[参考译文] UCC28251：有关 PSpice 均值模型的查询

您好、Hongjia、

该电路具有闭环反馈电路 U7和 U5、该电路应在整个输入电压范围内保持恒定的输出电压、因此我认为该电路的运行方式符合预期。

U7本质上是电压环路误差放大器、输出电压主要由 R33和 R34分压。 如果 TL431 REF 引脚上的电压超过2.5V、TL431将开始分流电流并通过光耦合器的二极管拉电流。 这反过来将要求一个较低的占空比来保持一个恒定输出电压。

此致

Peter

尊敬的 Peter：

实际上、我是这个半桥电源的设计人员、运行条件如下：

开关频率：100kHz
输入电压：200~800 Vdc
输出电压：24V 直流
输出功率：额定功率180W、最大功率216W、

XFMR 匝数比：3.714、

初级电感：典型值1000uH、

使用的输入电压馈送、电压模式、

初级侧控制、

使用二极管 作为次级侧整流器、

具有 TL431B 和齐纳二极管的 III 类补偿网络。

该电源在稳定状态下工作正常、但当我测试负载瞬态能力(1A 至9A、1A/us 最大值)时、我发现引脚  ILIM 上的电压在特定时间内将超过0.5V、负载瞬态的压摆率更高、过流持续时间更长； 负载瞬变越高、过流持续时间越长。(9安培 负载 仍低于稳态 OCP 设定点)。此外、在负载瞬态期间、波形 ILIM 显示初级电流不平衡、但最终会恢复平衡

0A 至5A 负载瞬态

0A 至5A 负载瞬态2.

如果过流持续时间长于引脚 HICC 上电容设置的 OC 延迟时间、UCC28251将关断输出并进入断续保护模式、 如果我想提高负载瞬态能力、我必须增加 OC 延迟时间。

当我测试2A 至7.5A 负载瞬态时、输出电压波动看起来是可以接受的。

我的问题是：

1、ILIM 上的电压为什么超过0.5V、并且在负载瞬态时会出现不平衡的初级电流？ 它是由于环路不稳定(相位裕度和增益裕度 不够)还是半 桥 电源的固有特性或 UCC28251或其他问题？  

2. TI 能否提供 UCC28251的未加密瞬态 pspice 模型 、以便在 LTSpice 中运行瞬态仿真？

此致、

王成军  

您好、Chengiun、

从我认为是输出电压的通道4看、似乎是控制环路不稳定、您是否尝试在控制环路中将增益降低10倍以查看其影响？

当您说初级侧控制时、您是否意味着控制器位于初级侧、反馈信号通过光耦合器从电压误差放大器所在的次级侧反馈？

此致

Peter

尊敬的 Peter：

CH4是通过交流耦合测量的输出电压、因此它应该是纹波电压。 您为什么认为这是控制环路不稳定？ 如何将 控制环路中的增益降低因数10、为什么它有用？

控制器位于初级侧、反馈信号通过光耦合器从次级侧反馈17-3元人民币。

此致、

王成军

您好、Chengjun、

很抱歉、这里的延迟响应、要降低增益、我会将 R5o 的值从1k 增加到4k7或10k。

在负载瞬态期间测量 Vout 时、我还会直流耦合示波器探针、并偏移0V 电平、以便信号仍显示在屏幕上。

此致

Peter

尊敬的 Peter：

感谢您的回复。

我将尝试在实际测试中增大 R50值、但它与平均模型仿真似乎没有很大的差异。

R50=1K

R50=4.7K

R50=10K

此外、我在前一个答复中共享的负载瞬态波形在负载侧捕获、以便我们看到直流电压(交流耦合)电平正在变化。

在这里、我附加靠近电源输出 的负载瞬态波形(交流耦合)、从环路稳定性的角度来看、我认为这是很好的。

630V 输入电压2A 至7.5A_P24纹波电压

下面简要介绍了1A 至9A 负载瞬态期间的 P24电压波动(直流耦合)、

630Vin_1A 至9A_P24  

下一个图表显示了故障负载瞬态、您可以看到 P24在负载瞬态期间不会下降太多、但由于 ILIM 引脚电压超过0.5超过7.52ms、它会关断门控信号。

565Vin_1A 至9A_P24_FAILED  

此致、

成军

你好，Chengjun

负载瞬态波似乎出现欠阻尼、降低增益有助于在恢复时减少过冲、但会增加初始骤降或过冲电压。

您是否尝试更改了电路板上的增益？

谢谢

Peter

您好、Chengiun、

我希望你在此期间取得了一些进展。

由于近一个星期以来我的上一个帖子没有得到回复，我将关闭此帖子。 如果您有更多问题、请打开新帖子。

此致

Peter

尊敬的 Peter：

很抱歉耽误你的答复。

我尝试将 R50更改为10k、测试结果表明 、当负载瞬态为1A 至9A 且压摆率为12A/ms 时、该电源仍将进入间断模式。

此外、我将 R50 =1k 时的负载瞬态结果与10k 进行了比较、R50 = 10k 时的电压过冲和下冲似乎更差。

630V_2至7.5A_R50=1k (__LW_AT__请忽略第一步、因为它是0A 至7.5A、UCC28251进入 OCP 模式）

630V_2至7.5A_R50 = 10K

此致、

成军

你好，Chengjun

与光耦合器串联的较大电阻值时的瞬态响应变化符合预期。 增益将更低、负载瞬态期间的输出电压偏差将更高。 我希望较低的增益和较慢的响应可能有助于负载瞬态期间的不平衡。

OUTA 和 OUTB PWM 应匹配、以确保变压器上的电压秒相等、从而消除饱和。 在出现不平衡时、您能否在负载瞬态期间检查 COMP 信号以及 OUTA 和 OUTB 脉冲宽度。 可能是 COMP 引脚信号上有噪声导致并发出。您需要使用5us/div 的时基来捕获具有良好定义的信号。

此致

Peter

尊敬的 Peter：

我在负载瞬态期间测试了高侧和低侧 MOSFET 栅极信号、而不是 OUTA 和 OUTB、似乎栅极信号的占空比不是太平衡。 它确实具有引脚 COMP 上的噪声。

630VDC_ 1A 至9A_1 (1A/us、CH2为高侧栅极、CH3为低侧栅极、CH4为 COMP)

                                     630VDC_ 1A 至9A_2 (1A/us、CH2为高侧栅极、CH3为低侧栅极、CH4为 P24)

此致、

成军

您好、Chengjun、

那么、如果 COMP 信号保持无噪声、它是否解决了问题？

此致

Peter

尊敬的 Peter：

如何保持 COMP 信号无噪声、在其上添加电容器？

此致、

成军

您好、Chengjun、

噪声可能会从承载高 di/dt 或 dv/dt 功率信号的其他 PCB 布线耦合到 PCB 上的布线中、也可能是 IC 和控制电路的接地端有一些功率级电流流流过它。

您可以尝试在 COMP 引脚与 GND 之间添加一个低值电容器、但这会减慢控制的响应速度。

您应该确定噪声的来源、以及是否可以通过更改 PCB 布线或改善控制信号和 IC 的 GND 连接来降低噪声。

此致

Peter

尊敬的 Peter：

我必须承认、此电源的 PCB 布局未进行优化。

我的短期解决方案是增加 HICC 电容以增加 OCP 延迟时间、因为功率器件具有足够的裕度来处理输出短路和过流、我已经验证过这一点。

从长远来看、我将尝试优化 PCB 布局以查看效果。

此致、

成军