[参考译文] UCC28701：OCV 和 OCC 之间的神秘死区

您好、Piotr、

感谢您关注 UCC28701反激式控制器。

对于症状“断续”重新启动(1)：每次重新启动都是先前关闭的结果。 要解决此问题、我们需要确定导致关机的原因。 我们得到的线索是、重新启动尝试最终成功、但输出电压稳定在15.5V、并且较高的最小负载启动时没有问题。

我建议您按照此故障排除指南 https://www.ti.com/lit/pdf/slua783来跟踪可能导致启动故障的原因。 需要记住的一点是、考虑到405uH 的低输入电压范围、MOSFET 关断延迟可实现比预期更高的 IPK。 较高的 IPK 每周期可提供过量能量、如果负载过低、可能会导致过压、并且还可能强制开关频率达到1kHz 的最小速率。

由于延迟产生的额外 IPK 与大容量电压成正比、因此在电压低于320V 时可能不会出现启动问题、但在电压高于320V 时可能会出现问题。

如果关断延迟被证明是问题的原因、那么增加 RLC 将缓解这种情况。 但是、计算 RLC 的正确值取决于对总延迟的准确评估、从检测 CS 输入关断阈值处的电流到 MOSFET 漏极电压快速上升到更高的时间。

对于项目(3)：我怀疑开关噪声干扰了其中一个控制信号、从而导致故障条件、要求控制器关闭。 对于负载电流小于3A 的情况、如(2)所示、噪声不足以进行干扰。 对于大于4.1A 的潜在负载电流、达到4.1A 的 CC 限值、9.5V 的较低输出电压必须以某种方式降低噪声。 (我不知道如何操作。) 对于3A 和4.1A 之间的负载、噪声足以进行干扰。

这种情况可能会发生、因为每次启动都相当于短路。 0V 时的输出电容器始终以最大 CC 限制电流充电、直到 Vout 达到调节。 只有这样、电流输送才会降低到稳态负载。 在输出端具有电阻过载的情况下、Vout 可升至9.5V 并保持在 CC 模式、直到负载电阻增加且 Vout 可升至更高。 显然，CC 限制上的电压较高，然后“成功”干扰控制信号。

我认为这不是 CS 输入端的噪声、但前沿消隐仍然存在有限的可能性。 如果是这样、在 CS 处添加滤波也会增加关断延迟并加剧问题(1)、这具有讽刺意味。

另一种可能是 VS 上的信号失真。但信号不应被过滤。 该引脚检测从次级侧反射的辅助电压中获取的关键时序信息、因此不应在此节点上放置电容。 但是、如果不小心避免、则可能存在 PCB 布局中的杂散电容。  

使用示波器探头探测 VS 引脚不好、因为这也会增加电容。   只能使用低 C (< 2pF)有源探头。 否则、请探测 Vaux 并查看退磁间隔期间是否存在明显的振铃。 振铃可能会导致检测到错误的过压、或在错误的降级时间内计时以中断正常运行。

请遵循这些调试建议。

此致、
Ulrich

您好、Piotr、

感谢您提供所有其他信息。

我有一些看法要告诉您：

1. 您的输出 OVP 目标无法达到14V。 内部 OVP 阈值为4.6V (在 VS 引脚上)、即0.55V、即4.05V 基准电压的+13.6%。 对于13.3V 标称输出设置、OVP 电平将~15.1V。

2. 您对 MOSFET 延迟的50ns 估计值可能比较乐观。 典型的 Si MOSFET 延迟运行100~200ns、具体取决于输出电容。 我不确定什么是 SiC 延迟，您必须对其进行测量。 但是、请务必同时增加栅极驱动器的传播延迟。 根据需要调整 R153值以将其考虑在内。

3. 单个160V TVS 钳位应该就足够了、尤其是当您对波形满意时。

4. 辅助绕组上有一个1-NF C5。 我认为 IC 开发工程师将其放置在早期设计中以消除一些 EMI 噪声，但通常我们不会在辅助电源上放置电容。 我建议将其删除、看看情况是否改善、保持不变或恶化。 如果需要、请从较低的值开始、然后向上调整到必要的值。

5. VS 波形应非常类似于 UCC28701数据表中图13 (或图14)的正半部分。 负半部分由内部电路钳位至-0.25V。 这些图显示了辅助电压、但 VS 将由 R3和 R5降压、负电压会被削波。

   从阅读最后一条消息开始、增加的最小负载似乎解决了您的问题。 如果是这种情况、祝您顺利进入生产阶段。 如果我读错了、请发送另一个问题简洁的帖子。

   此致、
   Ulrich

您好 Ulrich、

再次感谢您的评论、不胜感激。 仅出于完整性考虑：

1.很棒的地方，谢谢 幸运的是、这不是问题。

我刚刚测量过使用示波器：从 DRV 信号下降沿开始到漏极上升沿之间的时间为56.8ns。 包括驱动器延迟。 数据表显示、将50ns 的内部控制器延迟添加到该值。 OTOH、根据示波器、MOSFET 关断需要8.4ns、这与数据表中的10.8ns 关断延迟值完全一致。 该晶体管的速度非常快。 可能甚至太快了...

4.我添加了电容器作为故障排除控制、以模拟您的其中一个 EVB、但它似乎对控制器的行为没有任何明显的影响。 报告的问题涉及没有电容器的情况。

增加的最小负载解决了断续启动和无负载条件下的15V 过压问题。

您是否愿意将请求传递给您的设计团队、让他们考虑 PSR 控制器与 UCC28701非常相似、但能够直接驱动 SiC 开关？ 您只需要更改栅极驱动器级(更强、钳位至20V、而不是14V)、其余部分就可以正常工作、正如我的应用所证明的那样。

此致、Piotr