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[参考译文] UCC2897A:UCC2897A 硬件调试问题

Guru**** 1831610 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC2897AEVM, UCC2897A, TLV431B
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/840657/ucc2897a-ucc2897a-hardware-dbugging-problem

器件型号:UCC2897A
主题中讨论的其他器件:TLV431B

e2e.ti.com/.../UCC2897A-POWER-SCH.pdfHi TI

我最近有一个项目使用了有源钳位正向激励拓扑、具有66-160vdc 输入和48V@3A 输出。原理图随附。目前它可以输出48V、但不能带负载。FB 在空载时大约为2.1V、在轻载时大约为5V、 输出电压将略有下降、负载压降会更加严重、FB 仍为5V。
当我调整反馈电路时、FB 在空载时大约为3V、电源接通时电压将上升到大约100V。我希望您能帮我分析原因。 我个人觉得反馈电路的参数设置不是很好、但我尝试了很长时间、结果还是没有。
此外、我想知道反馈环路参数的补偿方法是如何计算的?

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    你好,特雷西,一位专家很快就会回来。——邓

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    好,期待您的回复!

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    尊敬的 Tracy:

    首先,必须正确偏置 TL431B,TL431B 需要最小阴极电流进行调节,它为0.7mA。 因此、请在光耦合器二极管上并联1K 电阻器。 我不知道如何调节环路补偿、从而使输出电压高达100V、但 FB 电压仍为3V。

    从我的角度来看、 因为 BIAS2电压大约为9V。  431的最小阴极电压为2.5V,加上光耦合器二极管正向电压~1.2V。

    我们可以通过光耦合 器获得大约2.4mA 的 IB 电流,请查看初级侧 R31=1k,如果您想在无负载条件下将 FB 电压下拉至0V。

    光耦合器的 CTR 应大于208%,我不确定原理图中演示的所有组件值是否与调试相同。

    换句话说,您可以尝试将 R31从1K 增加到2K,或将 R28从2.2K 减少到1K。

    第三,C20在431的阴极和阳极上并联的作用是什么? 是否可以尝试将其删除。 以及 C19?

    随附应用手册供您参考,您可以在其中找到有关如何设计环路补偿的指南。

    谢谢。

    e2e.ti.com/.../4863.Understanding-and-Designing-an-Active-Clamp-Current.pdf

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    您好 Jaden、
    感谢您的回复。根据您的建议、我将光耦合器二极管中的1K 电阻并联、然后调整反馈电阻。 目前 FB 的状况比以前好得多、但许多参考设计都不会这样做、例如 UCC2897AEVM。

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    尊敬的 Tracy:

    这是 因为在 ucc2897A EVM 板上选择的431是 TLV431B、最低阴极电流要求仅为55~80uA。

    远小于 TL431B 所需的最小阴极电流。 即使在重负载条件下、也可以通过光耦合器二极管提供该最小电流。

    希望能回答您的问题。

    谢谢。

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    您好、Jaden

    感谢您解决问题、帮助我解决问题。

    当我用示波器测量波形时、发现主开关管的 VDS 波形有点异常、波形如附件所示。
    1.在没有负载的情况下,波形不规则;
    2.在轻负载情况下,VDS 波形如图所示,并伴有轻微的电感噪声;
    3.继续增加输出功率,波形不再等效,电感噪声更大,继续增加负载,MOS 烧毁。
    我想它是由 C4电容器的钳位不足或死区时间设置不足引起的、但我尝试更改 C4的容差、但它仍然存在。
    我的最大问题是 VDS 为什么在未加载时具有该波形?
    请帮助我分析造成这种情况的原因? 非常感谢!

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    您好、Jaden
    期待您的回复!

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    尊敬的 Tracy:

    因为您在次级侧为整流器使用二极管。 在轻负载条件下, 一旦输出电感电流降至零。 它进入 DCM 模式。Lm 和钳位电容器之间存在自然谐振。 这就是 您可以在初级侧发现不规则形状的原因。

    一旦负载增加到可以让功率级 进入 CCM 模式,您就可以找到常规 形状,如第二个波形所示。

    因此、我认为您的第一个波形中不会发生任何异常。

    谢谢。

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    好的、Jaden

    非常感谢。此 VDS 波形的峰值非常陡峭。 我的钳位电容是否太小?

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    尊敬的 Tracy:

    您可以尝试增大钳位电容、并略微减小变压器的初级磁化电感。

    谢谢。

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    你(们)好,Jaden。

    最新的问题是它可以稳定2A 的输出电流。 输出3A 时、主 MOS 管会烧断一段时间。 我是否可以问为什么会导致这种情况?此外、如何消除 VDS 振铃?当我测量输出纹波时、我发现这种振铃会影响输出。
    谢谢。

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    尊敬的 Tracy:

    一般而言, MOSFET 损坏可能是由过应力引起的,包括过应力电压/过应力电流/过应力热。

    您必须捕获 MOSFET 损坏时的波形、电压/电流/和温度。

    通常,开关噪声将反映在输出纹波上,这是正常行为。 确保您正确测量了纹波,因为它可能会同时测试来自其他通道的耦合噪声,如果您想降低纹波,增加输出电容器体积是最直接的方法。 输出上也并行一些 MLCC。

    谢谢。

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    您好 Jaden、

    电流电路在输出端有一个1000uF 的电容器与一个220uF 的电容器并联、我认为这是相当大的电容器、但由振铃引起的纹波电压仍然为几伏。

    谢谢。

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    尊敬的 Tracy:

    您能否捕获纹波并告诉我们测试条件,例如输入电压/输出电压和输出电流。

    另请在同一波形中捕获主 FET 驱动器信号。

    我在原理图中观察到电阻器 PR25为34K 欧姆,您能不能尝试更小的值,例如2.2k 欧姆。电阻较大可能会导致补偿环路的直流增益较低,较低的直流增益无法抑制输入噪声。 它可能会反映在输出纹波上。

    谢谢。

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    您好、Jaden

           在我的测试条件下、我输出48V@1A、如波形所示。 顶部的黄色波形是主开关管的 Vgs 信号、底部的蓝色波形是输出波形、可以看到 MOS 管的振铃影响输出波纹。 我的意见是否正确?   此外、您建议我调整 PR25的电阻值。 我的原理图中似乎没有这样的位数。
          

     当  UCC2897A 用作有源钳 位正向电源时、发现 MOS 管的 VDS 波形就是这样的。 如红色箭头所示、钳位电容器的充电点与放电电荷不一致。 原因是什么?

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    尊敬的 Tracy:

    查看纹波波形后,我想您在捕获纹波噪声时可能会出错。

    您能否使用交流耦合来测量纹波并确保探头的 GND 环路尽可能小。

    如下图所示:

    关于您的第二个问题,我看到您 在另一个帖子中提出了,请在该帖子中找到我的答案。

    谢谢。

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    您好、Jaden
    因为我想与驱动器 Vgs 进行比较,所以我设置了直流耦合。下面显示的蓝色波形是交流耦合的输出电压纹波。


     此外、您建议我调整 PR25的电阻值。 我的原理图上似乎没有这样的位数?

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    尊敬的 Tracy:

    波形中的纹波似乎是开关纹波、因此请忽略我的建议、即调整 PR25。

    它不应在输出电容器上产生如此大的开关纹波。 您是否使用了我建议的方法(缩小探测 GND 环路 )来捕获纹波。

    或者、您能否向我们展示一张照片、说明您是如何捕获纹波的、以及测试点在电路板上的什么位置。

    另一个减少 纹波的建议是 在输出端添加 LC 滤波器。

    谢谢。  

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    您好、Jaden

    我使用您建议的方法抓取了波形。 电流滤波器电感已达到400uH。 我觉得高脉冲波形可能是由主开关 MOS 的振铃干扰引起的、因为它与 MOS 开关的上升沿同步、如果可以、如何消除呢?

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    尊敬的 Tracy:

    我同意您的观点,即它是开关纹波。 我们无法消除它、只能缓解它。

    但首先、我们必须确保测量正确、并且不会因不良 PCB 布局而产生任何耦合。

    下面是我从互联网搜索的两个链接、其中显示了如何测量纹波以及如何改善纹波。 您可以逐个检查。

    我想你可能会懂中文。 谢谢。