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[参考译文] UCC28911:UCC28911启动故障问题

Guru**** 2522770 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28911, UCC28711, UCC28710

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/738504/ucc28911-ucc28911-start-up-failure-issue

器件型号:UCC28911
主题中讨论的其他器件: UCC28711UCC28710

大家好、团队成员

我是来自中国南方 OEM 团队的 Xu Gabriel、Anjubao 的 FAE、很高兴见到您。

我们发现了有关 UCC28911的一些问题、需要您的帮助。

当 UCC28911启动时、VDD 电压斜升至9V 并开始下降。  

内部 MOSFET 开关会耦合周期和停止。

此项目已有 MP、发现10%的器件将出现此问题。

客户 用新芯片更换控制器后、问题就迎刃而解。

 我想知道我应该怎么做来确认这是质量问题还是应用问题?

VDD 和 VDRAIN 波形如下所示。

提前感谢。

  • 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 Gabriel、

    UCC28911在通电期间会为 VDD 充电、直至达到 VDDon、通常为9.5V。  当达到此阈值时、控制器将启动3个栅极驱动器脉冲、以查看是否存在故障。  故障包括过压(OV)、过 故障(OC)和输入欠压故障(UV)。  

    在 VS 引脚上通过辅助绕组检测 OV 和 UV 故障。

    OV 故障

    • 在 Dmag 时间内检测到。
    • 如果 VS 引脚在3个连续开关周期内的电压范围为4.45V 至4.75V、超过4.6V、则会触发 OV 故障
    • 这在 TLK_RESET 和采样点之间检测。  有关电路运行的详细信息、请参阅数据表的图22和第18页。
    • 开关将停止、VDD 将在 VDDon (9.5V)、VDDoff (6.5V)和 VDDon (9.5V)之间循环。
      • 开关将恢复、故障采样将再次开始。

    UV 故障

    • 在主 FET 导通期间检测到
    • 在 VS 引脚上寻找指定为 IVSL (run)的215uA 电流、其电流范围为175uA 至260uA。
      • 如果连续三个开关周期小于该值、则开关将停止、VDD 将循环 VDDon (9.5V)、VDDoff (6.5V)和 VDDon (9.5V)。
        • 开关将恢复、故障采样将再次开始。

    由于 IVSL (RUN)电流的变化、您的器件很可能无法启动。  如果您增大器件输入端未启动的电压、则很可能会启动器件。

    如果它不是 IVSL (运行)、则以下链接中提供了一个应用手册、您可能会认为该手册很有用。  它为初级侧调节控制器提供了故障排除技巧。

    www.ti.com/.../slua783.pdf

    此致、

    Mike

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    您好 Mike
    感谢您的回复。
    关于 OCP 保护、我怀疑需要您的帮助来解决它。
    客户通过外部感应电阻器(3.9K Ω)设置电流限制
    在启动序列的前三个脉冲期间、IPK 引脚的峰值电压仅为1.8V。
    我不确定如何将此参数转换为我们的电流限制?
    在数据表第9页中、有一个名为"Vcste_OCP"的参数。 我想知道 Vcste_OCP 和 IPK 引脚电压之间的关系是什么? 提前感谢。
  • 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、Gabrial、

    IPK 引脚上的电压与 IPK 引脚接地端的电阻器(VIPK/Ripk)之间存在关系、该电阻器表示 UCC28911的 FET 漏源电流(ID)中的电流。  我认为、该电流是从电流镜中产生的、该电流镜的比率不为1:1。  数据表中也未指定此值、但可以根据您提供的信息进行大致计算。

    您在 IPK 引脚上的前几个周期测量了1.8V 峰值。  上电时的前三个脉冲是 ID_PEAK (max)采样的最大值的1/3。  对于 UCC28911、这三个脉冲的 ID 通常为700mA/3≈233mA。  请注意、电流可能会有正负3%的变化。

    在初始 采样峰值时、IPK = 1.8V/3.9k≈462uA

    ID  ≈0.7A/3 = 0.233mA

    ID/IPK ≈233mA/462uA = 504。

    UCC28711数据表中的 VSTE (min)典型值为170至265V。  这可能表示实际 VIPK = 1.7V 至2.65V。   

    在查看数据表时、UCC28711的典型 VCSTE (min)为216V、UCC28710的典型 VCSTE (min)为180V。  这可能表示 RIPK 电阻器上的2.16V 和1.8V 电压。   

    此致、

    Mike

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    您好 Mike

    感谢您的回复。

    您还需要了解更多应用细节。

    1) 1)您提到 、最初的三个周期限制为 ID_PEAK (max)/3.=233mA。 那么、这意味着该值在启动期间是恒定的、与 RIPK 的值无关?

    2) 2)对于 UCC28911、VCSE_OCP=885V。 客户选择 RIPK=3.9K 欧姆。 这意味着电流限制阈值885/3900=227mA 小于233mA。 在最初的三个周期中、此 OCP 将作为 Id_PK=233mA 触发。 在此期间是否会禁用 OCP?

    3) 3)您能否帮助与 P/L 检查漏极电流与流经 RIPK 的电流之间的关系? 电流微镜的确切比率是多少?

    我们看到初级侧电流(绿色波形)出现233mA 尖峰。 但之后漏极开路、斜坡波形峰值仅为95mA。

    我不确定为什么它没有斜升至233mA?

    我们为什么会在这里看到尖峰?  

  • 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、Gabrial、

    在任何峰值电流模式控制控制控制器中、电流感测信号上的前沿电流尖峰都是典型值。  这是由第一次打开 FET 时从栅极到源极的寄生电容引起的。  UCC28911的最短导通时间为(tON (min) 420nS。  您可以将其视为 CS 前沿消隐。

    启动期间的3个初始电流感测信号将检查是否存在故障。  峰值为1/3、因为控制器被设计为在确定没有故障之前不能完全启动开关。  一旦确定没有故障、控制器将调整峰值电流和频率以控制输出电压。  在波形中、您可以观察到 CS 信号跳过系数3。  您显示的波形在前三个脉冲之后、漏极电流增加到233 mA。

    Id (OCP)应为逐周期峰值电流限制。  它不应导致转换器关断。  然而、VCST_CCP2将触发一个过流事件、此事件将停止栅极驱动器开关并将 VDD 电容器放电至 VDDoff、然后在 VDD 电容器充电至 VDDon 前不会切换。

    如果您使用的电阻器变化为0%、则基于 RIPK 设置的峰值电流限制可能会变化+/- 3%。  233mA 比编程目标高2.6%、因此在技术规格范围内。

    我认为转换器没有启动、因为您观察到故障。 您显示的波形看起来与转换器因过流故障而关闭的波形不同。  我建议研究上电期间的漏极电流、辅助绕组电压和 VDD。  在 VDD 放电时触发、并在关断前查看辅助信号和漏极电流。

    数据表的第17和18页描述了辅助绕组采样输入电压(VBULK)和输出电压的位置。  当 Aux 低于接地值且 OVP 处于 TLK_RESET 和 tsmpll 末尾之间时、UCC28911将查找输入欠压故障。  详细信息请参阅图22。  如果 VS 引脚在连续三个开关周期内达到4.6V 典型值、则该单元将进入 OVP 关断状态。  请注意、VS 引脚没有容差变化。

    请注意、TLK_RESET 是辅助前沿消隐时间、可防止错误的 OVP 触发。  当 ID 处于 IPK 时为1.5us、当 ID 处于 IPK/3时为200ns。  AUX 振铃 CAN 并将触发 OVP。

    从 OVP 关闭时可以帮助解决的问题。  辅助信号不受振铃影响对于该拓扑的工作至关重要。  TI 建议在 tSMPL 期间振铃小于100mV。

    在开关节点上使用和 RCD 钳位、过齐纳二极管/二极管钳位。

    2.在输出整流器上使用 RC 缓冲器来帮助缓冲振铃。

    3.确保所使用的变压器的初级漏电感小于3%,并经过机械绕线处理,以获得可重复的结果。

    此致、

    Mike

     

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    您好 Mike
    感谢您的回复。
    "峰值为1/3 "您是指 UCC28911 (ID_PEAK (MAX))为700mA、还是由外部电阻器设置的 ID_PK=VCSTE/RIPK?

    我知道 MOSFET 的最短导通时间将忽略电流尖峰、但尖峰是否会导致过流保护?

    是否在启动期间禁用或不禁用 OCP 保护?

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    Grabial、您好!

    从您获取的波形可以看出、IPEAK 对 IPEAK 进行编程、3个采样脉冲是编程的 IPEAK/3。

    它不是700mA。

    只要尖峰持续到最小值、就应触发过流保护。  

    您是否按照我的建议研究过辅助绕组、漏极电流和 VDD 电压?  由于 OVP、电路可能会关断。

    此致、

    Mike

  • 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 Mike

    我已经检查了 VS 波形、并且在启动期间没有发生过 OVP 事件。

    我直接测量初级电流、波形如下所示。

    由于我配置 RIPK=3.9K 欧姆、在启动期间、Vcste 应该被调整为最大值630V。

    因此、ID_Peak /3=53mA。 但我们可以在下面的波形中发现、当电流达到53mA 时、开关未关闭。

    当电流达到1.33*ID_PEAK = 70mA 时,它会关闭。 在三个初始脉冲之后、器件停止开关。

    我想知道在前三个脉冲期间、OCP 阈值是1.33*ID_PEAK/3 还是仅1.33*ID_PEAK?

    该波形是否正常?

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    您好、Gabrial、

    第一个采样脉冲、当受控峰值电流限制为 ID_PEAK /3时、它不会更改关断器件的过流保护阈值。

    根据此示波器图、如果这会使前3个采样脉冲持续、则可能是 OVP 事件。 当内部 FET 关断时、VS 电压过冲相当大。 在这3个脉冲持续时间 Tlk_reset 为500ns、碰撞大约为2us。 数据表第18页提供了有关 TLK_RESET 消隐及其随负载变化的更多详细信息。 满载时、TLK_RESET = 2us。

    有一个应用手册提供了有关此问题的故障排除和修复的提示。
    www.ti.com/.../getliterature.tsp

    此致、

    Mike