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[参考译文] UCC27511:栅极驱动器和 MOSFET 出现故障

Guru**** 2382110 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC27511
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/816054/ucc27511-gate-driver-and-mosfet-is-getting-failed

器件型号:UCC27511

我使用 UCC27511单通道栅极驱动器来驱动700W LED 模块(输出电压375至390)。 我们将实现应用手册(数据表中的图25)中的同相驱动器配置、以驱动 MOSFET PSM20N60CT。 我使用 R1 = 5.1欧姆和 R2 = 0.5欧姆作为栅极电阻器、使用10K 的栅源极电阻器。 我所面临的问题是、如果我连接负载超过1小时、栅极驱动器和 MOSFET 会发生故障。

但是、如果我使用 UCC28180D 栅极驱动器、同一个 LED 模块也可以工作。  

请帮帮我。

  • 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。

    您好、Naveen、  

    感谢您对我们的司机的关注、我叫来自高功率司机团队的 Mamadou Diallo。  

    为了准确地诊断问题、您能否帮助提供故障的详细信息:是否是物理故障? 还是输出接地?

    从提供的 FET 数据表中可以看出、您的负载为110nC。 您能否指定电源电压范围 VDD (我假设为12V)和开关频率? 此外、在正常运行期间直接在驱动器的 VDD、IN+和栅极上获取的波形将有助于突出潜在的红色标志和可能的根本原因。

    驱动器和 FET 在出现故障之前运行了一段时间。 您遇到了多少次故障? 这种故障可能与许多相关、包括超出 FET 和驱动器绝对最大值的瞬态、或开关频率、电源范围等的过度功率耗散。  

    提前感谢您提供更多信息。  

    期待收到您的回复。

    此致、

    -Mamadou

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    感谢你的答复 Mamadou Diallo。

    它不是物理故障。 一段时间后、负载将关闭。 MOSFET 和驱动器内部都会损坏。

     电源电压范围 VDD 为15V、开关频率为56Khz。

     

    第一个图像是 I IN 波形

     第二个图像是 VDD 波形

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    您好、Naveen、  

    感谢您的波形。  

    您能否移除损坏的 IC 并放置另一个 UCC27511驱动器 IC 和新 FET? 请在发生故障前在正常运行期间捕获 IN+、门和 VDD 信号。 我在正常运行期间询问此波形、因为我想验证故障前是否有任何问题原因可能告诉我们根本原因。  

    但 MOSFET +驱动器出现故障的事实似乎都出现故障、这可能表明从高压路径通过 FET 的米勒电容耦合到驱动器的输出级的瞬态、这是正常运行期间的波形可能有助于确认或排除这一理论的原因。  

    您遇到了多少次故障? 您是否使用新的驱动器+ FET 替换了初始故障导致的 IC? 1小时后故障是否一致? 换句话说、您是否能够重现故障?

    提前感谢您提供更多信息。

    此致、

    -Mamadou

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    您好 、Mamadou Diallo、

    我已经发送给您的 VDD 和 IN+波形是在负载正常运行期间获取的。

    是的、我替换了驱动器和 MOSFET、之后我获取了波形。

    这里是 MOSFET 栅极波形和电路图。

    此致、

    纳文 G

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    您好 、Mamadou Diallo、

    我已经发送给您的 VDD 和 IN+波形是在负载正常运行期间获取的。

    是的、我替换了驱动器和 MOSFET、之后我获取了波形。

    这里是 MOSFET 栅极波形和电路图。

    此致、

    纳文 G

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    您好 Naveen、  

    感谢您提供更多信息。  

    以下是我对您共享的原理图的评论:

    我的印象是驱动器有去耦电容器、但是从这个原理图中、我看不到所需的去耦电容器来帮助滤除驱动器电源引脚上的噪声。 这些电容器通常(0.1uF 和>=1uF)放置在非常靠近 UCC27511的 VDD 引脚的位置。

    -在问题说明中,您似乎提到了在56kHz 频率下开关时发生的故障,但是查看您共享的波形,您似乎是在116kHz、37.5占空比下开关。 我要求波形尝试将驱动器置于与故障条件类似的条件下、以了解它是否一致、或者设计中是否存在潜在问题的迹象。 请帮助澄清此项目。

    -在 VDD=15V 时驱动110nC 栅极电荷并以56kHz 的频率进行开关会导致92.4mW 的栅极驱动损耗(最坏的情况下没有外部电阻器),这完全符合驱动器的功率耗散能力,因此在这种情况下,我们当然可以排除驱动负载(MOSFET)产生过多的功率耗散。

    -从您共享的初始波形来看,VDD 似乎很低,与 IN 信号的上升/下降沿相对应的间歇性尖峰,我想知道,如果在正常运行期间捕获到波形,为什么您在 VDD 处看不到15V。

    -在输入波形上,您有一个11.6Vpp 信号(IN+上为+/-5.6V),输入信号上是否有任何负偏置的原因? 请记住下面显示的 ROC 表:您在 IN+引脚上提供-5.6V 电压、而此引脚上建议的最小电压为-5V。 TI 仅在这些限制范围内操作器件时保证驱动器的性能。 请考虑进行调整、以便在指定的限值内操作驱动器。

    谢谢。

    此致、

    -Mamadou