时、我预计电压将在 Vin+Vboot 之间变化为零。 但我在示波器波形中看不到这种情况。

    4.不应 使用单端探头测量 Cboot 电压。 如果您这样做、开关节点将通过示波器 GND 通过探针 GND 对地短路。 因此、转换器不工作。 (您能否确保 MOSFET 器件和控制器未损坏)

    由于 Cboot 上没有足够的电压、控制器将进入故障模式、控制器将在1秒后保持重启。  控制器不应处于此状态、因为 它会导致控制器过热 、并且可能会损坏。

    6.转换器处于故障模式。 因此、我不希望输出电压为24V。

    6.因此,请确保在 VCC 和 RVCC 引脚上获得预期电压。 这些电压需要保持恒定。 否则不会进行任何切换。 此外、确保仅 出于调试目的而在较高的负载下运行转换器。  

    如果您有任何疑问、请告诉我。

    此致

    曼尼甘塔 P

  • 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。

    Manikanta 您好!

    感谢您的快速响应。

    我想向您介绍一下我根据您提供的参考文献所做的电路更改。 此外、MOSFET 和控制器也可以正常工作。

    1) 1)删除了 Rbias 并将 Rboot 更改为更低的值=2 Ω(之前为75 Ω)。

    2)将 Cboot 增大到一个更高的值、以便在突发模式=4uF (早期2.2uF)期间提供足够的电压、并且连接到 RVCC 的电容器为~50uF (C4+C5)。

    3) 3)我将根据您的建议对重负载使用2 Ω 100W 电阻器。 (请向我建议我可以使用哪些其他负载进行调试)。

    结果-

    CH1- RVCC      通道2-VCC

    我仍然无法连续运行 RVCC 和 VCC、并且 IC 每~1.2秒切换一次。

    我已经制作了参考12V 180W 电源的电路。 唯一的区别是输入电压范围(也是输出电压),因为我不使用 PFC 级。 我想知道这是否是一个问题。

    等待响应。

    此致

    拉胡尔

  • 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。

    更新了-

    我使用的 MOSFET 是6N80C。  

  • 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、Rahul、

    您能否共享用于构建原理图的设计 Excel 计算器? 此外、您能否与所示组件的值共享原理图(pdf)。 您共享的原理图仅具有指示符。 因此、很难查看每个组件的 BOM。  

    此致

    曼尼甘塔 P

  • 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。

    e2e.ti.com/.../Final.pdfe2e.ti.com/.../UCC25640x-Design-Calculator-Rev4.0.pdf

    您好 Manikanta

    感谢您的回答。 请以 pdf 格式查找随附的原理图以及这些值和 Excel 设计计算器。 无法在此处添加 Excel 文件、因此我将计算器转换为 pdf 格式。 它具有所需的信息、但时间有点长。 我希望这是可以理解的。 如果有任何缺失、请告诉我。  

    此致

    Rahul

  • 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、Rahul、

    我今天不在办公室。 明天晚上回来。 您能否直接在我的电子邮件 m-pallantla@ti.com 上共享设计 Excel。 这样、我可以建议您在设计中进行修改(如果有)。

    此致

    曼尼甘塔 P

  • 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。

    Manikanta 您好!

    我已发送 Excel 设计计算器。 发送电子邮件 如果您在计算中发现任何歧义、请告诉我。

    我仍然停留在每1秒重新启动 IC 上。

    此致

    拉胡尔

  • 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、Rahul、

    请在您的原理图和设计计算器中查找我的观察结果:

    输出二极管和初级侧 MOSFET 的额定值应如下:

    但是、您选择的器件的额定值低于建议值。 因此、这些器件在您以满载运行时可能会发生故障。

    2. 根据设计文件、初级绕组与偏置绕组匝数比应至少为10.5。 在原理图中、我发现它小于建议的值。 它可能会影响 VCC 电压。 如果此电压低于阈值、转换器将无法启动。

    除了这两个问题、我在您的原理图中没有发现任何其他问题。  

    您能否捕获下面的波形并将其发送给我。 为了安全起见、请使用差分探头进行测量。

    1. 确保 LLC 输入电压为315V。 此外、请连接电阻负载、使输出功率应为400W。

    2.您能捕获1。 VIN (LLC 输入电压),2. VCC 电压,3. RVCC 电压4. FB 引脚电压5. VCR 引脚电压6. BLK 引脚电压7。 启动时的 SS 引脚电压8. 从启动到稳态的 SS 引脚电压与 FB 引脚电压间的关系9.  输出电压10. 栅极脉冲 LO 和(HO-HS)。

    如果我们有这些波形、那么调试电路会很容易。

    此致

    曼尼甘塔 P

  • 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、Rahul、

    为 UCC25630x 提供了分步调试过程。 您可以对 UCC25640x 执行类似的过程。 请参阅 pdf  UCC25630x 实用设计指南(修订版 A)的第8节

    这肯定会帮助您识别系统中的问题。  

    此致

    曼尼甘塔 P

  • 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 Manikanta

    输出二极管 MBR20100的额定电压为20A 100V,MOSFET 的额定电流为6A 600V。 我认为这不会是一个问题、除非并且直到我在满负载条件下工作。 我尝试使用2欧姆负载获得12A (~300瓦)、使用1欧姆负载获得24A (~600瓦)。

    IC 会不断重新启动。 从上面的讨论中可以看到、VCC 上升到26V、RVCC 开始 t 上升到13V、但 VCC 下降到14V 以下、因此再次重新启动。 因此、我认为这不是变压器的问题、因为我获得了足够的电压。

    我将按要求捕获波形并尽快分享结果。 我目前没有差分探针。 因此、请与我一起了解单端探头结果。 我们正在采取所有预防措施、并在处理大功率时保持安全。

    此致

    Rahul Aggrarwal

  • 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。

    Manikanta 您好!

    我参考了 slua836a 的第8节、我可以理解我的电源发生了以下问题:

    '检查 RVCC 电压、它应在 VCC 达到26V 时启动、并应保持在12V 恒定电压。 如果 RVCC 每1秒上升和下降一次、则表示存在故障情况。"

    我不确定它发生了什么故障以及如何纠正它。

    此致  

    Rahul Aggrarwal

  • 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。

    请查找随附的 zip 文件中的结果。

    e2e.ti.com/.../TestResults.zip

  • 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、Rahul、

    除了 VCC 和 RVCC 信号外、所有波形都不会被清除。 因为所有波形的时间刻度都很小。

    我们可以看到 RVCC 电压不会变为零伏、这意味着控制器不处于故障状态。 因此、我怀疑 BLK 引脚电压保持振荡并超过阈值电压。 您需要像下面那样增加整流器输出端的输入电容。 在线路电压下降期间、这些电容器将承载足够的能量。

    同时将 BLK 引脚电容从10pF 增加到100pF。  

    此致

    曼尼甘塔 P

  • 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。

    Manikanta 您好!

    感谢您的回答。 我想向您更新我的600瓦电源的当前状态。

    首先,正如我所建议的那样,我作了以下修改:

    1) 1) I 将 BLK 引脚电容从10pF 增加到100pf。

    2) 2)我使用单个1000uF、400V 电容器增加了整流器输出端的输入电容。

    3) 3)我在整流器输出端添加了两个串联的 TVS 二极管(200V)。

    4) 4)我将 MOSFET 6N80C 更改为12N80C。

    兹作出下列结论:

    1) 1) MOSFET 12N80C 在打开电源后爆炸、进一步损坏 IC UCC256404。 我将 MOSFET 改回6N80C、并观察到 UCC256404的 HO 和 LO 引脚处没有脉冲、这使我得出结论、IC UCC256404已在之前的测试中销毁。

    2) 2)在用新的 UCC256404器件替换后、我再次进行测试、看到 IC 打开了一段时间、并且在几个脉冲后完全停止开关、因为 RVCC 也变为零、所以我假设它已进入故障状态。 我附上以下结果。

    3) 3)我尝试了第3次测试、在输入电容处取下 TVS 二极管、结果与我的旧电路相同。 简而言之、我可以观察到 IC UCC256404每隔1秒重新启动、RVCC 波动但不会变为零。   

    e2e.ti.com/.../5125.Archive.zip

    黄色-VCC       蓝色 RVCC

    我附加了两个结果。 一种是不使用 TVS 二极管、另一种是使用 TVS、因为 TVS 的文件名可帮助您识别每个结果、

    在这两个结果中、BLK 引脚电容均为100pf。 在这两个结果中、整流器输出端的输入电容均为1000pF 400V。  

    此外、我想问是否需要任何用于快速开关的特定 MOSFET。 如果是、请告诉我器件型号。  

    让我了解其他任何建议、以使该电路正常工作。

    此致

    拉胡尔

  • 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、Rahul、

    您能否确保在捕获这些波形时使用正确的时间刻度。 当您输入的时间刻度非常小(您的采集中使用了100ns)时、 我不能说波形是瞬态波形还是稳态波形。  

    具体而言、我建议检查以下引脚的电压:  

    1.BLK 引脚电压-它应该介于0.9V 至1V 之间。 如果它不在该范围内、LLC 将不会切换。

    ISNS 引脚电压-应小于0.43V。 如果50ms 超过此值、系统将进入 FAULT 状态

    3.(HB-HS)电压(使用差分探针)-电压应大于8V。 否则 、系统进入故障状态

    RVCC 电压- 它应该大于8V。 否则 、系统进入故障状态

    您能否以正确的时间刻度捕获这些波形、以便我进行调试。 您不需要向我发送视频。 您可以以 png 或 jpeg 格式向我发送范围捕获。

    此致

    曼尼甘塔 P