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[参考译文] UCC27211：当输入电压变化时，是否会影响驱动器(UCC27211)？

admin
Guru**** 2769565 points

Other Parts Discussed in Thread: UCC27211, UCC27282

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/962499/ucc27211-when-the-input-voltage-changes-will-be-the-driver-ucc27211-affected

器件型号：UCC27211
主题中讨论的其他器件： UCC27282

在实验过程中、发现 IC 的异常波形。

测试条件为11V 至14V 输入、而驱动器 IC 的 Vcc 由输入提供。

测量电路波形，分别测量 C1：输入电压，C2：DSP 输出，C3： 隔离式 IC，C4：MOS Vgs (驱动器后)  

   

波形如下：

(C1：Vin、C2：DSP PWM、C3：隔离器 IC 到 Diver、C4：Diver 到 MOS)

结果如下：

1.当 Vgs 异常高时、DSP PWM 几乎为0V、通过 隔离 IC 的信号略有上升、因此不应成为 DSP 程序的问题。

2.从上一个 PWM 周期可以看出、时序是 DSP 到隔离式 IC 再到 Vgs。 通过 IC 具有一点延迟时间是合理的。

不过、异常波形的 Vgs 比隔离式 IC 信号发生的时间略早、因此我们认为该问题可能是由驱动器 IC 的异常引起的。

问题：

当输入电压变化(11V 至14V)时、驱动器(UCC27211)是否会受到影响？ 或其他可能的波形异常原因。

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    TI__Guru**** 2769565 points
    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。

    Jim、您好！

    感谢您的联系。

    只要驱动器的引脚处于建议的工作条件内、驱动器就不会出现行为错误和/或受到 VDD (11至14V)变化的影响。 您能否确认 C1是直接在驱动器的 VDD 引脚上进行测量？ 如果是、您可能需要使用足够的电容值来稳定电源：2个并联电容(=0.1uF 且>=1uF)。

    我假设问题仅与高侧通道相关、而不与低侧相关、请确认吗？

    我已经查看了原理图、您能否确认您的引导电容器值、以确保它们的大小适合驱动4个并联 FET。 在驱动并联 FET 时、我们通常建议为每个栅极分配一个电阻器、以抑制由于非对称/不均匀 PCB 布线而导致的栅极潜在振铃。

    对于波形、C1信号似乎会触发 VDD 电源上的振铃。 如果问题与高侧通道有关、除了 VDD 电源外、HB-HS 也会受到影响。 您能否在与 HM-HS、HI 和 VDD 相同的图上确认 HB-HS 上的信号？

    此致、

    -Mamadou  

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    TI__Guru**** 2769565 points
    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。

    感谢您的回复。

    1.是的、VDD 位于同一电路环路上。 VDD 使用的电容器为4.7uF。

    2、我们测量了异常波形、高侧通道和低侧都存在这一问题。

    我们 使用值为4.7uF 的引导电容器。  我们已经测试了为每个栅极分配一个电阻器、这种情况将再次发生。

    驱动器 IC VDD 和输入电路最初具有相同的环路。 我们断开了 VDD 与输入的连接、并提供了一个额外的12V 电源、以获得以下波形：

    (C1：Vin、C2：隔离器 IC 到接收器、C3：LO-GND、C4：HO-HS)

    答：仍然存在两个重叠信号的问题、但显著减少了周期的发生。

    B.此外、我们发现当驱动器 IC 提供额外电压(12V)时、 HM-HS 会随异常情况增加电压。

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    TI__Guru**** 2769565 points
    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。

    你好、

    感谢您提供更多信息和实验。 我在您的响应中看到 VDD 电容器为4.7uF、您提到引导电容器为4.7uF。 您能否确认这些是 VDD 和引导电容的值？

    引导电容值非常大、这是一个问题。 我在其中一个示波器图中看到的波形显示的开关频率为~83kHz、您能否确认这是否正确。 我建议根据 UCC27282数据表第8.2节中的设计指南检查引导电容值。 MOSFET Qg、VDD 和开关频率决定了所需的引导电容器值。  此数据表提供了有关选择组件值的详细指导。 可在下面找到数据表链接。

    https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ucc27282.pdf?ts=1607525622618&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FUCC27282

    此外、建议 VDD 电容器比引导电容器大10倍、以最大程度地减小自举电容器充电后的 VDD 压降。

    因此、我建议确认/调整启动电容器和 VDD 电容器的大小、以确保启动电容器不会过大、并且 VDD 电容器的值是该值的10倍。

    最近的波形行为通常是由以下两个原因之一引起的。

    1) 1)栅极驱动器输入上可能存在电压干扰、从而导致输出误触发。 我建议在驱动器输入引脚上尝试使用小型 R/C 滤波器、并将电容器放置在非常靠近驱动器 IC 引脚的位置。 尝试使用33欧姆和100pF 的初始值、这不会对延迟产生太大的影响。 您可以尝试增大这些值以查看这是否有助于解决问题。

    2) 2)在 VDS 上升沿期间、MOSFET 米勒电荷可能会产生 Vgs 扰动、该扰动足以暂时使 FET 导通错误。 确认并解决此问题的一种方法是通过增大 MOSFET 的导通栅极电阻来降低开关 dV/dt。 VDS 上较低的 dV/dt 将减少米勒电荷对 FET Vgs 的电压干扰。

    确认这是否能解决您的问题、或者您可以在此主题上发布其他问题。

    此致、

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    TI__Guru**** 2769565 points
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    感谢您的回复。

    是的、我们使用的引导电容为4.7uF、开关的开关频率为80kHz、我们尝试增加导通栅极电阻、结果相同。

    根据您的建议、我们进行了以下调整。 将自举电容更改为0.47uF、并在驱动器输入引脚上使用33欧姆和1nF R/C 滤波器、仍然会出现与以下波形相同的情况：

    C1：Vin、C2：LO-GND、C3：HS-HO、C4：HB-HS (BOOT 电容)  

    根据波形图的结果、我们发现引导电容器上的波形也会异常、但看起来 HS-HO 首先发送一个导通信号、以便引导电容器上的电压下降、 然后 VDD 为引导电容器充电、其电压升高。

    当输入端出现振铃时、驱动器 IC 是否异常？ 但我们已将驱动器 IC 的 VDD 与输入断开、只有当引导电容器放电时、它才会受到影响。

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    TI__Guru**** 2769565 points
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    你好、

    感谢您提供有关一些更改后结果的更多信息。 我想澄清一个信号、Vin、这是驱动器的 VDD 输入吗？

    如果是这样、则会出现非常高的 p-p 噪声、尤其是在缩放图的区域。 您提到您已断开驱动器 IC 的 VDD 与输入。 这是否意味着您断开了电路板上的偏置电源、并且正在为驱动器 VDD 使用外部偏置电压？ 此部分不清楚。

    如果驱动器 VDD 上的噪声过大、则可能会导致驱动器 UVLO 误跳闸、从而导致意外行为、应避免这种情况。

    看起来可能会有明显的噪声注入到驱动器 VDD (如果这是 Vin 信号)或接地反弹、这是驱动器偏置上的 p-p 噪声的一个问题、 但也表明驱动器 IC 引脚上可能存在接地噪声、从而影响驱动器引脚信号、尤其是驱动器输入。

    请尝试确认一些事项以清除驱动器 VDD 噪声。 尝试在偏置源和驱动器 VDD 电容器之间添加一些电阻、这将作为驱动器上 VDD 的滤波器、尝试在偏置端添加与驱动器 VDD 电容串联的5至10欧姆电阻。 另外、如果对于额外的高频旁路、尝试添加一个与 VDD 电容器并联的高频电容器100nF。  

    我看到引导电容器显著降低、但仍然确认引导电容器是否需要为0.47uF 或更低的值是否足以驱动 MOSFET Qg。 较低值的引导电容将从 VDD 电容充电更快、并且 VDD 上的电压扰动更小。

    确认 VDD 和 HB 电容器位于驱动器 IC 引脚附近、并使用短迹线进行连接。

    如果您仍有问题、我建议提供电路驱动器和 MOSFET 区域的原理图和布局、以便我提供更多更详细的建议。

    此致、

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    TI__Guru**** 2769565 points
    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。

    感谢您的回复。

    是的、我已经从输入上断开了驱动器 IC 的 VDD、并且它已经为驱动器 VDD 使用了一个外部偏置电压。

    (C1：VIN、C2：驱动器 VDD、C3：Ho-GND、C4：Lo-GND)

    根据波形的结果、当 VDD 和 Vin 断开连接时、会发生相同的情况、但发生的次数会减少。

    我们发现、当出现异常波形时、外部 VDD 提供的电压将下降。 但这不应影响 IC 触发 UVLO 功能(驱动器 VDD > 10V)。

    此外、HO 和 LO 的电压将随 Vin 变化。 原因是什么？ 我已断开 Vin 与 VDD 的连接、VDD 的电压稳定。

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    TI__Guru**** 2769565 points
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    你好、

    感谢您的状态更新。

    对于 HO 和 LO 的电压会随 VIN 变化的问题、原因是什么？ 我不确定您的电压意味着什么会发生变化、但我要对此进行评论。 由于在 HO 和 LO 开关瞬变期间内部驱动器输出器件上的电压更高、因此 VDD 越高、驱动器输出上的驱动电流就越大。 您通常会在栅极驱动信号上看到更快的 dV/dt、而驱动器上的 VDD 更高。 确认这是否是您所参考的电压变化。

    最好了解动力总成开关节点波形或驱动器 HS 引脚与接地之间的关系、以及 LO 和 HO 输出上的意外脉冲。 您能否捕获波形以显示开关节点(HS 引脚)、Ho-HS 驱动器输出和 LO 驱动器输出。 捕获时基、以查看开关节点转换是否发生在接近意外脉冲的位置。

    您是否在驱动器输入引脚上尝试过 R/C 滤波器？ 以确认可能没有示波器图上可能不清楚的某些驱动器输入信号干扰？ 尝试使用22欧姆和100pF 作为起始值。

    我想知道是否存在可能导致 MOSFET Vgs 上电压扰动的栅极驱动布线/布局问题。 布线寄生电感会导致开关期间 MOSFET 米勒电荷产生较大的 Vgs 电压干扰。 作为实验、直接在 MOSFET 栅极和源极引脚上添加电容有助于减少这种 Vgs 干扰。 您能否尝试在 MOSFET 栅极和源极引脚上直接添加与 MOSFET Ciss 值相等的电容？

    我们临近冬季假期、因此我想提一下、直到新年、我们的覆盖面将不会那么大。

    确认这是否能解决您的问题、或者您可以在此主题上发布其他问题。

    此致、