[参考译文] UCC27210：半桥配置中的过度振铃问题

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https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/661595/ucc27210-excessive-ringing-problem-in-half-bridge-configuration

器件型号：UCC27210
主题中讨论的其他器件： CSD19534KCS

尊敬的先生：

我使用 UCC27210在典型半桥配置中驱动2个功率 MOSFET 、如数据表中所述。我使用的功率 MOSFET 是 CSD19534KCS。 HS 引脚用于驱动直接接地的变压器 ZS1052、以实现电压放大、并驱动频率为54kHz 的压电式传感器。由于半桥振铃，我遇到了很多问题。振荡非常大、以至于当施加到高侧 MOSFET 漏极的电压(高电压)大于20V 时、振荡会终止此类 MOSFET、这可能是因为 HS 引脚中的电压变得过负。在我的 PCB 布局中、我没有用于缩短栅极电压上升时间的栅极电阻、这可能会放大问题。我正在尝试多种解决方案来解决该问题、例如在低侧 MOSFET 的漏极和源极之间断开 RC 缓冲器网络、或在 HS 引脚和接地之间使用快速二极管来抑制 HS 引脚中的负电压、但似乎什么都不起作用。你有什么建议吗？我使用的是100nF 自举电容器

此致

Luca Belsito

7 年多前

0 admin 7 年多前

TI__Guru**** 2398695 points

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尊敬的 Luca：

感谢您的支持！我是 UCC27210的应用工程师。看起来是一个很好的小电路。我能不能问您换能器的用途是什么？

您会提到高侧漏极电压下的 HS 振铃。哪个 FET 损坏了 HS 或 LS？这是一个很好的观察结果、很可能会超过开关节点振铃导致的最大 HS MOSFET Vgs 或 LS MOSFET Vds。 HS-GND 和 HM-HS 的并发作用域有助于证明这一点。这种振铃可能是有道理的、因为当您增加开关节点上寄生电感和电容中存储的能量时、以及当您在 LS 体二极管负载电流产生续流效应后打开 HS FET 时 (用于为 LS FET 的寄生漏极电感充电)您将改变 LS 漏极和 HS 源极寄生电感的极性、并在 LS 寄生电容从 VIN 充电的同时将其放电到开关节点。同一节点上的充电和放电会在开关节点上产生 LC 滤波器类型的振铃。您可以在以下网址阅读有关此内容的更多详细信息： www.ti.com/.../slyt465.pdf

对于这种解决方案、您最好选择使用小栅极电阻器值来缩短 HS FET 的上升时间。您还可以将电容器与 HS FET 的 CGS 并联、以产生相同的影响。如果可能、我想查看有关如何连接驱动器 FET 变压器压电电路的原理图。

谢谢、

0 admin 7 年多前

TI__Guru**** 2398695 points

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尊敬的 Jeff：

非常感谢您快速回复我并为我提供帮助。在我的应用中始终损坏的 FET 是 HS (在我的测试期间已经过三次)。为了在安全条件下工作、我必须限制施加到半桥的最大电压。从 HS 开关节点中以 GND 为基准的电压来看、当 FET 发生故障时、这明显小于-20V (绝对值更大)。振铃振幅在上升时间和下降时间内更加相似、并且其最大振幅几乎为在几 μ s 内下降前施加电压的100%。该应用是超声波压电式传感器的标准驱动器电路、需要高电压来生成显著的声波。即使在此应用中使用变压器来充分补偿次级窗口上的电压、控制信号频率也非常低(低于1MHz)、我设计了具有快速驱动器和快速功率 FET 的电路、因为我希望在高频应用(具有高频传感器)中也使用相同的结构、很明显、不使用不能用于高频电压信号的变压器部件。在下面您可以看到电路。线圈的初级窗口连接在 HS 与 GND 或 HS 之间、并连接到两个电容器的中间(如果应用中需要正/负波形)。此时、我使用初级侧连接到 GND 的电路。如果我在 HS FET 中的 GS 之间并联添加一个电容、I 将缩短上升时间、但也缩短下降时间、也许我还必须在低侧添加相同的电容、以避免在开关阶段形成接地电流路径。非常感谢。

卢卡

0 admin 7 年多前

TI__Guru**** 2398695 points

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尊敬的 Luca：

很高兴为您提供帮助、感谢您与我分享您的驱动程序系统信息！驱动器的4A 输出对于该电路来说有点太大。 ‘m初级电容器直接接地。我认为 LF 应用允许在次级上出现较大的电压，但仍然能够复位内核，而在另一个 HF 应用中，在需要负电容器复位的情况下，使用“两个电容器的中间”。

只能通过反并联栅极电阻器上的二极管来使用栅极电阻器导通、从而快速地将 FET 的栅极接地、关断不受影响。

与 LS 体二极管的反向恢复电流在开关节点上产生振铃相同、击穿也以类似的方式出现。如果您让 MCU 创建固定的死区时间、那么当您增加添加的 GS 电容器时、死区时间将成为一个问题、并且由于 LS FET 的源极上出现更大的电感、从而使 SW 振铃变得更糟。在根据经验进行优化时、此死区时间也应通过电流限制来完成。应在温度下实现最坏情况的数字。由于导通损耗的很大一部分是由 LS 体二极管导致、因此应在低侧成功软开关后计算高侧死区时间。

谢谢、

电源管理（参考译文帖）

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