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[参考译文] UCC28950:TI E2E 28951变压器输入波形因施加负载而失真

Guru**** 664280 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28950, UCC27324
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https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/889044/ucc28950-ti-e2e-28951-transformer-input-waveforms-distorted-by-applying-load

器件型号:UCC28950
主题中讨论的其他器件: UCC27324

Sirs、

我需要您的专业波形诊断技能。 我正在处理的项目使用 UCC28950 IC。我认为我的所有输出信号都高于平均值。 下面是所用主要组件的快速视图:

PSFB IC:UCC280950  (Fsw:100KHz)

栅极驱动变压器:Coilcraft SD250-3L (双端)

直流链路电压:400VDC <2%纹波

MOSFET:IPW60R170CFD7XKS (650V、IDPULSE 51A)

电源变压器:比率12:1、Lmag:1mH、Llk:14.22uH

栅极电压:8.5VDC

瓦特(最大值):1、250瓦

LS 未使用-- LS -13.32uH --计算得出的 LS 为负值,可能不需要 LS

现在、这个问题、我将其视为一个问题。

**PIC#1:Q2漏极波形无负载。 良好的漏极信号。

 

**PIC#2:黄色,Q1 Q2有源 LEG,无变压器二次负载

                  TEAL、Q3 Q4无源 LEG、无变压器二次负载

                               信号很好、目前无负载。

 

                  担心延迟时间

**PIC#3:PT1转换输入(Yel OUT AB 下降、TEAL OUT CD 上升)@100ns 无负载

                               放大至100ns、外观更好

                               我不确定这是一个好的延迟

                  担心延迟时间

 

PIC#4 -- PT1转换输入(Yel OUT AB 上升、TEAL OUT CD 下降)@100ns 无负载

                  放大至100ns、外观更好

                               我不确定这是一个好的延迟

                  非常担心延迟时间

 

PIC#6、#7、#8 --现在一个负载已经被施加到变压器次级输出绕组上。 PIC#6具有1.2A 电阻负载、PIC#7具有2.4A 电阻负载、PIC#8具有3.6A 电阻负载。

请注意、仅在施加负载时波形才会发生变化。 另请注意、该波形仅在正电源轨的无源桥臂和负电源轨的有源桥臂上发生变化。 请注意、随着负载的增加、波形看起来是分频的。 我说除法、因为我无法记录的最后一个电流测试确实进行了除法。 它实际上分为两个完整的并排信号。 因此、我立即关闭系统、这就是我没有得到波形图的原因。

 

问题1:如上文有关 PIC#6、#7和#8的解释,我迷路了。 我已经用尽了你们的论坛关于这些信号的意见。 请使用波形诊断问题、并告诉我您的想法和建议。

 

问题2:关于延迟时间的 PIC#3和 PIC#4。 请查看波形并告知我任何问题/建议。

 

Eddie Loy

请参阅以下链接中随附的波形:

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/196/TI-E2E-28951-Transformer-input-waveforms-16mar20---1236.pdf

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    您好 Eddie

    感谢清晰的波形。 在我看来、从 OUTx 引脚到 MOSFET 栅极的信号路径中似乎有问题-这是我首先要检查的。

    您能否在控制器的引脚以及 MOSFET 开关的栅极上检查 OUTA、OUTB 信号?

    您能否在控制器的引脚以及 MOSFET 开关的栅极上检查 OUTR、OUTD 信号?

    请查看 IC 上的 OUTA/OUTB 和 OUTC/OUTD 延迟。 MOSFET 栅极处的波形应跟随驱动它们的 OUTx 信号、请检查这一点。

    您还应检查 SR 栅极驱动波形是否遵循 OTFT/OUTF 信号。

    顺便提一下:明天,3月17日是爱尔兰的公共假日。 18岁之前我无法回复。

    此致

    Colin

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    谢谢 Colin。  明天或第二天、我会回来。

    Eddie Loy

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    Colin、

    核心问题:

    我仍在摧毁 MOSFET 十几个。 我已经使用 MOSFET、变压器和8ADC 的电阻负载运行该系统20分钟。  然后、2 个或全部4个 MOSFET 都会被损坏。 有时系统只运行一分钟。  在过去的四天里、我经历了14个 MOSFET。  Q3和 Q4、是的、我订购了另外14个 MOSFET。  如 Yu 所见、我需要核心问题方面的帮助

    我希望您按顺序依次查看示波器屏幕上的内容、希望您看到我一直缺少的误差、从而破坏 MOSFET。

    查看附件3、这是我认为问题所在的地方。

    以下附件中未使用高压轨、也未使用 MOSFET。

    附件#1 UCC28950 PIN22 OUTA-PIN21 OUTB 信号

    /cfs-file/__key/communityserver-components-multipleuploadfilemanager/bb3de690_2D00_be36_2D00_4e3b_2D00_89f2_2D00_c6eeed3add19-78544-complete/WORD-UCC28950-24MAR20-2350-PIN22-OUTA-_2D00_-PIN21-OUTB-SIGNALS.docx

    附件#2 UCC28950 PIN22 OUT-PIN21 OUTB 信号  

    /cfs-file/__key/communityserver-components-multipleuploadfilemanager/bb3de690_2D00_be36_2D00_4e3b_2D00_89f2_2D00_c6eeed3add19-78544-complete/WORD-24MAR20-2350-PIN20-OUTC-_2D00_PIN19-OUTD-SIGNALS.docx

    附件#3 UCC28950 GDT SEC#1 - Q1、GDT SEC#2 Q2 (无 MOSFET)

    /cfs-file/__key/communityserver-components-multipleuploadfilemanager/bb3de690_2D00_be36_2D00_4e3b_2D00_89f2_2D00_c6eeed3add19-78544-complete/UCC28950-OUTC_2D00_OUTD--_2D002D00_--GDT-OUTPUT-Q3_2D00_Q4-WITH-NO-MOSFETS--23MAR20--0700.pdf

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    链接不起作用。  我正在重新发送

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    链接不起作用。  我正在重新发送

    Colin、

    核心问题:

    我仍在摧毁 MOSFET 十几个。 我已经使用 MOSFET、变压器和8ADC 的电阻负载运行该系统20分钟。  然后、2 个或全部4个 MOSFET 都会被损坏。 有时系统只运行一分钟。  在过去的四天里、我经历了14个 MOSFET。  Q3和 Q4、是的、我订购了另外14个 MOSFET。  如 Yu 所见、我需要核心问题方面的帮助

    我希望您按顺序依次查看示波器屏幕上的内容、希望您看到我一直缺少的误差、从而破坏 MOSFET。

    查看附件3、这是我认为问题所在的地方。

    以下附件中未使用高压轨、也未使用 MOSFET。

    附件#1 UCC28950 PIN22 OUTA-PIN21 OUTB 信号

    e2e.ti.com/.../WORD-UCC28950-24MAR20-2350-PIN22-OUTA-_2D00_-PIN21-OUTB-SIGNALS.pdf

    附件#2 UCC28950 PIN20 outc--PIN19 OUTD 信号  

    e2e.ti.com/.../WORD-24MAR20-2350-PIN20-OUTC-_2D00_PIN19-OUTD-SIGNALS.pdf

    附件#3 UCC28950 GDT SEC#1 - Q3、GDT SEC#2 Q4 (无 MOSFET) (Q1 Q2波形看起来相同)

    e2e.ti.com/.../UCC28950-OUTC_2D00_OUTD--_2D002D00_--GDT-OUTPUT-Q3_2D00_Q4-WITH-NO-MOSFETS--23MAR20--0700.pdf

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    您好 Eddie

    我认为问题可能是栅极驱动电压仅为8.5V。 Infineon 数据表似乎建议该器件可以携带4A 电流和8V 栅极驱动、但老实说、我更愿意驱动栅极、 12V 相当正常、您使用的 Coilcraft GDT 具有1:1:1的比率、因此您应该在栅极获得12V 电压。

    1/使用用于附件3的设置并测量 GDT 的初级侧和次级侧的电压。 如果初级侧使用12V 电压驱动、次级侧也应处于12V 电压。 如果匝数比不是1:1:1、则与 Coilcraft 核实(也许可以仔细检查 GDT 上的器件型号!)

    2您使用的是什么栅极驱动 IC -来自 UCC28950的 OUTx 信号不够强、无法直接驱动 GDT、因此需要像 UCC27324这样的栅极驱动器 IC 来驱动 GDT 初级侧。

    3/您将什么 VDD 轨用于栅极驱动器 IC? 栅极驱动器 IC 输出是否从0V 变为 VDD?

    4 OUTA 和 OUTB 的信号输出看起来不错。 有一个500ns 的死区时间可能不是最佳的、但现在应该是可以的。 信号上升和下降时间看起来也很合理。

    5 OUTc 和 OUTD 的信号输出看起来不错。 800ns 的死区时间可能会有点太长-这取决于您所驱动的功率级的性质。 OUTA 到 OUTD 的延迟时间通常小于 OUTA 到 OUTB 的延迟时间、因为驱动 AP (QC/QD)转换的可用能量比 PA (QA/QB)多。

    6“减少时间”期间的振铃是杂散电容(绕组电容)和杂散电感(可能是漏电感)之间的一些谐振造成的。 当您添加次级负载(MOSFET)后、该值应该会消失

    7我建议你在极低的电压下运行功率级、也许大约为20V、并按照下面链接的调试程序进行操作。 这样、您就可以先在低功耗下检查功率级、因此您不必更换这么多的 FET。 我会特别注意死区时间并对其进行调整、以便系统在零伏时正确切换。 这在400V IN 时很重要、但在输入电压高达约100V 左右时不重要。

    但我认为第一件事是将栅极驱动信号的振幅增加到大约12V 左右。

    /cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/196/1145.UCC28950_2C00_-UCC28951-Debug.docx

    请告诉我您的使用方式。

    此致

    Colin

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    感谢 y0u Colin 的快速响应。  非常感谢。

    我今天将回顾您的意见、并 在 MOSFET 明天到达之前执行更初步的测试。

    我希望星期一我会为您提供良好的回答。

    我一定会在星期一给你回信。

    周末愉快!

    Eddie Loy

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    Colin、

    几天都很艰难、但我相信我取得了进步。  MOSFET 将于晚上8点到达30MAR20。  我将等待您在这里为 MOSFET 提供直流链路电压。

    我已经查看了

    您好 Eddie

    我认为问题可能是栅极驱动电压仅为8.5V。 Infineon 数据表似乎建议该器件可以携带4A 电流和8V 栅极驱动、但老实说、我更愿意驱动栅极、 12V 相当正常、您使用的 Coilcraft GDT 具有1:1:1的比率、因此您应该在栅极获得12V 电压。

    答案: 将电压升高至12.5 VDC、以支持 VDD 直列式二极管。

    1/使用用于附件3的设置并测量 GDT 的初级侧和次级侧的电压。 如果初级侧使用12V 电压驱动、次级侧也应处于12V 电压。 如果匝数比不是1:1:1、则与 Coilcraft 核实(也许可以仔细检查 GDT 上的器件型号!)

    答案:升级后的电源、PRI/SEC GDT 现在是相同的。

    2您使用的是什么栅极驱动 IC - 来自 UCC28950的 OUTx 信号 不够强、无法直接驱动 GDT 、因此需要像 UCC27324这样的栅极驱动器 IC 来驱动 GDT 初级侧。

    答案:使用的栅极驱动器 IC 是 UCC27324。

    3/您将什么 VDD 轨用于栅极驱动器 IC? 栅极驱动器 IC 输出是否从0V 变为 VDD?

    答案:12.5VDC、是。

    4 OUTA 和 OUTB 的信号输出看起来不错。 有一个500ns 的死区时间可能不是最佳的、但现在应该是可以的。 信号上升和下降时间看起来也很合理。

    回答:OUTA 和 OUTB 死区时间略有减少。

    5 OUTc 和 OUTD 的信号输出看起来不错。 800ns 的死区时间可能会有点太长-这取决于您所驱动的功率级的性质。 OUTA 到 OUTD 的延迟时间通常小于 OUTA 到 OUTB 的延迟时间、因为驱动 AP (QC/QD)转换的可用能量比 PA (QA/QB)多。

    回答:将 OUTA 和 OUTD 延迟时间降低到略低于 OUTA 和 OUTB。

    6“减少时间”期间的振铃是杂散电容(绕组电容)和杂散电感(可能是漏电感)之间的一些谐振造成的。 当您添加次级负载(MOSFET)后、该值应该会消失

    回答:收到您对所附文件的回复后、将进行检查。

    7我建议你在极低的电压下运行功率级、也许大约为20V、并按照下面链接的调试程序进行操作。 这样、您就可以先在低功耗下检查功率级、因此您不必更换这么多的 FET。 我会特别注意死区时间并对其进行调整、以便系统在零伏时正确切换。 这在400V IN 时很重要、但在输入电压高达约100V 左右时不重要。

    回答:我将按照您提供的链接执行启动程序。

    但我认为第一件事是将栅极驱动信号的振幅增加到大约12V 左右。

    /cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/196/1145.UCC28950_2C00_-UCC28951-Debug.docx

    请告诉我您的使用方式。

    此致

    Colin

    Colin、

    请查看随附的波形文件、并告诉我您的想法。

    e2e.ti.com/.../29MAR20-1925-Q1THRU-Q4-GDT-OUTPUT-WAVEFORMS-NO-MOS-10uF-DC-BLOCK-CAP-300R-TO-GND.pdf

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    您好 Eddie

    您的栅极驱动器现在为12V、因此应该可以驱动 MOSFET。

    您能给我发送您的原理图吗?如果您不想在此处发布、您可以直接通过 colingillmor@ti.com 将其发送给我

    您是否使用同步整流器?  如果是、我建议您断开它们的栅极驱动器并将它们的栅极短接到它们的源极。 它们将充当二极管、但现在可以让您关注它们的温度-如有必要、减小负载电流。

    我认为最佳做法是-正如您所说-按照调试过程并在低电压下运行功率级、直到我们能够确保 MOSFET 正确切换。 一旦 MOSFET 正常开关、那么这将是开始优化死区时间的时间、但现在我将它们保留原样。

    在两个变压器中、我选择 Coilcraft 一个、因为它的漏电感明显更低(4uH 与30uH)。漏电感会在关断时导致电压尖峰并降低导通速度。 我想这就是您在下图中看到的内容。 正向尖峰肯定足够大、可以暂时打开 MOSFET -可能是在另一次级驱动的 MOSFET 完全关闭之前。

    两个器件的最大一次侧/二次侧电容的标称值是相同的、尽管您可能希望自己测量和比较它们。

    另一个不太重要的一点是、Coilcraft 器件上2个次级绕组的 DCR 是相同的。 其中一个 Murata 次级侧的 DCR 为1.3R、另一个为1.7R。 这将影响进入栅极的峰值电流。

    此致

    Colin

     

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    谢谢 Colin、

    我的原理图是用手绘制的、与典型应用相同、但 它确实具有所示的元件值。  我将确保原理图已更新、并将发送到 您列出的电子邮件地址。  我会把它寄过来,让 Yu 在早上有第一件事。

    再次感谢您和 TI 的所有支持、感谢您的帮助、指导和支持。

    Eddie Loy

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    测试

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    Colin、

    我终于发布了一条纯测试消息。

    现在、我将尝试向您发送一些电流波形的链接。

    e2e.ti.com/.../30MAR20-1620--SPORATIC-BURST-WAVEFORM-_2D00_-Q3-Q4-DESTROYED-_2D00_-20V-DC-LINK-APPLIEDABOUT-5VDC-AT-LOAD-_2D00_-LOAD-12R5.pdf

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    您好 Eddie

    随附一些对原理图的评论。

    您能否将来自控制器的 OUTx 信号与 MOSFET 栅极的信号进行比较、这是为了确定问题主要是与控制器有关、还是与栅极之间的路径中的某个位置。

    请告诉我您的使用方式。 如果您仍在45V 直流链路销毁 MOSFET、则应降低直流链路电压-尝试20V、甚至12V。

    /cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/196/Schematic-Review_2C00_-March-31_2C00_-2020.pdf

    此致

    Colin

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    您好 Eddie

    我将关闭此主题、并可以通过电子邮件继续工作。 请随时打开新主题。

    此致
    Colin