[参考译文] UCC28950：mofet 栅极上的 Ucc28950栅极信号噪声

Harini Krishna、您好！

我正在联系 UCC28950应用工程师为您提供支持、您将尽快收到反馈。

您好，

由于我们怀疑栅极驱动变压器、因此我们进行了更多的测试。  

我们探测 tgate1的引脚3和4处的信号(上一帖子中的图)

(除法：Y 轴：5V/div，x 轴：1us/div)

我们将栅极电阻 R16、R17、R18、r19从3.01欧姆更改为2.34k 欧姆、并观察到 MOSFET 驱动器没有变得异常热(如上一篇文章中所述)。  

但是、我们在(来自原理图的栅极 A+、栅极 A-)、(栅极 B+、栅极 B-)()处测量了栅极信号、并发现了这一点  

栅极 A+、栅极 A-测量以下参数

(除法：Y 轴：5V/div，x 轴：1us/div)

栅极 B+、栅极 B-测量以下值

(除法：Y 轴：5V/div，x 轴：1us/div)

我们看到信号不是互补的。  

是否需要范围内的波形？ 两个波形不相同且不互补的原因可能是什么？

是否可以将3.01 OGM 的栅极电阻更改为2.67k Ω？ 建议的范围是多少？

谢谢你

此致

Harini Krishna  

尊敬的 Mike：

感谢您提供的资源。  

在测试电路板时、我们观察到栅极 A 和栅极 B 显示的 PWM 类型相同(它们应该是互补的)。  

我们为 PSFB 提供直流电源(连接到整流器的 Variac)输入、并提供12V 直流电源作为偏置电源(控制器)。 当我们缓慢地将输入电压从0升至230V AC 时、我们观察到、在40V AC 时、保险丝变热、变红。 并发现控制器为 A 和 B (在同一桥臂内)提供相同的信号(不是互补的)、同一信号在电路板上造成短路。  

所有测试均在空载条件下完成。  

对于同一电路、我们在 Tina TI 上对设计进行了仿真、以进行验证、然后再进入原型设计阶段。  

UCC28950 IC 出现此类行为的可能原因是什么？

您是否会建议从何处开始调试此问题？

X 轴：5V/div；Y 轴：0.1us/Div

谢谢

此致

Harini Krishna  

您好！

您能否加倍以查看您的其中一个通道是否反相？

如果 A 相和 B 相以及 C 相和 D 相、则器件无法转换功率。

这些信号是否来自损坏的设计？

您可能需要保留其中一个 EVM、并将其与您的设计进行比较、以查看有何不同。

此致、

尊敬的 Mike：  

感谢你的答复

我们仔细检查了信号。 测量的信号在控制器上、而不是在驱动器之后(在测量期间、示波器上的通道也未在示波器上反转)。 我们使用的是 ucc27324、对于我们的 MOSFET 驱动器、从数据表中可以看出、这些是同相通道。  

测量的信号来自新设计。 不是旧损坏的。

我们在哪里可以怀疑控制器的问题所在？

谢谢

此致

Harini Krishna

您好 Mike

希望你们做得好。  

请回复上一个帖子吗？

谢谢你

此致

Harini Krishna

您好 Hirani、

这些器件经过100%测试、A 相和 B 相以及 C 相和 D 相在180度异相运行。

您能否再次检查以确保所用频率处于建议范围内、以确保不会引起问题。

此致、

您好、

该器件的编程频率为200kHz。

谢谢你

此致

Harini Krishna  

尊敬的 Mike：  

尊敬的 Mike：  

尊敬的 Mike：  

您好！

因此、频率在200kHz 的建议范围内。

您能否发布与您的设计相匹配的原理图和布局？  与您正在证明的子板相比、这篇文章中的内容似乎是不同的布局。

此致、

尊敬的 Mike：

我们测量了控制器上的栅极信号、并测量了以下结果  

这是控制器板的输出。 我们能够读取 预期结果。 通道1为 OUT A、通道2为 OUT B、通道3为 OUT C、通道4为 OUT D。 这些信号相对于控制器接地进行测量。  

下图是控制器板(Channe 2)上的 OUTA 和 MOSFET A 栅极信号(通道1)的测量结果。

MOSFET 处的栅极信号相对于 源极进行测量(MOSFET 栅极处有+ve 探测、MOSFET 源极处有-ve 探测)

我们观察 到、信号在 MOSFET 的栅极处反相。  

下图是控制器板(Channe 2)上的 OUTB 和 MOSFET B 栅极信号(通道1)的测量值。

下图是控制器板(Channe 2)上的 outc 和 MOSFET C GATE 信号(通道1)的测量值。

下图是控制器板(Channe 2)上的 outD 和 MOSFET D 栅极信号(通道1)的测量值。

我们观察到的是信号 A 和 C 在 MOSFET 的栅极上测量时反相。  

我们所拥有的只是一个栅极驱动变压器和一个 ucc27324驱动器 IC。 我们还观察到、一旦控制器打开、消耗的电流为0.5A、然后在20至30秒后降至0.34A。 电阻器电压。 驱动器 IC 变得太热。  

我们将在 MOSFET 的栅极上测量以下参数

通道1是 栅极 A、通道2是栅极 B、通道3是栅极 C、通道4是栅极 D

我们还观察到、栅极信号 在几分钟后测量以下内容

我们在 delab 和 delcd 上有一个13k Ω 电阻器。 引脚。 它将延迟时间设置为70ns。 但是、我们测量的是240ns  

我们在计算延迟时间时是否有任何错误？ (通道1：OUT A；通道2：OUTB)

这是由于栅极 A 和 C 的反相信号、我们看到 PSFB 转换器的输入侧发生短路。  

您能帮我们解决这个问题吗？

谢谢你  

此致

Harini Krishna  

尊敬的 Mike：

感谢你的答复。  

我要附上控制器板的原理图和 PCB 布局。  

谢谢你  

此致

Harini Krishna  

您好、Krishna、

我查看了原理图、没有发现任何问题。  您的图片是探测子卡引脚5和6。  这些看起来是正确的。

您能否使用与原理图相匹配的欧姆表仔细检查电路板？

如果在检查电路板后没有错误、则 IC 可能有问题。  是否可以尝试 另一个 UCC28950来查看它是否也执行同样的操作？

此致、

Mike

尊敬的 Mike：

感谢您的建议。  

我们能够在空载条件下测试电路板。

我们的设计最初采用170 -240V 交流电作为输入电压、预期输出为70V。 (即使在10V 交流输入时，输出读数也为4V。)  

我们观察到、即使输入端的交流电压低于170 V、输出也会显示读数。

我们如何才能使其仅适用于指定范围(在本例中为170 -240V 交流电)？

IC 上是否有任何功能可用于仅在输入电压为170- 240V AC 时打开控制器？

谢谢你

此致

Harini Krishna  

尊敬的 Mike：

感谢你的答复。  

我们能够解决相位问题。 我们发现电路板上存在设计问题。

问题解决后、我们能够在空载条件下测试电路板。

1) 1) 我们的设计最初采用170 -240V 交流电作为输入电压、预期输出为70V。 (即使在10V 交流输入下、输出读数也为4V)  

我们观察到、即使输入端的交流电压低于170 V、输出也会显示读数。

我们如何才能使其仅适用于指定范围(在本例中为170 -240V 交流电)？

2) 2)我们将输出纹波测量为1.4V (在空载条件下)。 我们如何最大限度地减小输出纹波？ EV 2W 充电器的输出纹波可接受的范围是多少？

谢谢你

此致

Harini Krishna  

尊敬的 Mike：

希望你们做得好。

我们将一个25欧姆电阻器连接为负载(2.78A 负载)。

在测量纹波电压时、  

我们在整流器二极管上看到了火花。 电压。  

输入端有保险丝、但二极管整流器和同一桥臂(  C 和 D)的两个 MOSFET 仍然损坏。

 即使在保险丝之前、只有一个桥臂和一个二极管发生爆炸、这一点有点奇怪。

请帮我们解决这个问题。

尊敬的 Mike：

感谢你的答复。  

我们能够解决相位问题。 我们发现电路板上存在设计问题。

问题解决后、我们能够在空载条件下测试电路板。

1) 1) 我们的设计最初采用170 -240V 交流电作为输入电压、预期输出为70V。 (即使在10V 交流输入下、输出读数也为4V)  

我们观察到、即使输入端的交流电压低于170V (空载条件下)、输出也会显示读数

我们如何才能使其仅适用于指定范围(在本例中为170 -240V 交流电)？

2) 2)我们将输出纹波测量为1.4V (在空载条件下)。 我们如何最大限度地减小输出纹波？ EV 2W 充电器的输出纹波可接受的范围是多少？

3)我们将一个25欧姆电阻器连接为负载(2.78A 负载)。 在测量纹波电压时、我们在次级侧的整流器二极管处看到了火花。  输入端有保险丝、但二极管整流器和同一桥臂( C 和 D)的两个 MOSFET 仍然损坏。  即使在保险丝之前、只有一个桥臂和一个二极管发生爆炸、这一点有点奇怪。 MOSFET 损坏同一桥臂的原因可能是什么？

谢谢你

此致

Harini Krishna

您好！

1。  

 像所有正向转换器一样、相移全桥受变压器匝数比的限制。  VOUT 最大值= Vin*NS/NP。  因此、我不希望该设计在10V 交流电压下进行调节。  我不希望它在 10V 交流电压下进行调节。

功率为700W 时、该转换器的前端应具有 PFC 前置稳压器。  因此、PSFB 转换器通常还设计用于小于2：1的输入范围。  您的输入范围满足此要求。

在解决此设计难题时、我建议使用直流电源为 PSFB 转换器的输入供电。  您可以限制流向 PSFB 的电流、直到您对所有内容进行了调试。

首次为电源加电时、您应该以最小负载测试设计开环。  为此、您可以在电压跟随器中设置电压放大器、并评估 CS、FET 栅极驱动信号和开关节点、以确保一切符合您的预测。

2.  

当您的设计中出现火花  时、这是因为半导体会看到过多的磁性元件、过大的电流或过大的电压。  您的半导体器件的额定功率可能不正确。

WEBENCH 设计工具可帮助您为设计选择符合设计额定电压和电流额定值的电源组件。

https://www.ti.com/product/UCC28950?keyMatch=UCC28950&tisearch=Search-EN-everything&usecase=GPN#design-development

3.

您 可以订购 UCC28950 600 W 评估模块 UCC27714EVM-551评估模块。 您可以在以下链接中找到它。  您可以研究变压器、半导体电流和开关节点行为、以便更好地了解这些波形应该是什么样的。   https://www.ti.com/lit/pdf/sluub02

您甚至可以修改此设计以满足您的电流规格。  请注意、您的输出电压较高、因此必须调整输出电容器和半导体的大小。  变压器必须设计为具有较低的功率级别。

此致、

Mike

您好！

当输出为70V/700W 时、这似乎适用于离线电池充电器。  它确实找到了 eBike 电池充电器的离线设计、在 PFC 前端中使用 UCC28180、在具有71.4V 输出的500W 降压转换器中使用 UCC256404 LLC。   https://www.ti.com/tool/PMP40766

这是您可以为应用考虑的另一种设计。  您只需重新设计变压器并为设计选择新的半导体即可。  您甚至可以将布局用作起点。

此致、

尊敬的 Mike：

感谢您的参与。  

我们将在负载条件下测试原型。  

我们看到、在2.73A 负载下(我们的转换器专为70V、700W VMC 设计)、MOSFET C 和 D 或 C 烧坏。

我们没有看到 MOSFET 上出现任何异常温度升高。

MOSFET 的额定电流为12A。

我们在控制器和栅极观察到 MOSFET C 的信号(下面附加了波形)

通道1：在 MOSFET 上测量 OUT C

通道2：在控制器上测得的 OUT C。  

(它们的波形是在未连接转换器的输入时测得的)

这些是预期的波形吗？

谢谢你

此致  

Harini Krishna  

您好！

您是否查看了 FET 中的电流及其两端的电压、以查看是否看到过大的电流和/或电压？

还要确保 SR FET 的延迟时间设置正确。  当 FET E 和 F 导通时、您不希望在变压器上传输能量。

您应该能够研究 CS、H 桥开关节点以及 FET E 和 F、以确保您的时序正确。  

首先、我将在没有 SR 的情况下评估设计、并根据变压器一次侧的电压评估 E 和 F 输出。  然后、您可以调整 E 和 F 导通延迟、以便 FET 在适当的时间导通。  

设置计时后、我将使负载变慢并研究讨论的节点。  如果您看到变压器饱和、则可能需要重新设计变压器。   但是、您可能只需要调整电流感应变压器以保护 FET；以及设置适当的 E 和 F FET 时序。

此致、

尊敬的 Mike：

尊敬的 Mike：

尊敬的 Mike：

感谢您的建议。

次级侧有二极管、而不是 SR FET。

当负载运行2.87A 的负载(约为满载的30%)时、我们会看到许多组件损坏。

直流/直流电路板上有一个5A 保险丝。 在两个测试运行中、

我们发现初级侧的元件损坏、导致短路、从而导致保险丝熔断。

在第一种情况下、它是初级侧的 FET C

在第2个运行案例中、它是续流二极管(图中的 D2)。

我们为初级 MOSFET 选择的额定值为600V、12A、续流二极管为500V、10A。

由于保险丝在组件损坏后熔断、我们已排除高电流可能已损坏组件。

我们怀疑初级侧的组件会出现巨大的电压尖峰、这可能会导致故障。

在空载条件下、我们没有看到这种行为。  我们能够在无负载条件下测量输出端的稳定预期电压。

我们还对是否发生 ZVS 持怀疑态度。 我们如何确保在零电压下进行开关？

我们如何在示波器上测量电压尖峰？

此外、我们如何单独测试变压器(高频变压器测试方法)、从而让我们清楚地了解问题的原因？

谢谢你

此致

Harini Krishna

尊敬的 Mike：

有时、在发布查询时、ENTER 只多次发布"hi Mike"。  

尊敬的 Mike：

您能否建议我们如何处理此问题？

您好 Harini、

您需要评估 FET 中的电流及其两端的电压、以了解 FET 为何会看到损坏。

您应该能够 使用示波器和示波器探针测量 FET 两端的电压。

您应该能够使用阻抗分析器测试变压器的磁化电感、以仔细检查匝数比。

您可能还需要研究 CS 信号、以确保变压器不会饱和。  如果变压器饱和、CS 信号将呈曲线、而不是线性。

此致、

尊敬的 Mike：

感谢您的建议。  

为了读取波形并逐相纠正问题、 我们移除了变压器并测试了电路板 (对于 MOSFET 上的栅极信号)

我们看到同一桥臂 MOSFET 损坏(MOSFET C 和 MOSFET D)

我们测量了50V 直流输入、100V 直流 输入和150V 直流输入的日期波形

在50V 直流输入下、我们看到栅极上的以下波形(在 MOSFET A 源极和栅极上测量的栅极信号)

 X：1us/div、Y：2V/div 控制器电压设置为7.5V

在100V 直流输入下、我们看到栅极上的以下波形(在 MOSFET A 源极和栅极上测量的栅极信号)

 X：1us/div、Y：2V/div 控制器电压设置为7.5V

在100V 直流输入下、我们看到栅极上的以下波形(在 MOSFET A 源极和栅极上测量的栅极信号)

 X：1us/div、Y：2V/div 控制器电压设置为7.5V

当我们将电压增加到200V DC 并打开控制器时 、发现 MOSFET 受到损坏(MOSFET C 和 MOSFET D)

MOSFET 是如何烧断的、这有点奇怪。

这样做的原因可能是什么？

尊敬的 Mike：  

感谢你的答复。  

我们测量的是输入交流电压为70V (整流直流100V)(电路板上的变压器)时的栅极驱动波形

我们在 FET 的栅极上观察到很多失真。 我们以13V (来自直流电源)驱动栅极

(我们测量了 FET A 栅极电压)

在80V AC (113V DC)下、我们观察到以下波形  

二极管 D1和 D2损坏。  

如何减少 FET 栅极上的失真以获得干净的栅极驱动信号？

也是如此

我们如何测量 FET 两端的电压？ 使用示波器直接探测 FET 漏极和源极？ 或者、我们应该使用示波器测量变压器初级侧上的电压(使用示波器 探测并观察 FET 上的电压波形是否安全？)

输出标称输入电压为325V DC

谢谢你  

此致

Harini Krishna  

尊敬的 Mike：  

二极管 D1和 D2未损坏、但二极管 D1和 MOSFET A 损坏。  

我们如何进行测量、从而确认电压是否在范围内。  

可以进行哪些测量来找出此问题的根源？

谢谢你  

此致

Harini Krishna  

尊敬的 Mike：

感谢您的建议。  

我对 EVM 几乎没有什么疑问  

1. EVM 是一种 CCM 设计。 我们可以将 其更改为 EVM 上的 VCM 吗？
2. 根据我们的规格重新设计 EVM 时、EVM 的主要变化是什么？
   1. 我发现需要重新完成变压器设计、组件额定值和控制器板设计
3. 我们是否可以使用同一 EVM 板通过子板上的更改将其重新设计为700W、70V (即根据我们的设计更换子板)

谢谢你  

此致

Harini Krishna