你好。
我将使用 UCC25600测试2kW LLC 转换器。 在输出电压范围为43V 至56V 的可变测试期间、会出现以下波形。
在54V 工作电压下、它被设计成在大约1A 时进入突发模式。
以下波形在43V/12A 附近生成。
波形是否是 LLC 谐振电路的问题?
还是死区时间或反馈电路有问题?
请查看。
此致。
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Kwnag、您好!
感谢您关注 UCC25600 LLC 控制器。
从您的简短描述中、所见症状 可能是由多个问题引起的。
我不认为这是由错误的死区时间设置引起的、因为这应该具有对称的振铃外观。
您认为问题波形出现在特定负载水平上的说法意味着存在其他负载、而没有问题。 但是、我们需要更多有关在更高负载或更低负载下是否存在问题的信息。
但是、根据第二个波形、我想问题在更高的负载下会变得更糟。 由于第2个波形在两个边沿后显示漏极电压环回的迹象、而第1个波形在一个边沿显示一个完整的环回周期、这让我认为问题可能来自输出二极管的反向恢复变化。 随着负载上升、二极管变得更热。 当它们变热时、反向电流会变大、而随着电流变大、 它可能会使初级电压振铃回零。
请检查初级或次级绕组中的电流是否存在过度反向恢复的迹象。 如果是、您将需要 选择更快的二极管以>200kHz 的频率运行。
否则、如果输出绕组是中心抽头绕组结构、则其泄漏电感可能存在很大的不对称性。 这也可能导致这样的波形、但 我希望它在宽负载范围内出现。 另一种可能是初级开关的栅极驱动不对称、但第二个波形似乎不支持这一想法。 如果出现负载增加的症状、我认为这是热问题、可能是二极管恢复问题。
请检查这些。
此致、
Ulrich
您好、Ulrich。
感谢您的评论。
目前、次级侧由同步整流 MOSFET 驱动。
当输出负载较小时会发生这种现象。
下面的第一个波形是在43V/12A 输出电压下测得的、第二个波形是当时的输出纹波。
第三个是在43V/7A 下测量的、第四个是当时的输出纹波波。
最后一个是在43V/5A 输出纹波波下测量的。
(1) 43V/12A
(2) 43V/12A 纹波
(3) 43V/7A
(4) 43V/7A 纹波
(5) 43V/5A 纹波。
我是否认为输出负载7A 或更低时的输出纹波与突发模式有关?
请查看
此致。
李光云
您好,Kwang,
感谢您提供更多信息和波形。
在 UCC25600中、当开关频率超过350kHz 时会触发突发模式。 当图(4)中出现高输出纹波电压迹象时、图(3)中的波形为250kHz。 这表明这 不是突发模式问题、而是其他一些不稳定或重复偏差。
图(5)中巨大的~14Hz 纹波看起来像是 LLC 控制器在打开和关闭、而不仅仅是振荡或突发。 我认为这表示存在偏置电源问题、或与输出负载变得更轻类似的问题。
请在这些条件和良好条件下检查 UCC25600的 VCC 和栅极驱动波形。 还要将 GD1和 GD2电压与高 MOSFET 和低 MOSFET 的 Vgs 电压进行比较。 (您将需要一个隔离式差分探针来进行高侧 Vgs 测量。) 您是否在控制器和 MOSFET 之间使用栅极驱动变压器或一些高侧栅极驱动器 IC?
还要检查 SR MOSFET 的 VCC (或 VDD)电压和栅极驱动、以确保它们正常运行。 SR FET 的导通时间不应太晚、也不应过早关闭或双脉冲。
确保所有 IC (初级侧和次级侧)的偏置电压都保持在各自的欠压锁定(UVLO)阈值以上、以便不会关断。 确保次级侧稳压器(驱动反馈光耦合器)接收其 保持运行所需的最小偏置电流或电压。
此致、
Ulrich
你好
波形的测量如下。
46V/9A。
如前所述、我试图改变死区时间、但这种现象 的出现位置略低于
并且随着频率的增加、它变得不稳定。
死区时间电阻器最初为 20K、低至10K。
如果上述波形仍然存在、转换器是否存在问题?
现在最大的问题是、在特定负载下、频率不是固定的并且不断变化。
我认为结果与之前附加的输出纹波现象相同。
根据46V 的输出电压、这种现象在负载电流为4~5A 和8~13A 时发生。
在该部分中、即使负载电流是固定的、频率也会增加和降低。
在该范围之外、频率是固定的、具体取决于负载。
如果输出电压较高、则不会出现问题、但如果输出电压变为低电平、则会出现问题。
在43V 输出电压下、从最小负载到满载的频率变化范围为120kHz 至310kHz。
54V 时、它在90kHz 至126kHz 之间波动。
上述问题似乎在250kHz 左右发生。
请告诉我您的意见。
此致
光。
您好、Bing。
感谢您的关注。
测试是在 Lm 值较低的情况下执行的、但效果不是很好。
我从75uH 变为65uH、但这一现象被重现、死区时间也发生了变化并进行了测试。
我最好奇的是、输出功率为2kw 时、输出电压是否可以在43V 至56V 之间变化。
变压器匝数比为中心抽头10:3。 LR=15uH、Lm=75uH、Cr =300nF。 DEAD_TIME:20kohm、Rt1:510 ohm、RT2:4.3kohm
在测量频率的同时考虑不稳定的波形、可获得以下结果。
43Vo_3A ;314kHz
43Vo_37A:118kHz
54Vo_3A:126kHz
54Vo_37A:92kHz
56Vo_37A:83kHz。
上述结果表明、它处于 UCC25600频率范围内。
在该状态下、Lm 降至65uH、LR=18uH 增大、死区时间降至10kohm、
在43V/10A 时已获得330kHz 的频率。
在该状态下 、我将其升高到56V、在80kHz 频段中 Wasl 频率不会降低、并且波形振动
变得非常大、因此无法施加负载电流。
是否有办法根据每个输出电压的负载变化减小频率范围?
让我再问一个问题。
据说 、在低电压和低负载电流下不会发生 ZVS。
在这种状态下长时间运行是否危险? 或者、您是否认为这只是一种损耗、而不仅仅是一种 ZVS 运行条件?
此致
光。
您好、Kwang、
您的开关频率测量是合理的。 您可以清楚地看到由输出电压和负载引起的频率变化。
您无法看到改进的原因是磁化电感器变化不够。 您的电感仅降低~10%、但仍然没有足够的能量。 您可以不断降低磁化电感、最终会得到软开关。
遗憾的是、这是 LLC 转换器的特性、它在输入和输出电压固定时工作良好。 在输出电压变化超过20%的情况下、您需要一个支持宽输出电压范围的谐振回路设计。 否则、您将看到宽开关频率变化。
可以通过多种方法来实现它。
1.提高变压器匝数比。 现在、您是10:3、例如、您可以尝试更改为10:2、以便您的转换器需要在更低的谐振频率下运行、如果您绘制谐振增益曲线、您可以看到在谐振频率上下比较运算的斜率变化。
2.更换谐振回路。 您需要不断减小磁化电感值或增大谐振电感值、这样就可以实现较低的 Ln (磁化电感与谐振电感之比)、这将改变增益曲线的斜率并减小频率范围。
3.您可以通过将一个电容器与谐振电感器并联来引入另一个谐振器。 如果该谐振频率高于原始谐振频率、则会将增益曲线拉低并减小开关频率范围。 通常、它被称为5元件谐振、可在不同的论文中找到。 我建议在所有其他选项都不起作用之前不要这样做、因为我们还没有亲自尝试。 会议文件中只讨论了这一问题。
请告诉我们这是否有意义。
谢谢。
必应