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[参考译文] UCC2818:自由运行频率变化

Guru**** 2430620 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC2818, UCC3818, UC3854

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/998341/ucc2818-free-running-frequency-variation

器件型号:UCC2818
主题中讨论的其他器件: UCC3818UC3854

大家好、

我们将 UCC2818与应用手册"SLUA245 - 2000年7月"中提到的同步电路搭配使用。

如 应用手册"SLUA296A - 2003年10月- 2010年4月修订版"中所述、我们可以观察到对电流的负面影响(左图)。

如果没有同步(并且使用较小的 CT 来维持145kHz 开关频率)、这些效应就不再存在(正确的图像)。  

 

然而、在自由运行模式下、数据表中的频率容差非常高、为+/-20%。

哪些参数对这种变化影响最大?

假设 RT 和 CT 具有0%容差、即:

不同器件之间的差异?

-10年寿命内初始频率的漂移?

此致、

Michael

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    您好!

    我不熟悉 slua296a 中的同步电路。  我使用 了 slua245中提供的同步电路。   以下链接将带您查看应用 手册。  我会 尝试查看您的操作是否有所改进。  

    https://www.ti.com/lit/an/slua245/slua245.pdf

    同步频率不应在低频线路电流中产生交叉失真。  电流环路不应响应高频电流、而应以开关频率的十分之一交叉。

    我建议研究同步和不同步的振荡器频率、以确保其外观和行为也符合您的预期。  应用手册显示了振荡器波形应该是什么样的。  

    通常 、PFC 级  设置为以 比同步更慢的开关速度运行。  如果您的设计没有同步功能、则可以将其同步到更快的开关频率。  例如、120kHz 是一个很好的目标。   如果您尝试同步到类似频率或较低的频率、则将无法获得正确的同步。  这可能会导致电路错误行为和 EMI 问题。  应用手册 slua245对此进行了详细介绍。

    通常导致交叉失真的原因。

    1.电流放大器失调,在交叉时无法实现100%占空比。  

    2.电压环路和电流环路未正确评价。

    建议/选项:

    1.尝试替代同步方案 slua245

    2.仔细检查同步电路并确保设计与更快的开关频率同步。

    3.确保同步电路不会将偏移添加到电流放大器或接地。

    4.仔细检查电压环路和电流环路小信号稳定性。

    此致、

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    您好!

    感谢您的快速响应。  

    在 IC 的引脚上没有可测量的差异。  

    图片显示了同步波形和未同步波形(两个不同的模块)

    自由运行频率设置为116kHz、并同步至145kHz。 在同步过程中、栅极以145kHz 的频率驱动。

    对于自由运行的模块、我们还尝试了较小的 CT 以实现145kHz 的自由运行、但主电流没有失真。  

    1和2)它在自由运行模式下工作正常、因此电路应该正常吗?

    1) 1)已经有一个布局/制造了许多模块。 这是本主题的后续问题-> https://e2e.ti.com/support/power-management/f/power-management-forum/993438/ucc2818-synchronization-oscillator-circuit-documentation/3669392#3669392

    2) 2)对于这个特定模块、它是112kHz 自由运行和145kHz 同步。  

    3) 3)同步电路离 UCC 几厘米、直接连接到接地层。 没有电流、例如自举的再充电在 UCC 附近或穿过 UCC

    4) 4)由于它在频率低于和高于145kHz 的自由运行模式下工作、这也应该正常吗?

    与 slua296a 相比、slua245提到3个优势。

    1:同步不提供计时电容器且没有可用同步引脚的转换器。

    2.单位到单位的斜坡幅度一致,因此电压增益和电流补偿稳定。

    3.斜坡无失真,可实现最大占空比限制。

    2)是否意味着如果使用此同步电路、内部放大器的增益会失真?

    3)是否意味着占空比受到限制、与 f_free/f_sync 成比例?

    此致、

    Michael  

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    您好!

    您能否研究电流放大器输出、乘法器输出、CAOUT 和电流感测信号以实现同步和非同步?

    这可能会告诉您发生了什么以及交叉失真增加的原因。  您甚至可能还需要研究您的电感器电流。

    在较高频率下、电感器电流可能会持续不连续、这可能会导致交叉失真。  同步本身不应产生更多的交叉失真。  

    正确的做法是、不能使用 slua245的同步电路获得相同的最大占空比。  CT 放电时间是死区时间。  并可能导致交叉失真。  您曾提到过、将频率设置为145kHz、并且没有失真。  它可能会导致交叉失真。  值得 尝试一下提供的电路 slua296a。

     

    您有另一个选项。 振荡器时序通过 Rt 和 Ct 进行设置  您可以使用较大的 Rt 和较小的 CT 来获得相同的频率。  这将减少死区时间、也可能消除交叉失真。

    此致、

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    您好!

    占空比限制为从92%未同步到85%同步。 因此、PFC 无法升压电压<60V、电流控制器已饱和。  

    然而、将 CT 从470pF 降至100pF 只带来了微小的改进。 在我看来、放电时间受控制器本身的限制。 此外、100pF 的 CT 会导致自举电容器>24pF。 以测试一定的容差30pF。 它在85VAC-230VAC 时工作正常。 高于230VAC (高达265VAC) 时、电源电流再次失真。 (以145kHz 的频率自由运行时看起来不错)。

    使用更大的自举电容器会再次导致更长的放电时间、从而导致更多的交叉失真。

    130V 电源、230V 电源、265V 电源

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    您好!

    到 CT 的放电电流是固定的、在放电期间、栅极驱动器关闭。  因此、正确的做法是限制占空比。  即使输入电流中存在平点、此设计仍应满足 EN61000-3-2谐波要求和大多数机构要求。

    我不确定如何调整 CT 和 RT 来产生更大的自举电容器。  调整 RT 和 CT 应该是减少死区时间的可行选择。  

    还有一个选项、您可以使用具有后缘调制功能的 UCC2854B、并将下流转换器与 UCC2854B 的栅极驱动器同步。  该技术将不会对 UCC2854B 的最大占空比产生影响。  

    此致、  

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    您好!

    平点不会是问题、但265VAC 电源的谐振行为是。  

    自举上的电荷必须足以为 CT 充电、使其高于其阈值电压。 否则同步将如下所示:

    在我们的项目的这个阶段、改变远程信息处理甚至控制器并不是一个真正的选择。  

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    您好!

    这是一种奇怪的行为。  我认为改变 RT 和 CT 比率不会这样做。  RT 设置充电电流。

    我不知道应用手册中介绍的任何其他同步 UCC3818的方法。  它确实会限制占空比、并会导致交叉处出现一些平点。

    关于主电源上的谐振行为、我可以在平点之后看到尖峰。  您要讨论的是这个问题吗?  如果是、请尝试调整 EMI 输入滤波器以消除它。

    此致、

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    您好!

    平点之后的尖峰由电流控制器引起、该电流控制器在交叉处饱和。  

    在较高的交流输入电压下、穿越频率周围的失真会变得更大、直到达到265VAC 时、信号完全失真。 在145kHz 时不同步、不能观察到任何问题。 这些失真仅在同步控制器时出现。  

    自由运行模式下的频率变化有多大?

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    您好!

    在高压线路中 CS 信号较小、这会导致交叉失真。  这可以通过增大 CS 信号来减少。

    由 SYNC 电路导致的占空比减小也会导致交叉处的平点增加。  请注意、这仍应满足 EN61000-3-2谐波电流要求。

    我查看了数据表、频率变化指定为+/- 20%。

    此致、

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    如何增加 CS 信号? 这是否意味着 我们必须根据线路电压相应地更改自举电容器的芯片正确同步?

    这些+-20%的变化是否会随不同器件或线路、温度等的变化而变化?

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    您好!

    增大电流感 应电阻器的电阻将增大电流感应信号。

    数据表指定了保证器件参数 的 teampature 范围。

    自举电容器与同步芯片有何关系?  这通常是 VDD 或 VCC 电容器、大小与电荷控制律 I = C*dv/dt 一致

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    您好!

    如果没有 "SLUA245 - 2000年7月"中的同步电路、则不会有大的交叉失真。 在同步过程中、芯片的行为会发生显著变化、不符合要求(请参阅我在5月7日上午10:06am 发布的文章)。  

    非同步将 是过孔、但由于频率容差为+-20%、几乎不可能实现正确的滤波器设计和 EMC 校正。  

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    您好!

    交叉失真是由同步电路引起的限制占空比引起的、您已经验证了这一点。  当转换器不同步时、对占空比没有较低的穿越频率失真限制。  栅极驱动器的死区时间发生在 CT 放电期间。  要尝试降低此值、建议降低 CT。  但是、这不能为您提供以前的性能。  

    即使  在平点增加的情况下、此同步技术也能满足 EN61000-3/-2谐波要求。  同步技术是在2000年开发的。  我不知道这个同步电路限制了占空比、但这是有道理的。

    您可以通过将振荡器设置为更快的频率来消除失真。  可将自由运行频率调整为145kHz。  您能否尝试使用相同的 CT 并调整 RT 以降低频率、 以查看是否降低了交叉失真。

    如果在同步过程中减小 CT 值不能提供所需的行为、则另一种选择是选择像 UC3854这样的 PFC 控制器、该控制器使用后缘调制并从 其同步下流转换器。  这样、同步不会影响 PFC 控制器的最大占空比。  

    我查看了使用锁相环同步 PFC 的 SLUA296A。  它调节振荡器充电电流、振荡器斜坡看起来不受同步影响。  您可能还想让此同步电路尝试一下、看看您是否可以获得更好的性能。

    此致、  

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    您好!

    交越处的平点不是我的问题、而是整个电流的振荡。 这已经具有减小的 CT。 它仅在同步时发生。 在120kHz 和145kHz 自由运行时、没有振荡。

    芯片/同步电路是固定的、遗憾的是无法更改。  

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    您好!

    以下是您报告并发出的波形。  这是否改变了?  这是您验证的同步电路的占空比受限造成的。

    此致、

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    4天前我的帖子从5月7日上午10:06发生了变化

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    您好!

    您能告诉我有关波形的 THD 和 PF 是什么?

    我确实查看了您在下面的最后一个波形、可以看到它上出现高频振铃。  我不认为这是由同步电路造成的。

    这是有问题的波形吗?

    此致、

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    即使 THD 和磁粉芯满足要求、该波形也存在需要解决的问题。

    在145kHz 时未同步:在交叉处几乎没有失真的正确正弦波

     在120kHz 时未同步高达145kHz:上面的波形具有大量振铃。  

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    您好!

    您需要弄清楚低频振铃的原因。  这样做之后、您就可以将其删除。

    首先、我将查看乘法器输出、电流放大器输出、电压放大器输出 、以确保其上没有高频噪声、看起来也是您所期望的。  如果它没有尝试清理它。  如果不是、这是另一种情况。

    如果乘法器、电压放大器和电流放大器看起来正常  我将研究开关节点、电感器电流和电流感应信号、以确保它们的行为符合预期。  这可能有助于您确定该噪声来自的原因。

    我最后想了一个。  当您将 CT 设置为145kHz 且未同步时 、您是否存在该高频环状干扰?

    >如果不是,SYNC 信号可能会将噪声注入接地或系统,从而产生干扰。  我确实认为、如果情况如此、这将在线路周期中无处不在。

    >您目前拥有的振铃看起来是正弦波形,而不是临界阻尼。  如果可能、则电流环路或电压环路没有足够的相位裕度。

    此致、