[参考译文] UCC28950：600W 直流/直流300V 输出400V 输入上的 dB 和直流接近 LS 过热问题

您好 Francesco

这是一个有趣的问题-
首先、满负载时85%的效率意味着您将在某个地方损失105W 的功率。 我怀疑它是否全部消失在二极管中-这是一个需要以后调查的问题。

我了解了 MURS360和 STTH310器件的规格、它们之间有足够的差异、因此值得采购一些 MURS310二极管并替换您使用的器件-最初只是为了进行比较。 例如、反向恢复时间更长- 75ns 与50ns。 正向恢复时间也比25ns 长了300ns。 在此期间、二极管上的电压将高于正常电压、因此会导致功耗增加。 VF 也更高-部分原因是 STTH310的反向额定电压为1000V、而 MURS310的反向额定电压为600V。 STTH310器件上的热阻结至引线也更高(20°KW^-1与11°KW^-1)。

我还建议您移除两个次级绕组中的一个-并将一个绕组效率与两个绕组效率进行半功率比较。 人们希望这两个次级绕组能够平等地共享电流、但情况可能并非如此-尤其是当一个绕组绕组在另一个绕组的不同部分时。 如果这样做、绕组会看到稍微不同的 H 场、这可能会由于电流从一个绕组循环到另一个绕组而导致显著损耗。

当您执行此操作时、可能还需要查看二极管中的耗散与具有一个或两个次级绕组之间是否存在相关性。

您能否仔细检查您使用的匝数比-我建议使用 Vout = D Vin (NS/NP)进行手工计算、原因是 Excel 文件计算器将匝数比舍入到最接近的整数。 当输入电压为400、输出电压为12V、匝数比大约为20或20时、这一点几乎可以接受。 但是、在比率较低的情况下、舍入会产生较大的误差、因为它将用于400V 输入电压和300V 输出电压

在调试这些 UCC28950电路时、我有时会发现从外部源为 UCC28950供电、然后运行比正常电压低得多的动力传动系会很有用-控制器当然会以 Dmax 运行、但您可以观察到较低电压下的开关波形 输入电压(我使用介于10V 和100V 之间的电压-具体取决于具体情况)

无论如何-首先要尝试的是更改二极管。

请告诉我您的使用方式

此致
Colin

非常感谢您的分析。

我尝试降低电压、例如更改反馈电阻器：
在输出电压为50V 且输入电压为90V 时、转换器可生成2A、而不会出现 Da 和 dB 过热的情况(无论如何、它们达到大约70-80°C、不可忽略)。

对于反向恢复时间、它们是相同的：在 STTH310中、最大值仅为75ns、而在 MURS360中、典型值为50ns；最大值也为75ns。

关于正向恢复时间、我无法理解它们是否具有可比性：虽然 MURS360看起来更好、25ns、但在100A/us 下仅测量1.0A、达到1V；STTH 指示为300ns、但电流为三倍(3A)、di/dt 为一半(50A/us)、电压为12倍(12V)... 无论如何、更换零部件是进行此检查的好主意。

标称比率为1：1； 在充分预热后、我使用注入5VRMS @100kHz 的正弦电压发生器进行了测试、使用 HP3457A (即使在此频率下也能测量 TRMS)测量一次侧和二次侧电压：PRI=4、9454v；SEC1=254、5V；sec2=256、94V。

我将在下周再次参加这项任务、我将向您介绍两个二极管的替代方法、并且两个次级绕组中只有一个在运行；
任何其他想法都值得赞赏。

此致

您好 Francesco

一定要试试 MURS360二极管。
我还建议您仔细查看主变压器周围的开关波形。 它们应该保持稳定并且没有任何尖峰。 您还应查找 ZVS (检查栅极驱动波形是否存在米勒区域)。 我还会重新检查您设置的延迟时间。
如果您在这里发布一些波形、我可以查看并找出一些东西。

此致
Colin

我花了几个月的时间尝试解决同一个问题。 二极管不是您的问题。 循环电流是！
我最终使用了 SiC 二极管、但在 LS 正确方面遇到了许多问题。这对于使结构正确至关重要。
问题是变压器初级侧与次级侧空气的匝数比较低。 因此、良好的正确谐振开关的输入窗口非常小。
我认为这是可能的，但有极端的容差。 其中一个是 VIN 和 Vout、
我最终使用了一个硬开关全桥、它的工作效率大大提高。

我向 TI 提出了许多有关 PSFB 的详细问题、但几乎没有得到答案。 所以不要期望太高。

您好 Francesco

请告诉我您的进度-除了 Diodes 之外、还值得再次检查您是否获得了 ZVS (最简单的方法是查看 MOSFET 的 Vgs、看看是否没有 Miller 平板。

此致
Colin

您好、Colin、

通过 MURS360更改两个二极管可以立即改善情况、让我能够在电路上工作。 我还添加了自制散热器、这样 Da 和 dB 的温度就会达到70°C：我认为我可以为下一个原型评估标准 SMD 散热器、或者在 TO-220封装中使用类似的二极管。

然后、我可以评估输出电桥、发现它会导致许多损耗：我放置了其他二极管、现在总体效率似乎已经足够了。

我附上自制散热器和新的效率表的照片。

对 EV 的答复：感谢您的建议。 我已经做了一些仿真、在这种情况下、SiC 对我来说变化不大、我认为高频振铃会通过结电容产生热量。

我借此机会问：我在下面的示波器中分析了该初级波形、这与文献不同(绿色波形是一个整流器上的电压)：

您对此有什么想法吗？ 可能是由于输出缓冲器存储能量？

总之、在这一有希望的结果之后、不幸的是、规格发生了变化、现在我有了360V 输入电压、迫使我进行所有计算并构建新的变压器、从而提高次级电压。
计算方法与此工作原型相同、PCB 相同、但控制器存在几种不稳定情况： 它似乎在占空比变化非常快、峰值电流会出现凝血、也会出现可闻噪声(并且附近的 USB 鼠标也会断开...)。
我尝试在100%占空比的低电压条件下评估 EA 输入、但这会导致 不稳定、因此我很担心。 我将处理它、并希望在报告所注意到的问题时获得帮助：您认为我需要打开另一个线程还是继续？

谢谢、此致

弗朗西斯科

您好 Francesco
很高兴听到您取得了一些进展。 当然、规格会不时发生变化、但至少您不必一直返回到起点。

我要做一些评论-首先、很明显、二极管在关断间隔开始时会发生雪崩。 应避免这种情况-理想情况下、可以减少二极管路径中的未钳位电感量(较短的宽 PCB 走线)、并改进缓冲器设计、以便比此处所示更快地抑制振铃。 最初、我至少会使用具有更高击穿电压的输出二极管。 这里也似乎输出电感器电流是不连续的-这是您在拍照时在工作条件下所期望的吗？ 我认为您认为电流波形是由输出缓冲引起的、这是正确的、但我必须与一些同事进行仔细检查。

您能否给我发送您的 PCB 布局？我可以查看是否有明显的可能导致不稳定的因素-请通过 colingillmor@ti.com 将其发送给我(Gerber 文件或原生布局文件最适合我)。

现在让这个线程保持打开状态-它将所有内容保持在一个位置。

此致
Colin

科林先生，

我想 过冲的主要原因 是次级漏电感：是这样吗？

我认为电感器导通正确、请确认我在600W 输出时获得的波形...

如此处所示：

绿色=次级电压(差分探针25MHz)、黄色=电感器电流(1：1探针5MHz)

此处：

绿色=电感器电压，黄色电感器电流，橙色初级电流，200mV/A ->此探针的带宽仅为500kHz，因此请将其视为参考(实际形状显示在前一答复中)

另请考虑电感器中的频率为200kHz、示波 器可能会错误地对其进行评估、以确定是否存在尖峰。

为了支持过冲、目前在次级侧安装了一个1200V 超快速整流器。

我将通过电子邮件向您发送光绘文件。

我不是电源专家、因此我从您那里学到了很多：我要感谢您的支持。