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[参考译文] UCC28951-Q1:调试阶段出现问题

Guru**** 2543770 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28951

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/920023/ucc28951-q1-problem-at-debug-stage

器件型号:UCC28951-Q1
主题中讨论的其他器件:UCC28951UCC28950

您好!

我设计了一个由 UCC28951控制的 PSFB 电路。 VIN 为390VDC、Vout 为28VDC、Iout 为125ADC。 您可以在下面找到原理图。

我已经开始根据附加的字进行调试。 但在第7步、当 Vin=40V 时、我看不到 漏极从0V 清晰地切换到 Vin。 它们的开关电压为0V 至20V、当我将 Vin 调整为0V 至80V 时、它不会根据 Vin 变化。

我在 PCB 上找不到任何问题。 您是否有任何要检查的建议?

  

e2e.ti.com/.../0005.0447.UCC28950_2C00_-UCC28951-Debug.docx

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    您好 Mert

    这听起来好像未驱动顶部 FET -因此我将仔细检查基础知识。 在您确定并解决此问题之前、我也不会将输入电压增加到40V 以上。

    任何位置都不施加电压

    检查一个或多个 FET 是否开路故障-栅源极应具有高阻抗-这取决于驱动器的输出阻抗、但所有四个 FET 应相同。

    -假设输入电压为40V

    从顶部 FET 漏极到底部 FET 源极的电压表读数应为40V

    检查所有四个 MOSFET 的 Vgs。 底部的值应为0/15V (+15V/S2)

    顶部的引脚应从0V 读取0/55V (输入电压+ 15V)(+15V/S3)到其栅极。 如果您有差分探头、您可以从源极到栅极读取-

    查看顶部 FET 的漏极-您应该会看到40V 的直流电平。

    检查 OUTA、OUTB、OUTA、OUTD、OUTD 在控制器引脚和 HCPL-3120驱动器的输入引脚上是否正确。

    检查驱动器的 Vo 输出是否正常。

    检查栅极驱动电阻器 R2和 R4是否未断开电路-对于未针对峰值充电电流额定值的0603尺寸器件、有时会发生这种情况。

    检查驱动器的15V 偏置电源是否正常工作。

    我希望这对您有所帮助-请告诉我您的工作方式。

    此致

    Colin

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    您好、Colin、

    感谢您的支持。 请在下面查找您的检查建议结果。

    Colin:检查一个或多个 FET 是否未能打开-栅源极应具有高阻抗-它将取决于驱动器的输出阻抗、但所有四个 FET 应相同。

    Mert:我已检查所有 FET 栅极-源极引脚。 它们都是10M Ω-11 M Ω 之间的高阻抗

    Colin:假设从顶部 FET 的漏极到底部 FET 的源极的电压表的输入电压为40V、则读数应为40V

    Mert:是的、没关系。 我的读取电压为40V。

    Colin:检查所有四个 MOSFET 的 Vgs。 底部的输出应从 0V (+15V/S2)读取0/15V (+15V/S2)顶部的输出应从0V (+15V/S3)读取0/55V (输入电压+ 15V)(+15V/S3)。 如果您有差分探头、则可以从源极读取到栅极

    Mert:我已经检查了所有四个 MOSFET 的 Vgs。 底部开关()从0 - 15V 切换,顶部开关0 -20V 请在下面找到屏幕截图。 1-outa、2-outb、3-outc、4-outd

    Colin: 查看顶部 FET 的漏极-您应该会看到40V 的直流电平。

    Mert:是的、没关系、我看到顶部 FET 的漏极电压为40V

    Colin:检查 OUTA、OUTB、OUTR、OUTD 在控制器引脚和 HCPL-3120驱动器的输入引脚处是否正确。

    Mert:我已经检查 了控制器引脚 和 HCPL-3120驱动器输入引脚上的 OUTA、OUTB、OUTR、OUTD 是否正确。

    Colin: 检查驱动程序的 Vo 输出是否正常。

    莫尔特:我已经检查过它们、OUTA、OUTB 和 OUTD 都可以。 但 outc 就像失真一样。 请在下面找到屏幕截图。

    OUTA (Vo@U2):

       

    OUTB (Vo@U3):

     

    OUTA (Vo@U1):

      

    OUTD (Vo@U4):

    Colin: 检查栅极驱动电阻器 R2和 R4是否未开路-对于0603尺寸器件、如果不是额定峰值充电电流、则有时会发生这种情况。

    Mert:我已经检查过它们是否断路。

    Colin: 检查驱动器的15V 偏置电源是否正常工作

    Mert:我已经检查过它们、它们工作正常。

    如果您需要更多详细信息、请告诉我。

    此致、

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    您好、Colin、

    我想就上述结果补充一些有用的细节。

    我在移除(并短路)垫片电感器并连接6K8高功率电阻器而非变压器一次侧的情况下完成了这些测试。

    对于 Vgs 读数、它不是差分探针、我可以根据 Q3和 Q4源极点(短接并连接到 GND/HV 和 GND/S2)从 MOSFET 栅极获取所有读数。 从栅极到相应 MOSFET 源极的读数相同、与下图类似、为0至15V 方波。

    Q1、Vgs (outc)

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    您好 Mert

    1/使用电阻器而不是变压器是一种有效的测试方法-尽管它无助于提高系统效率!

    2底部栅极被正确驱动、底部 FET 被正确导通和关断。

    3桥中的顶部电源轨固定在40V、这是正确的。

    4/顶部 FET 未切换。 当底部 FET 位于开关节点(QB 或 QD 的漏极)上时、保持0V、当底部 FET 关断 时、开关节点浮动高达输入电压的50%、因为顶部和底部 FET 都关断。 应该发生的情况是、顶部 FET 导通、开关节点上拉至 Vin (40V)并保持在那里。 为此、顶部 FET 的栅极必须比输入电压高15V、在您的情况下必须驱动到大约55V。 HCPL-3120驱动程序似乎是一个相当正常的驱动程序。 我会再次检查其输入的连接。 尤其是其 VCC 和 VEE 轨。 VEE 导轨必须连接到顶部 FET 的源极-如原理图所示。 请仔细检查连接到顶部驱动器的15V VCC 电源轨是否以各自 FET 的源极为基准-例如+15V/S3以 GND/S3为基准。

    我几乎100%确定问题的原因是未驱动顶部 FET。

    请告诉我您的使用方式。

    此致

    Colin

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    您好、Colin、

    感谢您的支持。

    根据您的建议、我已经检查了每个 HCSL 驱动器的 VCC 和 VEE 电压轨以及15VCC 电压轨及其基准、它们都可以。

    此外、为了实现 HCPL 3120传播延迟、我还更改了 Ra、Rahi、Rab 和 RCD 电阻器、以实现最小300ns 的死区时间。 RA=2K、Rahi=8.25K、Rab=RCD =50K

    你还有什么建议吗? 我不知道我应该多检查些什么:(

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    您好 Mert

    请将您的完整原理图发送给我-如果您不想在此处发布、则可以将其秘密发送给我-我的电子邮件地址是  

    colingillmor@ti.com

    再检查一下-这样我就可以清楚地了解可能发生的情况。

    显示以下2或3个周期的图解:请对波形使用相同的零电平-这样可以更轻松地比较它们的振幅。

    Q1的 VG 至 GND/HV、

    Q1与 GND/HV 的 Vs

    390总线/CS 至 GNG/HV

    Q4的 VG 至 GND/HV

    此致

    Colin

     

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    您好、Colin、

    我已将原理图作为电子邮件发送。

    您的支票申请结果如下所示。

    CH1 (黄色)是 Q1到 GND/HV 的 VG、介于17.2V 到32.4V 之间

    CH2 (蓝色) 是 Q1与 GND/HV 的关系、介于17.V 至22.8V 之间

    CH3 (紫色)为 390Bus/CS 至 GNG/HV、最大电压为42.8V、但40.8V 为平坦电压

    CH4 (绿色)是 Q4到 GND/HV 的 VG、介于0到15.2V 之间

    此致、

    Mert、

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    您好 Mert

    感谢您提供原理图。

    上面的图片真的很有趣-这里是 我看到的一个标记。

    1/ Vgs 波形正常-大约为0/12V。 我想我们早已确定了这一点。

    2当 Q4的 VGS 为高电平时、Q4必须导通、其 VDS 将下降至零、这也应使 Q1的源极电压降至零。  但是、Q1的源极电压保持在大约20V、我怀疑以下一种或多种情况。

    A/ Q4开路

    b/ Q4漏极和 Q1源极之间的连接存在问题

    C/从 Q4到接地的连接存在问题

    3当 Q1的 Vgs 大约为12V 时、Q1应导通、其源极应上拉至 Vin (40V)、但源极保持在大约20V。 我怀疑以下一项或多项

    A/ Q3开路

    b Q3漏极和42V 电压轨的连接有问题

    我会返回到 MOSFET 数据表、并仔细检查引脚是否已正确转换为布局封装所使用的封装。 然后再次检查栅极驱动器所连接的引脚是否实际是栅极。 封装有时会混乱-镜像图像或引脚顺序错误会发生(偶尔)

    电桥 Q1、Q2、Q3、Q4存在一个基本问题、我要使用欧姆表返回到硬件、检查电桥周围的所有连接-我要检查 MOSFET 封装上的金属、 而不是从 PCB 焊盘连接到

    Q1的漏极输入电压

    Q1的源极到 Q4的漏极

    Q4源极至 GND

    Q2的漏极输入电压

    Q2的源极到 Q3的漏极

    Q3的源极至 GND。

    这有点重复、但我还会检查 Q2漏极到 Q1漏极以及 Q3源极到 Q4源极之间的连接

    很抱歉、这听起来有点简单、但 H 桥连接实际上有一些问题。

    就我所能知-您的原理图是可以的-唯一不清楚的是栅极驱动器的15V 栅极偏置彼此隔离-例如+15V1使用 GND/S1、GND/S1与 GND/S2等

    请告诉我您的使用方式。

    此致
    Colin

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    您好、Colin、

    感谢您的支持。 很抱歉、花时间解决一个非常基本的问题。 我们已经仔细检查了 MOSFET 尺寸、三次检查、但由于在我们的设计中、MOSFET 布局有点复杂、我们弄乱了尺寸。 问题已解决、我们继续测试。

    在调试过程中、下一步是 CS 波形。 请找到下面的波形。 您认为它干净吗?

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    你(们)好、Mert

    我真的很高兴您找到了问题的根源-我过去也遇到过封装问题!

    无论如何- CS 信号看起来很干净-也许 CS 引脚上的 RC 滤波器有点太重。 如果要进行实验、则应保持 R 值不变并减小 C 值。

    CS 信号在导通期间的小振荡可能是由通过变压器的共模电流引起的-寄生 pri /秒电容谐振和一些杂散电感。 目前,它们不可能引起重大问题。 如果它们变得过大、您可以获得低占空比抖动、其中进入 PWM 比较器的信号斜率非常低-例如下面的黄色圆圈。

    此致

    Colin

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    您好、Colin、

    感谢您提出 RC 滤波器建议。 我将进行检查。

    我们的400VDC 电源现在不可用。 在 Vin=80V 之前、一切都正常。 当我能够获得 HVDC 电源时、我将继续进行测试。

    此致、

    莫尔特