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[参考译文] UCC28251：使用 ucc28251 PWM 控制器设计 SMPS

admin
Guru**** 2338160 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28251, UCC28250, TINA-TI
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/604084/ucc28251-designing-smps-using-ucc28251-pwm-controller

器件型号：UCC28251
主题中讨论的其他器件： UCC28950、 UCC28250、 TINA-TI

大家好、

     我们正在使用 UCC28251 PWM 控制器开发300V 直流输出开关模式电源。我在 SS 引脚上连接了0.1uF 电容器。 在通过提供5V VDD 单独测试 IC 时 、我们发现 SS 引脚上的电压为3.5V、如果我增加输出、电压不会变化。 但我在您的数据表中看到、它应该是0伏、并且相对于输出电压变化。但在这种情况下、它显示的是恒定的3.5V。 请帮帮我。 谢谢

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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好，Subash


    数据表中的 VSS (max)在3.6V 时给出-这与您看到的结果一致。 图21显示了在您使用0.1uF 电容器编程的初始软启动间隔内、VSS 从0V 到3.6V 的线性斜坡。 该电压不是 Vout 的函数。

    当 SS 引脚上的电压达到 REF/EA 引脚上的电压时、软启动过程终止-此时控制环路遵循 REF/EA 输入并忽略 SS 引脚输入、该输入继续上升至其3.6V 的最终目标。

    此致
    Colin

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    TI__Guru**** 2338160 points
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    谢谢 Colin。 由于我的输出电压为300V、因此我的设计无法实现软启动、对吧？ 在不使用软启动功能的情况下运行器件是否会出现问题？
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好，Subash

    否-您可以使用任何输出电压获得软启动-软启动的作用是控制 Vout 的初始上升-基本上 Vout 将与 SS 引脚上的电压成比例。 当输出电压接近其目标时、SS 引脚将达到并超过 REF/EA 引脚上的电压、当发生这种情况时、控制从 SS 斜坡"移交"到误差放大器。

    SS 斜坡的速度决定了 PSU 输出中的电流-您需要确保这些电流不会高于电流限制或最大输出电流条件下的电流、因此这是在快速导通时间之间的折衷 高电流或较慢的导通时间以及较低的电流、但设计人员可以通过选择正确的 SS 电容器来实现这种折衷。

    此致
    Colin
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    谢谢 Colin。 即时消息清除、UCC28251是否有任何软件工具。 我在您的网站中搜索、但无法获取。 用于设计 UCC28251的 Excel 设计文件或软件。
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好，Subash

    恐怕我们没有用于此器件的计算器、但 www.ti.com/.../toolssoftware 上的类似 UCC28950有一个计算器 -请仔细检查这些器件之间的差异- UCC28251 DS 中提供了这些计算器-但您应该能够获得所需的95% 它。

    数据表中有一个"典型应用"部分介绍了典型设计-尽管我恐怕它不会提供过多有关功率级设计的详细信息。

    您还应该查看此器件和非常相似的 UCC28250的应用手册
    UCC28251的一些参考设计应该对您有用、请访问 www.ti.com/.../technicaldocuments

    最后、我建议您运行软件模型- TINA-TI 是一款免费的仿真器、平均模型将允许您查看控制环路补偿。

    此致
    Colin
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    感谢 Colin 的帮助。
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好 Colin、您能否为我们提供设计 III 类补偿器的设计文件？ 或为我们提供示例设计。
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好，Subash

    我没有计算器、但您可以在以下位置的文章中找到有用的信息：

    http://www.ti.com/lit/an/slva662/slva662.pdf 

    https://www.ti.com/seclit/ml/slup113/slup113.pdf  

    https://www.ti.com/seclit/ml/slup173/slup173.pdf

    此致
    Colin

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    TI__Guru**** 2338160 points
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    UCC28251中的内部误差放大器、即8、9、10个引脚。 我在这里将 Vref 连接到了 REF/EA+、将 FB/EA-连接到输出分压器、输出 COMP 是反馈到 FB/EA-。现在我的问题是 COMP 电压与 FB/EA-电压没有变化。 它持续显示3.24V。 我通过手动为分压器电路提供高达100V 的直流电压进行了检查、但 VCOMP 保持恒定。请帮助我们。
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好，Subash

    您能否给我发送您的电路图-如果可以、请将其发布在此处-否则请通过 colingillmor@ti.com 将其发送给我

    要回答您的问题- COMP 由于 EA+引脚上的电压过高而锁定在高电平- EA+引脚上的反馈信号应随着输出电压升高而降低。 COMP 处的电压与 VSENSE 处的电压之间没有直接关系。 我建议您只需将 EA+引脚降低至低于可能的最大 COMP 引脚电压(3.24V)、然后误差放大器应充当电压跟随器。

    此致
    Colin
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    你(们)好，科林

    我无法在此处发送电路图、但我会将其发送到您的邮箱 ID。 正如您所说、COMP 由于 EA+引脚电压过高而锁定、现在我在 VREF 和 EA+之间连接了分压器、这样 EA+引脚中的电压限制为1.6V。 但我还是面临同样的问题、即 VCOMP 是常数(3.24V)。 请帮帮我们。

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    TI__Guru**** 2338160 points
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    此外、我还发现 REF/EA+引脚在浮动时显示1.6V。 这是怎么可能的？ 该输入引脚是对的吗？ 在本例中、VCOMP 也显示为3.24V。 帮助我们继续前进。
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好，Subash

    您的原理图显示了 REF/25k 分压器、因此引脚电压应为2.75V。 当系统处于稳压状态时、IC 中的误差放大器将把 EA-引脚驱动至相同的电压、即2.75V。 为此、需要在输出电压为272V。 如果 Vout 低于此值、则 COMP 将达到高电平(3.24V)、如果 Vout 高于此电平、则 COMP 将达到低电平(接近0V)。

    如果您更改了分压器引脚、使 REF/EA+引脚电压为1.6V、则相同的计算将表明 Vout 需要为158V。

    我建议您降低调节设定点、直到您看到 COMP 引脚工作-例如、将47k 降至4.7K -如果 VREF/EA+引脚电压为1.6V、则 Vout 调节设定点电压为16V。 当 VOUT 从小于设定点变为大于设定点时、一旦您看到 COMP 引脚脱离饱和状态、您就可以查看增大电阻器以增大设定点-最终达到300V 最终值。

    还要注意的是，原理图中的47k 电阻器具有适当的额定电压(至少300V - 400V 会更好)-如果输出为300V，则可能需要2或3个串联电阻器来构成47k 的总电流。 如果电阻器发生击穿、则很可能会损坏 IC 和其他组件。

    当 REF/EA+引脚悬空时，为什么它的电压为1.6V？ -首先、不应允许此引脚悬空、因为这肯定会阻止控制器控制系统。  该引脚是一个非常高的阻抗输入-它是某些运算放大器的输入-并且测量探针(DVM 或'scope 探针)很可能会从其最初处于的任何电压下加载它。 如果不详细了解测量系统和 IC 内部电路、就无法准确分析。

    此致

    Colin

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    TI__Guru**** 2338160 points
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    你(们)好，科林
    非常感谢您的帮助。 我尝试用相同的 REF/EA+电压将47k 降至4.7K、即2、7V、Vcomp 电压最初为3.24V、我增加了输出电压、使 FB/EA-上的电压超过基准电压(2.7V)、我发现 COMP 电压一旦达到零 FB/EA-超过2.7V。 那么、IC 工作正常吗？ 我看到示波器中的 PWM 脉冲在 OUTA 和 OUTB 之间没有死区时间。 请告诉我们原因。 为什么 Vcomp 电压与 EA-引脚上的反馈电压不会瞬间变化？ 为什么是3.24V 或零？ 为什么不在值之间？
    再次感谢 Colin。
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    还有一个问题：科林先生。 如果在 EA-voltage 超过 EA+电压时 Vcomp 饱和至零、则不会出现 PWM 脉冲、因为 VCOMP 为零并且我进行了同样的检查。 如果没有 PWM 脉冲、我将如何获得输出电压？ 因为 H 桥不会导通，因为没有 PWM 脉冲。
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    我不知怎么理解这个科林。 如果输出电压超过300V、则直到达到设定点以下才会产生压降。。。。对吧？ 但为什么 Vcomp 不会瞬时变化？
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好、Colin、

          我一直在等待您的回复。 尽管我在 PS 和 SP 引脚上连接了电阻器、但为什么 OUTA 和 OUTB 之间以及 OUTA/OUTB 和 SRA / SRB 之间没有死区时间？ 请帮帮我们。

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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好，Subash
    我上周出差时、无法查看。 我今天将尝试查看它。
    此致
    Colin
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好、Colin、

         我希望大家 明白我们所面对的问题，如果不是，请问我。

    此致、

    Subash

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    您好、Colin、

            尽管在 PS 和 SP 引脚连接了电阻器、但为什么没有死区时间？？？？？ 我在 PS 和 RS 引脚处测量了电压、有些电压如2V。请帮助我们。

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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好，Subash

    1/死区时间在 SRX 和 OUTx 信号之间。 您能不能给我发送一个 outa 和 outb 的"屏幕快照"(相机照片会做的)-它们应该在小于50%的占空比和180°之间。 您能否发送 OUTA 和 SRA 以及 OUTB 和 SRB 的屏幕截图？ 理想情况下、图像中可以看到3或4个开关周期。 使用丰富的格式选项并在此处发布、或像以前一样通过电子邮件发送给我。


    2问题：如果在 EA-voltage 超过 EA+电压时 Vcomp 饱和至零、则不会出现 PWM 脉冲、因为 VCOMP 为零并且我检查了相同的情况。 如果没有 PWM 脉冲、我将如何获得输出电压？ 因为没有 PWM 脉冲、H 桥不会导通？ 。 -
    答案：反馈环路将自行调整、以便 EA-电压与 EA+电压相同-将 EA-拉至高于和低于 EA-是查看控制器是否"活动"的简单方法

    ３问题:我不知怎么理解这个科林. 如果输出电压超过300V、则直到达到设定点以下才会产生压降。。。。对吧？ 但为什么 Vcomp 不会瞬时变化？
    答案：反馈环路可能很慢-在这个阶段我不会担心这个问题-让我们先进行系统切换。

    4问题：如果在 EA-voltage 超过 EA+电压时 Vcomp 饱和至零、则不会出现 PWM 脉冲、因为 VCOMP 为零并且我检查了相同的情况。 如果没有 PWM 脉冲、我将如何获得输出电压？ 因为 H 桥不会导通，因为没有 PWM 脉冲。
    答案：正确、如果 EA-大于 EA+、则控制器认为 Vout 高于控制设定点、不会传递 PWM 脉冲。 在本例中为。 VOUT 将根据负载以一定的速率降低、而 EA-也将降低。 当 EA-下降到 belwo EA+时、PWM 开关将启动

    此致
    Colin
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好、Colin、

           我已向您发送  PWM 脉冲的屏幕截图。 请检查一下。  是的、占空比应该 小于50%、但在我的情况下、它显示了50%的 dutycle、并且没有死区时间。

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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好，Subash

    感谢您提供的屏幕截图-它们非常清晰。

     首先要做的是增加 OUTx 和 SRX 振幅。 5V 过低、无法有效驱动功率 MOSFET–这些器件通常需要大约10V 才能完全增强。 我会将 Vcc 增加到12V。 让我们首先执行该操作、然后担心占空比。

    OUTA 和 OUTB 以最大 (50%)占空比运行、并且处于反相状态。 反相是正确的、Dmax 是因为控制环路在最大需求时饱和(例如 Vout 过低)。 OUTA 和 OUTB 之间不应存在重叠-事实上，死区时间应该很短，但在这个时基上看不到这种情况。 无论如何、这看起来是合理的。 波形中的“‘d”可能是 由栅极驱动负载引起的–我不知道您是如何驱动 MOSFET 的–但无论它为输出驱动器消耗过多电流，它是由饱和电压导致的，电压会失真。 您能否向我发送有关驱动器电路的详细信息。

     OUTA 和 OUTB 应与 SRA 和 SRB 类似 (增加 VCC 以在 SRA 和 SRB 上获得正确的振幅、但至少它们是矩形)

     同样、时基太慢、无法看到 OUTA 和 SRA 之间以及 OUTB 和 SRB 之间的死区时间–您能否查看每 div 100ns

     我不知道当 Vcc 增加到12V 时 OUTA 和 OUTB 为什么消失–这可能是由于驱动器负载过大–您可以尝试完全断开 OUTA 和 OUTB 上的负载、然后看看–波形是否改善 (即使在 Vcc = 5V 时也是如此)并且它在 Vcc = 12V 时是否存在。

     

    此致

    Colin

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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好、Colin、
    我尚未连接栅极驱动器、但我已将 A 和 OUT B 连接到脉冲变压器、但现在我也断开了它们。
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好，Subash

    栅极驱动器变压器可能会饱和-检查其初级绕组的伏秒额定值。

    此致
    Colin
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好、Colin、
    我在 VDD 引脚上连接了12V 电压、并在 REF 引脚上测量了电压。 它显示的是7.12V。 这是怎么可能的？ 因为 REF 上的绝对最大电压为3.6V。 COMP 管脚没有电压、几乎没有0.2V (这就是为什么我没有在 PWM 管脚上获得脉冲)。 但当我检查时、IC 未加热。 应该更改 IC？
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    好的，Colin，我将检查。我在这里参考了 TI 的应用手册，它是 link-www.ti.com/.../sluu441a.pdf 。 页码：4图：1您可以看到原理图。 因为它们使用了 PA0185脉冲变压器(T3)。 因此、我们将使用相同的脉冲变压器。 我对该原理图也有疑问。 在这种情况下、OUT A 和 OUT B 是单脉冲变压器(T3)的输入。我不知道如何工作？ 如果可能、也请说明这一点。 但现在我也断开了脉冲变压器。
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好，Subash

    我肯定会更换 IC - Vref 应该正确-是否存在将基准引脚拉高的短路-焊接短路或类似的短路？

    您应该检查 PA0185变压器的伏秒额定值-您的运行频率是否低于应用手册中的转换器？ 如果是、您的设计中的伏秒数将会更大。

    OUTA 和 OUTB 可使用正电压(OUTA HI 和 OUTB LO)或负电压(OUTA LO 和 OUTB)交替驱动变压器初级侧。 D10和 D11对变压器的次级侧进行整流、使驱动器输入 LI 和 HI 能够看到 HI/LO 或 LO/HI 的组合。 这是一种相当正常的方法、只需要一个变压器穿过隔离栅(更便宜！)

    与变压器串联的电容器用于防止变压器中出现直流电流。 电容器足够大、在单个开关周期中电压不会显著变化。

    此致
    Colin
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好、Colin、

          正如您说过的、我已经更换了 IC UCC28251。 但问题是 ，我同样面临同样的问题。 现在、我已将使能引脚连接到可变稳压电源(0-15V)和12V 电源下的 VDD。实际上、我没有为使能引脚提供电压、但在 EN 引脚上显示的是2V。 这是怎么可能的？ 。 之后、我测量了 VREF 引脚上的电压。 它是 showimg 3.24V。 现在、我开始使用可变稳压电源来增加使能引脚上的电压。 当使能引脚上的电压大于1.9V 时、我发现 VREFvoltage 增加到7V、尽管 VREF 和 EN 引脚之间没有物理连接。这是怎么可能的、为什么会发生变化？ 器件未加热、是一款新的 IC。  

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    TI__Guru**** 2338160 points
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    当使能引脚电压大于1.9V 时、VREF 电压从3.2V 变为7V 的原因。 以及 EN 引脚悬空的时间。 它显示的是2V、如何？ 。 它是输入引脚、对吧？
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    您好，Subash

    VREF 无法自行生成7V -

    我要做的是仔细检查您的 PCB 布局-查找某个地方是否短路。 我将取出您的电路板、完全卸下 UCC28251器件、然后查看您在 Vcc 电源缓慢启动时看到的电压-它们是否符合预期？

    请检查外部 Vcc 电源负极端子与 GND 引脚之间的电压(引脚进入 IC 体时的实际金属)-电压当然应为零。 或者、检查连接的电阻-它应该为零(或者非常接近零)

    此致

    Colin

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    您好、Colin、

           很抱歉我在休假、这就是为什么我不能回复你的原因。 正如您说过的、我今天将检查我的电路连接。 如果我们将 VREF 和 EN 引脚短路、是否会出现问题？

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    欢迎回来！

    将 EN 短接至 VREF 是可以的-您当然会失去使用 EN 引脚打开和关闭控制器的能力、但否则、这样做是可以的。

    此致
    Colin

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    您好、Colin、
    我找到了错误。 这是由 RCS (斜坡电阻)值引起的。 当我断开 VREF 引脚中的斜坡部件时、工作正常。 因此，我用390K 欧姆电阻替换了30K 电阻。 现在可以、Vramp 峰值为0.150V。 我还需要一个帮助、那就是如何设计斜坡幅度。 我对使用的公式有点困惑。 我的设计标准是 dmin=0.33和 dmax=0.45、那么 RCS (斜坡电阻)的值应该是多少？ 。 我已将470pF 电容连接为 CCS。
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好、Colin、
    我使用 IR2110 MOSFET 驱动器来驱动 H 桥 MOSFET。 但是、当我将 OUTA 和 OUTB 引脚连接到 IR2110的 HIN 和 Lin 引脚时、IC UCC28251开始发热。 我不知道为什么。 但是、如果 OUTA 和 OUTB 保持浮动、则没有发热问题。 我有一个 PA0185脉冲变压器、但我的开关频率为50kHz、因此它超过了变压器的伏秒限制、因此出于测试目的、我尝试不进行隔离。
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    一个重要的问题是我没有为栅极驱动器(IR2110)加电。 我搜索了驾驶员的短路情况、但没关系。 没有短路。
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    我尝试了 MCT2E 光耦合器。 它开始发热。
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    我们是否需要在 OUTA、OUTB、SRA 和 SRB 上连接100pf 电容器？

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    您好，Subash

    否-您不应将任何电容器连接到这些引脚-

    这些引脚上的电容将减缓波形的上升和下降、并且不会提高系统性能。

    此致

    Colin

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    你(们)好，科林
    好的。 但是、为什么 IC 在输出连接到驱动器或脉冲变压器的和 OUTB 时发热？
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    您好，Subash

    我最近已离开办公室很多、这条线程已有一段时间、请告诉我问题是否仍然存在。

    此致
    Colin
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    TI__Guru**** 2338160 points
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    您好、Colin、
    实际上、我用一个新的脉冲变压器替换了脉冲变压器、该变压器的 VT 产品比以前的产品多。 现在还可以。 如果发现任何问题、我将与您联系。 非常感谢。