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[参考译文] UCC23513:使用 PSpice 模型评估高压稳压器中高侧驱动器的 UCC25313。 很不好。

Guru**** 669750 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC23513, UCC27536, TPS40210
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/892554/ucc23513-evaluating-ucc25313-with-pspice-model-for-high-side-driver-in-high-voltage-regulator-not-going-well

器件型号:UCC23513
主题中讨论的其他器件: UCC27536TPS40210

作为独立器件、我在运行 UCC23513仿真时获得了良好的结果。

我还可以添加一个驱动式 N-MOSFET、效果很好。 但是、这仅在 MOSFET 源极以 GND 为基准的情况下发生。

如果我将 MOSFET 悬空至接地上方、通过以 VSS 为基准的自举电源提供 Vcc、仿真将失败。

我认为这至少是嵌套子电路中使用节点0的部分结果。 Spice 始终假定节点0为接地。

我的经验是、使用节点0 A 模型会阻止其在浮动应用中运行。 我很想在这里错!

请告诉我如何以这种方式使用您的模型、或者告诉我 UCC23513与数据表中的所有指示相反、无法在浮动配置下运行。

另一方面、如果模型有缺陷、请修复! 我即将完成性能证明板的工作、但我仍处于黑暗中。

谢谢。

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    大家好、Thomas、

    欢迎使用 e2e、很遗憾听到您遇到的困难。

    首先、UCC23513绝对可以像您尝试使用它一样使用。 正如您所建议的、这是模型的问题。

    我没有看到模型中节点0的引用、您能指出您看到的是什么吗?

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    您好、Don、

    感谢您的欢迎。 我实际上已经在这里开了好多年了,但这是我在黑暗中第一次哭。 实际上这里似乎有很多光!

    这是我希望使用 UCC23513的好消息、尤其是我的采购人员 已经为原型获取了器件!

    节点0用于多个嵌套(嵌入式)子电路中。

    我没有 PSpice、但根据经验、我相信 TopSpices PSpice 兼容性能够忠实地处理嵌套子电路、就像 OrCads 程序一样。

    另一方面、Altium 电流仿真引擎采用所有嵌套子电路并使其成为全局子电路、这很容易导致许多网表爆炸。

    我在 Altium 中进行原理图捕获和网表编译、并使用 TopSpice 运行生成的网表。  到目前为止,这种组合效果良好。 另一方面、我们的 PCB 布局艺术家将 Altium 的这一部分用于其 PCB 工作、这方面做得很好、因此2对3合3、具有良好的夹紧装置也不是太糟糕。

    公平地说、Altium (最后)正在修复和调试困扰其当前仿真器多年的许多问题。 他们承诺在下一个完整版本中继续使用它并进行重大改进。

    同时、我还在为 TI 未经过完美测试的模型而苦恼。 在 Penzar (TopSpice)的帮助下、我发现并更正了 UCC27536模型中的语法错误。 这个现在运行了。

    只要我处于该状态、我就会提到 TPS40210模型也是使用节点0的简单方法。 这在10至20年前是常见的,但自那时以来,大多数作者停止了这种做法,因为这可能是一个真正的问题。 节点0的使用经常会阻止模型在浮动配置中工作。

    Tom Garson

    极光科技

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    大家好、Tom、

    抱歉、我的团队只负责 UCC23513。 如果您对其他 TI 器件有疑问、请单独发布一个帖子、负责的团队将作出响应。

    我们不清楚-您是否自行解决了 UCC23513型号的问题? 您是否需要我们的进一步帮助?

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     您好、Don、

    我   尚未解决   我  在  UCC25313 PSpice 模型方面遇到的问题。

    为了让我继续进行仿真、当 VSS 端子不处于接地电位时、该模型需要可用。 我认为这将需要在没有任何与 节点的内部连接的情况下重建模型  0。

    我知道、物理器件不限于 在非浮动应用中使用、但这使我处于一个不太舒适的位置、即在没有运行 仿真保证的情况下生产原型 PCB。

    我绝不是 Spice Wizard、尽管我尝试更正模型、结果只是部分、不满意。    继续    努力  改进  这一模式将是我的一个主要负担。

    虽然我不是 TI 的模型创建内部流程的缔约方、但我仍然愿意帮助纠正我目前认为模型存在的重大缺陷、从而使 模型 ( 模型) 在   预期 用途方面毫无用处。

    测试此行为的一种简单方法是创建一个具有将阳极驱动到阴极的脉冲发生器的电路。 将阴极接地。 在 VCC 和 VSS 之间提供正电压源(我使用+24V)。 将 VSS 接地、您应观察输出端的活动是否正常。 现在、在 VSS 和接地之间放置一个电压源(例如+10V)。 我的结果是  、输出   将被锁存 至    两  个电压源的总和。

    顺便说一下、我向您说了一些生物。

    PSU 等级为73。 我们是… 在伊利的贝伦德的头两年。 在国立学院1年。 EE 中的物理现象。 早早离开、前往圣何塞、在 Mtn 的小实验室工作。 视图。

    我与之合作的公司是 Enervolt。 我不能说我正在做什么、但 Enervolt 是一个希望变得更强大的启动公司。 为即将开始的演示文稿准备工作原型、让热量散发出来。

    Tom G

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    大家好、Tom、

    我将要求我的同事与您一起研究这个模型问题。 让我们花几天时间来研究这个模型问题。

    哇! 小世界! 毕业后、我没有回到校园、毕业后我搬到了西海岸。

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    您好、Don、

    我绝对赞赏这一点。

    如果在使用最新版本的 PSpice 进行测试时模型正常工作、请也告知我。

    我使用 Penzars TopSpice、它非常注重 PSpice 兼容性。

    Penzar 已经向我保证、如果我运行的是经验证的 PSpice 模型、TopSpice 无法处理、他们将更新 TopSpice 以使其能够使用、或者对模型进行返工以使其在其环境中运行。

    我担心的是、OrCAD 与 PSpice 变色、以至于它们打破了 Berkeley Spice 操作的一些最基本规则、可能使任何人都非常难以使用甚至是未加密的 PSpice 模型。

    我在国立大学以东约90英里处长大、已经多次回到宾夕法尼亚州、但自70年代以来、我实际上也没有去过大学公园。

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    您好、Tom、  

    我是和 Don 一起工作的。

    我使用我们的 PSPICE 模型在 OrCAD 中运行了一些仿真、其中 UCC23513在直流电压上浮动、而 UCC23513使用自举驱动半桥。

    这两个仿真运行正常、并产生了我们期望的正确结果。  

    下面是一些显示高侧偏置波形的图截屏。 我遇到了一些问题、屏幕快拍无法显示连接、因此我绘制了原理图。

    如果您愿意、我可以压缩 OrCAD 项目并将其发布在此处。 它们基于该 IC 的 PSPICE 模型附带的项目。  

    我们在这两个引脚中看到正确的偏置(在半桥配置中减少自举二极管正向电压)

    下面是直流电压浮动仿真、其中我们在 VOUT 使用大电容。  


    这是半桥、请注意、它使用实际的 MOSFET 模型+自举电路。

    在浮动配置中、我看不到模型的任何问题。 正如您所说的、联系 Penzar 可能是一个好主意。 如果您对此主题有任何疑问、请告知我们。  

    最好

    Dimitri

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    嗯、问题看起来是这样的 我对所有的麻烦表示歉意。

    但是、我仍然需要到达它的底部。

    如果我使用纯容性负载运行仿真、则输出看起来高达大约10nF。

    我遇到困难的原因似乎是、当我将 MOSFET 栅极连接到 UCC23513的输出时。

    如果您可以发布上述 OrCAD 项目、我可以直接运行这些项目或确定使用的 MOSFET。

    再次感谢。

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    Tom、

    没问题。 我们始终乐意为您提供帮助。

    我在半桥仿真中使用了 PSPICE NMOS 模型、在第一次仿真中使用了180nF 电容负载。

    以下是项目:

    原始项目(来自 TI.com)

    半桥项目

    e2e.ti.com/.../UCC23513_5F00_hb.zip

    浮动、容性负载低于

    e2e.ti.com/.../UCC23513_5F00_float.zip

    如果您需要任何其他信息或有任何其他问题、请告知我们。

    最好

    Dimitri

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    Dimitri 和 Don、您好!

    UCC25313的更多乐趣 然而,已经取得了进展。

    只要我使用默认的 Spice NMOS 模型、TopSpice 就能够成功运行您提供的测试电路以及我自己设计的大部分。

    但是、我发现、当我尝试整合最新 Infineon CoolMOS 器件的模型 IPW60R0780P6时、会将其栅极(通过68 Ω 电阻器)直接连接到 UCC 25313的输出。

    当我这么做时、TopSpice 不收敛。

    接下来、我们来看看有趣的部分:如果我在 UCC25313和 IPW60R0780P6之间插入一个更简单的3级 NMOS 器 件(STQ1NK60ZR-AP)、电路将与预期结果收敛。 (从规范中可以很清楚地看到、物理 UCC25313不需要缓冲器组件来驱动 Infineon 器件。)

    请使用 PSpice 重新运行包含上述器件模型的 UCC25313测试并提供结果。 如果你没有困难,我会把结果传给彭扎尔,让他看。

    再次感谢您在这方面的帮助。

    Tom Garson

    为方便起见、我粘贴了以下这些器件的模型:

    (二

    SUBCKT IPW60R070P6_L0 漏 极栅 极源极
    LG    门 G1   5n
    LD    漏极 D1   3n
    LS    源极1  5n
    RS     s1   s2  2m

    RG    G1   G2    1.04
    M1     D2   G2   s2      DMOS   L=1U  W=1U
    .MODEL DMOS NMOS (KP= 63.677 VTO=4.85 THETA=0 VMAX=1.5e5 ETA=0 LEVEL=3)
    RD    D2   D1A   0.06 TC = 10m
    .model MVDR NMOS (KP=130.45 VTO=-1  lambd=0.15)
    MR D1 d2a D1A D1A MVDR W=1U L=1U
    RX d2a D1A 1m
    Cds1 s2 d2 51.6p
    DBD    s2   D2   DBT
    .MODEL    DBT   D (BV=600  M=0.9 CJO=45.09n VJ=0.5V)
    Dbody  s2  21   DBODY
    .model DBODY D (Is=89905p N=1.6 RS=4U EG=1.12 TT=250N)
    二极管 D1 21   1.72m Tc=3m

    .MODEL  SW   NMOS (VTO=0 KP=10  LEVEL=1)
    MAUX     G2  c   A     软件
    Maux2    b   d   G2     软件
    EAUX     c   A   D2   G2  1.
    EAUx2    d   G2  D2   G2  -1
    Cox      b   D2  4.47年
    .MODEL    DGD   D (M=0.88  CJO=4.47n  VJ=0.5)
    Rpar     b   D2  1MEG
    DGD      A   D2  DGD
    Rpar2    D2  A   10M Ω
    CGS    G2   s2   4.47n

    结束 IPW60R070P6_L0

    (三

    (三
    *    STMicroelectronics 生成的模型        *
    *            保留所有权利            *
    *     商业用途或转售受限         *
    (三
    *创建日期:17-11-2006                       *
    *                                                  *
    *功率 MOSFET 模型(3级)                     *
    *                                                  *
    *外部引脚说明:                       *
    *                                                  *
    * PIN 1 -> DRAIN                                   *
    * PIN 2 ->门                                    *
    * PIN 3 ->来源                                  *
    *                                                  *
    *                   四 C ****                     *
    *********                            *
    *    (S)**       *
    * 从测量数据中提取的参数模型   *
    *             <<<<<<<<<<<<<<< >>>               *
    *    (S)**       *
    *  此模型可在25°C *的温度下使用    
    *                                                  *
    (三
    * STQ1NK60ZR-AP 的建模
     
    .SUBCKT STQ1NK60ZR-AP 1 2 3.
    LG 2 4 7.5E-09
    LS 12 3 7.5E-09
    LD 6 1 4.5E-09
    RG 4 5 9.947
    RS 9 12 0.919
    地址:Rd 7 6 10.052
    RJ 8 7 0.426E-01
    CGS 5 9  0.126E-09
    CGD 7 10 0.165E-09
    CK 11 7 0.948E-12
    DGD 11 7 DGD
    DBS 12 6 DBS
    DBD 9 7 DBD
    MOS 13 5 9 9 MOS L=1U W=1U
    E1 10 5 101 0 1
    E2 11 5 102 0 1
    E3 8 13 Poly (2) 6 8 6 12 0 0 0 0.299E-01
    G1 0 100 7 5 1U
    D1 100 101 DID
    D2 102 100 DID
    R1 101 0 1MEG
    R2 102 0 1MEG
     
    模型 MOS NMOS
    +电平= 3
    + VTO  = 4.662
    + PHI  = 0.875
    +=   0.1E-12
    + JS   = 0
    + THETA = 0.442E-01
    + KP   = 3.041
     
    模型 DGD D
    +=   0.1E-12
    + CJO  = 0.247E-10
    + VJ   = 0.781
    + M    = 0.293
    .model DBD
    +=   0.1E-12
    + CJO  = 0.551E-11
    + VJ   = 0.815
    + M    = 0.362
    .model DBS D
    +=   0.1E-12
    + BV   = 625
    + N    = 1
    + TT   = 0.141E-06
    + RS   = 0.345E-02
    模型执行了 D
    +=   0.01E-12
    + RS   = 0
    + BV   = 635
    .END STQ1NK60ZR-AP
     
    *建模结束

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    Tom、

    我将使用这些模型运行仿真、并报告我们的结果。

    同时、您是否可以首先尝试放宽仿真参数、特别是  在直接驱动 IPW60R070P6时增大最大步长并限制 TSTOP?

    这来自 IPW60R070P6 模型随附的应用手册。 它们指出了可能的收敛问题。

    最好

    Dimitri

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    Tom、

    我在仿真中运行 IPW60R070P6_L0时没有遇到任何问题。 请参阅随附的设置和原理图。 与我先前展示的浮动测试台相同。 我遵循 Infineon 推荐的收敛设置

    最好

    Dimitri