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[参考译文] SM72295:Hob 开启问题与 SM72295

Guru**** 664280 points
Other Parts Discussed in Thread: SM72295
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/996030/sm72295-hob-turn-on-issues-with-sm72295

器件型号:SM72295

您好!

我在我的充电控制器设计中使用 SM72295、并且在使 HOB 线路按我的需要打开时遇到问题。

使用信号 output_FET_drive、我尝试打开/关闭 HOB 并获得2个输出 MOSFET (Q5和 Q6)来打开。 我想在超过特定充电电流时将其打开、并在低于该电流时将其打开。 目前、通过驱动 PWM_HIA 和 PWM_LIA 信号、我可以成功地在高达20A 的电流下充电。 但是、切换 OUTPUT FET_DRIVE 对 HOB 信号不起任何作用、因此 Q5和 Q6会持续关闭、从而导致降压转换期间的损耗。 无论 output_FET_drive 做什么、HOB 都与 HSB 保持相同的电位。

有什么想法吗?  

下面是原理图的图像、下面是标记了器件在~315W 条件下以40Vmp 面板运行时器件信号的各种图像

黄色 (CH1)= BRIDGE_FET_G1 /绿色(Ch2)= HSA

黄色 (CH1)= BRIDGE_FET_G3 /绿色(Ch2)= HSA

黄色 (CH1)= HSB/ 绿色(Ch2)= 电池输出(请注意、BRIDGE_FET_G2与 HSB 的电压完全相同、并且不会因将 OUTPUT FET_DRIVE 驱动至3V 而发生变化)

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    您好!

    感谢您的联系。

    我们正在查看您的申请详细信息、我们会及时回复您。

    此致、

    -Mamadou

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    您好!  

    我假定问题描述中仅与 HIB 和 HOB 一致、请确认。

    为了准确诊断可能的根本原因、我有一些问题需要了解。

    您似乎在使用 IC 来驱动高侧和低侧栅极上的并联 FET、并且无论 HIB 信号电平如何、HOB 都保持在高电平、您还能确认吗?

    在最初工作后的稳定状态期间是否会出现此问题? 还是在启动时始终如一?

    同时、根据您的原理图、我建议在 VDD >=4.7uF 上添加第三个去耦电容、因为栅极电荷较高、驱动器将需要来自 VDD 电容的足够充电电流来补充 HB_HS 电容器。

     谢谢。

    -Mamadou

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    您好!

    感谢您的回答。

    您的假设是正确的。 我只遇到过 HIB/HOB 问题。

    除了 HOB 一直处于低电平之外、您的理解是正确的。 每当我在 MOSFET (Q5和 Q6)的栅极对 HOB 栅极进行采样时、信号都与 HSB 相同。 因此、这些 MOSFET 绝不会导通、电流仅通过体二极管。 我试图通过展示 HSB 在任何充电过程中始终比电池高0.7V-1.0V 来证明这一点。 这种行为会导致过多的功率损耗、这种损耗表现为热损耗和低效。

    我只是在稳态工作后才尝试打开 HOB。 我的目标是在超过10A 的充电电流下打开 HOB、并在此条件下将其关闭、但目前我无法在任何电流值下将其打开。

    我无法在出现的任何情况下打开 HOB。 我有一个用于校准器件的单独运行模式。 在此模式下 、我在太阳能输入上施加25V 电压、在输出上施加一个电阻负载。 然后、我尝试通过将两个信号驱动为高电平来打开 HoA 和 HOB。 HOA 成功打开(>6V Vgs)、但 HOB 不打开(Vgs <0.3V)。 我用大约25V 和5A 以及大约2A 的电流完成了此测试、结果相同。 重申一下、在此模式下、LIA 完全关闭。  

    我将尝试增大 VDD 上的电容、看看这是否有助于功能。  

    我有几个问题。

    这是否也是因为器件上的10V 降压转换器没有提供足够的电流?  

    2.如果这与电流源相关、器件是否不能在对 VDD 要求较低的较低充电电流下正常运行? 如果 Hoa 正在消耗如此大的电流、为什么在 Hoa 正在运行但无法在 Hoa 处于活动状态且 LOA 处于关闭状态时、我可以在需要时驱动 LOA?  

    为确保该电容器充分充电、HBB 和 HSB (在原理图中的电容器 C46两端)上的波形应该是什么样的?

    谢谢、

    奥斯汀

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    还有一件事。 您提到 VDD 电容。 这是我拥有的3.3V 电源轨。 根据 SM72295数据表第6页的方框图、VCC 看起来是为 HBB 充电。 您能否确认您打算为 VDD 而不是 VCC 添加更多电容?  

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    您好、奥斯汀、  

    为了方便调试、使用新单元、让我们断开总线电压(如果您已经尝试过、请告诉我) Vin_conv 和 Vout_Conv、只需使用相同的 PWM 信号驱动输入侧以确认 HOB 是否变为高电平。 在这种情况下、IC 只是驱动栅 极25V DISABLE。 这样、我就可以了解问题是与功率级相关、还是来自驱动器 IC 本身。  

    如果在这些条件下仍然没有 HOB 输出、让我们移除栅极组件、使独立 IC 与栅极断开、以检查输出是否变为高电平。 如果我理解正确、这将为您的第一个问题提供答案。

    实际上、这个问题提醒了检查去耦电容器相对于 VCCA 和 VCCB 的位置、因为它们共用同一个电源和原理图上的电容器。 理想情况下、您希望每个去耦引脚都具有自己的局部去耦电容器、以便有效地为栅极提供/灌入电流。

    每个 VCCA 和 VCCB 都应具有自己 的电容0.1uF 和>=4.7uF 、以便 VCCx 电容>=10个 Hb_HS 电容。

    C46应>=6.6V (HB-HS 阈值、以确保 HOB 饱和至栅极驱动电压。  请查看随附的应用手册、其中介绍了 C46的充电和尺寸。

    更新上述电容器后、请告知我们是否没有任何改进。

    www.ti.com/.../slua887.pdf

    此致、

    -Mamadou

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    马马马杜

    感谢您在这方面的帮助。  

    我执行了您建议的测试。 我移除了电流感应电阻器、从而移除了 VIN_CONV 和 VOUT_CONV 的电压。

    在这种情况下、当我驱动 HIB 时、我能够观察到栅极驱动器正常工作、如下面的示波器捕获所示。 绿色= HIB、黄色= HOB。 在下降沿期间、您能否稍微说明 HOB 信号中的第二个峰值是多少? 我有时也在 LOA 信号上看到过这种情况。

    我还在具有正常配置(VIN_CONV 和 VOUT_CONV 已连接)的电路板上运行了进一步的测试。  

    我在引脚21和23之间向 VCC 添加了4.7uF 的电容。 然后、我尝试像以前一样打开 HOB。 我观察到同样的结果(即栅极驱动器无法驱动 HOB)。 当我测量 HBB-HSB 的电压时、我观察到 HBB 实际上低于 HSB 0.4V。 我观察到15V 时的 HSB 和14.6V 时的 HBB。

    我对这一点的理解是、我的10V 电源(VCC)很可能无法提供足够的电流来同时将栅极驱动器的两侧驱动为高电平。 或者自举电容需要大幅增加。 但是、根据您发送给我的应用手册、我有足够的自举电容来使器件正常工作。  

    我将尝试移除10V 降压转换器、而是注入10V 电源、看看这是否有所改进。

    奥斯汀

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    马马马杜

    我从电路中移除了10V 电源、并使用电源驱动该电路。 我得到了相同的结果。 当 Hoa 正在运行并且 HIB 被驱动时、HBB 和 HSB 上的电压下降至负值。 (HBB = 14.2V、HSB = 14.7V)。 在不尝试驱动 HIB 的情况下、电压为 HBB = 15.8V、HSB = 14.7V。

    这是在 VCC 线路上 SM72295附近具有4.7uF 额外电容的同一电路板上完成的。

    谢谢、

    奥斯汀

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    您好、奥斯汀、

    感谢您提供更多信息。

    HBB 应始终具有更高的 HOB 电势、且高于 HBR 阈值6V、以使高侧通道处于活动状态。

    我假设使用新 IC 进行最新的测量、我希望确保在我们调试时驱动程序尚未损坏。 我们建议至少10倍、但实际上、您可以将电容器的大小设置为远高于电容器的大小、以获得足够的裕度。 我们还需要确保 VCC 电源能够为 HBB 和 HBA 电容器充分充电、使其高于 UVLO 阈值、从而使 HoA 和 HOB 输出能够驱动栅极。

    HIB 转换为低电平状态后、会出现嗡嗡声、而这似乎只在下降沿发生。 由于它是~Ω 米勒区域、因此不清楚这是否来自晶体管。 下降沿上的几欧姆电阻 可能有助于平缓这一问题。 我们可以通过移除反并联二极管并为导通和关断建立单个路径来检查这一点。

    最新的结果表明、HBB 未充电至 UVLO 阈值。 在这些测量期间、VCC 线路上的电压是多少? 我怀疑 VCC 为10V、否则、由于 VCCA 和 VCCB 都短路、Hoa 也会卡在 GND 上。

    您能否确认 VCCA 和 VCCB 的本地电容器直接位于引脚上? 换言之、这两个器件共用 C36、C38和 C40、而在栅极电荷 FET 和 Hb_HS 电容较高的情况下、每一个器件通常应在靠近电源引脚的位置具有自己的>=4.7uF 本地去耦电容器。

    此致、

    -Mamadou

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    马马马杜

    是的、这些最新测量是在新 IC 上完成的。

    我想我对正在发生的事情有了新的了解。  首先、我将详细介绍如何理解 HoA/LOA 驱动器是否正常运行。

    当 LOA 被打开时、Hoa 被关闭。 这允许 将 HSA 拉至接地。 当 HSA 接地时、HBA 和 HSA 上的电容器通过二极管从 VCCA 充电至~10V。 当栅极开关(HOA 打开、LOA 关闭)时、10V 电势将保持在电容器上、并允许 HoA 驱动器驱动 HoA、使 HBA 上具有电势。

    我认为 HOB 不工作的原因是、HSB 永远不会接地。 为了实现正确运行、我需要在 LOB 上使用低侧 MOSFET、该 MOSFET 会将 HSB 驱动到接地端、正如通过 HAA/LOA 组合所做的那样、以便可以使用 VCCB 对 HBB-HSB 两端的电容器进行充电。 现在、HSB 始终保持在电池电压+体二极管~14.6V、因此 HBB 永远不会充电。  

    我对此的理解是否正确? 如果是、我认为我的两个选项是添加 LOB MOSFET 或为 HOB MOSFET 获取不同的高侧栅极驱动器。

    谢谢、

    奥斯汀

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    尊敬的奥斯汀:

    很抱歉、我没有提醒您、为了确保 HB-HS 电容器得到补充、HS 应该向下摆动至接近0V。

    我们的驱动器使用自举技术、在低侧导通和关断期间会对 FET 进行充电/放电。 低侧导通周期允许 HS 切换至0V、从而为自举充电电流提供路径。 为了完全补充、低侧导通时间应考虑由阻抗(在应用手册图1中突出显示的路径上)和 HB_HS 电容器创建的时间常数。

    如果您的应用不需要低侧打开、您可以在 HB_HS 上提供浮动电源、如 链接所示

    此致、

    Mamadou