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[参考译文] UCC28950：电流互感器中的直流电平

admin
Guru**** 2350880 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28950, PMP6712, PMP8606
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/609748/ucc28950-dc-level-in-current-transformer

器件型号：UCC28950
主题中讨论的其他器件： PMP6712、 PMP8606

你好
我正在设计一个直流/直流150V 输入源和250V 输出、功率为1200W。 目前、我没有150V 直流电源、因此使用为150V 输入和250V 输出计算的相同硬件、我使用30VDC 输入源和65V 输出、显然将功率限制为150W。 我所做的所有这些工作都是为了测试 UCC28950控制器的运行情况。
为了感应电流、我正在开发一个具有铁氧体磁环的电流传感器、这是我在当地市场上找到的。 使用的类环是 EPCOS 的 T38材料、另一种没有规格。 在这两种情况下、我给两者提供100匝、得到的 Lm = 30mH 左右。
两个变压器的问题相同、因为输出信号中出现直流电平(请参阅图像)。 该直流电平会阻止我控制电路、因为负载增加得越多、直流电平会增加、引脚 C 的2V 电平过快。
我将实现 UCC28950数据表中的电路、同时​​也实现了 PMP6712板上的电路、但在这两种情况下的结果是相同的。 我怀疑变压器无法复位。
磁芯的选择标准应该是什么？ 或者我已经实现的电路是否有问题(请参阅图)？

谢谢。

(CS 波形)

(CS 电路)

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    TI__Guru**** 2350880 points
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    你(们)好

    您能否给我发送一份原理图，说明您在何处测量电流-？

    5nF 时的 C37看起来有点大-通常这个部件接近1nF -这是滤除不需要的噪声和保持所需 CS 信号之间的折衷。

    您可能没有足够的时间让电流互感器复位-您可以直接查看 L16处的电压。

    在您测量的负载条件下，CS 信号的预期幅值是多少？ 这是否实际与测量值相对应。

    您是否可以增大 Vout 以使控制器以更窄的占空比运行？ 这将为 CT 提供更多复位时间。

    T38可能 不是最佳使用材料、EPCOS 站点提供的最大频率为100kHz。 CS 信号的谐波会达到该频率的许多倍、尽管 T38材料在较高频率下不会"悬崖峭壁"、但它不会发挥最佳效果。 我建议您从众多优秀供应商中的一家购买 CT -查看 UCC28950 EVM 以获取建议。

    有其他方法可以解决这个问题、但现在我先查看上述内容。

    此致

    Colin

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    TI__Guru**** 2350880 points
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    目前、我无法购买专用电流互感器、因此我尝试使用我在当地市场中找到的电流互感器。
    我用 ETD29和3c94材料构建了一个新的电流传感器、但问题仍然存在。 还可以通过100欧姆电阻器和870pF 电容来更改 RC 滤波器。
    下一幅图像中是启动时间。 蓝色表示 CS 引脚的信号如何不复位为0伏、尽管有用的周期非常小。 该电路激活过流保护、并重新启动、但从未设置过流保护。


    连接的负载在输出端为20欧姆、相当于负载的90%。
    该电路始终在 VMC 中工作。 如果我断开 CS 信号、电路工作正常、但在 DCM 模式下。 我不知道为什么电路更喜欢以 DCM 运行、也不会缩短有用的周期(这应该在下一篇文章中提出？)。
    我附加了电路原理图。

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    TI__Guru**** 2350880 points
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    你(们)好

    我没有看到 CS 变压器的任何接地连接-例如、在 R18的左侧-我是否缺少某些东西、因为没有此连接、CS 信号将悬空、控制器将无法获得正确的电流感应信号。

    第二点-问题是 CS 信号在逐周期基础上不正确。 因此、您需要以快得多的时基来查看它-显示两个或三个开关周期。

    请仔细检查接地情况、并告诉我您的接地情况。

    此致

    Colin

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    TI__Guru**** 2350880 points
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    你(们)好，科林

    我没有更新原理图。 之前的图像是在连接到 R18、R19和 C9的节点处进行接地连接的情况下拍摄的。
    我不理解第二点。 是拍摄这样的照片吗？

    此图像是启动图像。
    我发现了一些奇怪的东西。 如果我断开电流传感器电路与 ucc28950的连接、直流电平问题消失。 这可能是什么？

    我已经查看了示例 PMP8606的电路。 电流传感器在变压器中实现。 当我使用变压器中的传感器运行仿真时、仿真不起作用。 使用此设置时、我应该记住什么？
    谢谢

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    TI__Guru**** 2350880 points
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    你(们)好
    此屏幕截图提供了更多信息-至少现在您可以看到电流峰值和各个开关周期。 如果您可以放大存在直流偏移的两个或三个开关周期、这可能会更有用。 例如、根据输出电感和变压器的磁化电感、电流信号的斜率是可预测的。 例如、您应该在上图左侧的两个较宽的脉冲上看到类似的东西。 现在、在更窄的脉冲中、 您可以看到、电流确实很快达到2V -可能是由于某种电容效应-从 CT 的初级到次级的电容、例如、由于电桥中的顶部和底部开关同时导通(击穿)、电流可能很快达到2V。 然后、这会过早地终止周期。 我不确定直流失调电压来自何处、但我要检查 CT 的相位-我认为这是可以的、但最好仔细检查。 我还会检查 CT 次级侧的电压- 51k 电阻器两端的电压。 1N4148是快速二极管、这很好、但额定电压仅为75V。 它可能在复位时间内被雪崩。 我们在 EVM 上为 UCC28950使用了4.87k 电阻器、虽然所需的电阻器值将取决于 CT、可用时间51k 似乎有点高。 检查峰值复位电压、并尽可能减小51k 电阻。

    我还会检查您是否允许足够的死区时间(DELAB 和 DELCD)来防止击穿-死区时间过长比过短更好-它可以在以后进行优化。

    将 CT 放在变压器中也是一种可能性-但您应该能够使您的现有配置正常工作、这样我就不会更改。
    此致
    Colin
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    TI__Guru**** 2350880 points
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    我已将电阻值从51k 更改为3.9k 中的一个。 我放置了一个非常大的电阻值、因为我在一本书中看到、值越大、变压器的复位速度就越快、但二极管中的电压峰值也越大。
    我放置了一个具有较小时间刻度的启动图像。

    我拍摄了电阻器 R18处的电压(现在为3.9K)。 我认为电压低于二极管的击穿电压。

    我将 Adel 引脚接地。 结果是相同的。

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    TI__Guru**** 2350880 points
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    你(们)好

    您能否确认 UCC28950在输出端具有接地连接-原理图显示了初级接地(0V)和次级接地的不同符号。 CS 信号接地当然需要与 UCC28950使用的接地相同。
    输出分压器设置为大约50V、而不是250V。 如果是这样、则当输出电压大约为50V 而不是250V 时、系统将命令 Dmin、并且将以比预期低得多的占空比运行。

    根据上面的波形-当 CS 信号达到2V - 2V 时、PWM 周期将终止、这是逐周期电流限制比较器开始运行的"秒过流限制"。

    在第二个图中-负复位电压不清楚、因为"范围"已超出范围(您可以在波形上看到平坦的下底)、但您是正确的、电阻、复位电压之间存在相关性。 现在、我将其保留为3.9k。

    请仔细检查 CS 接地。

    然后-进行诊断-您可以在电压环路开路的情况下运行系统(移除 R66)。 打开 Vbias 并缓慢增大 Vin。 控制器应在 dmax 处驱动功率级。 您需要监控 Vout -但一旦达到目标(50V 或250V)的30%、您应该停止增加 Vin。
    然后查看 CS 信号-

    请告诉我您如何获得-

    此致
    Colin
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    TI__Guru**** 2350880 points
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    我已经验证了输出电压的接地端与 CS 的接地端之间的连接。 还可以。

    我有一个 UCC28950所在的子卡、因此它们显示了不同的接地符号。 无论如何、我已经验证了 UCC28950的出口接地和接地之间的连接、这是正常的。

    此硬件设计用于250V 输出和150V 标称输入、但为了在我向输入施加30V 电压、65V 输出、最大功率90W 时立即进行测试。

    我做了你告诉我的事情。 我已移除电阻 R66、我施加到输入12V、输出端的电阻为40V。 我使用万用表测量了输入端的直流电流、标记为2.36A。 在输出端、电流标记为0.650A。

    很明显、在这些条件下、传感器被复位、但我不确定当前读数是否正确。

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    你(们)好

    因此-在上图中、控制器似乎以 Dmax 运行-现在可以了。

    在大约1MHz 的频率下、CS 信号上有很多未阻尼振铃、但如果忽略振铃、则看起来"合理"。 振铃将屏蔽正确的电流感应信号并阻止控制器正常运行、因此任务是清除该信号。
    此类噪声通常是由于某个位置的接地布置不良所致-从电流互感器返回到控制器的接地连接应具有低阻抗-最容易通过短而宽的 PCB 走线实现。 这也可能是电流互感器到控制器的路径中的杂散电感造成的。 这也可能是由从电源变压器的初级侧流向次级侧的共模电流引起的-如果电源变压器具有大量初级侧到次级侧的电容、这种情况会更糟-
    您是否可以使用钳位电流探头，以便查看电流互感器初级侧的电流？ 并将其与次级侧的电流(上面的电压波形)进行比较。

    峰值电流模式控制非常有用、因为它简化了反馈环路设计并使您能够获得更好的瞬态响应。 您始终可以选择更改为电压模式控制-当然、您需要在电源变压器初级侧添加一个直流阻断电容器-但即使您确实更改为 VMC、您仍需要从电流变压器到的干净电流信号 提供精确的过流保护。

    此致
    Colin
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    TI__Guru**** 2350880 points
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    您好 Colin
    我已经使用我使用的内核对电路进行了仿真、所有这些都显示了偏移误差。 我已经研究过，这是因为核心的重新调整。 无论电阻器 R18增加多少、都无法复位内核。
    具有最低重用率的模芯是铁模芯。 我使用了一个125u sendust 磁芯、磁导率为150圈。
    使用该内核时、没有直流偏移问题、但信号中仍有振铃。 我用手缠绕了环状磁环、因此我认为电容和电感寄生是影响信号的因素。 我决定购买电流传感器 B82801C2245A200，但需要两个星期才能到达，所以我得等:(
    在工作频率下、我没有电流探头、因此我可以盲目信任 CS 信号。
    当 CS 到达时、我会对结果进行注释。
    谢谢你。
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    你(们)好
    这是有道理的-我没有想到这一点、因为 CTS 通常不会表现出明显的改变。
    请告诉我您的工作方式。
    此致
    Colin
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    您好、Collin
    我购买了电流传感器 B82801C2245A200、并且不再存在信号偏移问题。
    现在、我想消除电流中的振荡。 如下图(蓝色信号)所示、电流会振荡很多。 我不认为接地不良会导致振铃、因为我为电流传感器制作了一个单板、并且未连接到 ucc28950 CS 信号。 我已经进行了仿真、显然是由变压器的寄生电感器进行的、但我不确定。 电流中的这种振荡还有什么其他原因、如何避免呢？
    谢谢你。

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    TI__Guru**** 2350880 points
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    你(们)好

    很高兴看到您正在取得进展。 有几个原因可能会导致这种振铃、因此我建议您尝试以下方法

    在 SR 源极处从次级接地添加一个电容器、直接在 H 桥的0V 端向初级接地添加一个电容器-这实际上是一个 Y 电容器、其功能是防止变压器中产生的任何共模电流流入 CT 初级电路。

    仔细检查布局- CT 初级电路中是否有任何电容或杂散电感-尤其是最靠近 H 桥的末端的电容。

    您是否使用 DS 第63页上显示为 D5和 D11的钳位二极管？

    此致
    Colin
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    您要添加的电容器是应用手册 SLUA560B 的电容器 C13？ 电容器的值应该是多少？ 该电容器的电压是多少？
    我之前发布的电流振荡图像不再相同。 电流如下：

    我重新焊接了所有点、振荡也发生了变化。 我现在拥有的电流、我认为比上一个电流更加一致。 但仍具有相当大的振荡电流。
    当我打开电路时、大约5米的示波器会检测到噪声。 我想我的电路会产生很多噪声、这可能会影响电流测量。 例如、散热器应在某个点着陆？ 变压器也应接地？ 我认为这可能有助减低 EMI，但我不知道在哪一点，究竟是原地还是次地？

    我没有使用二极管钳位、因为我没有垫片电感器。

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    TI__Guru**** 2350880 points
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    你(们)好

    看起来您在某个地方有开路。

    您应将散热器连接到交流接地的某个位置-最佳位置通常是 变压器初级侧初级低侧 MOSFET 的源极。 所发生的情况是、MOSFET 选项卡上的高 dv/dt 速率会将电流耦合到散热器中。 然后、这些电流通过杂散外部电容并通过辐射到附近的表面来返回-所有这些都会增加噪声。 如果将散热器接地、这些电流将通过更直接的路径返回接地。

    您还应查看变压器磁芯的接地情况-再次将其接至初级低侧 MOSFET 的源极。 铜"腹带"也有助于降低噪声-同样、将腹带连接到 MOSFET 源极。

    次级侧整流器上的卡舌也是如此-将其散热器接地至0V 输出。

    此致

    Colin