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[参考译文] UCC28180：UCC2810 6kW PFC 调试、可提供帮助

admin
Guru**** 2482225 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28180, UCC28070

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/696007/ucc28180-ucc2810-6kw-pfc-debugging-to-assist

器件型号：UCC28180
主题中讨论的其他器件： UCC28070

我们使用 UCC28180进行 PFC 调试、遇到以下问题：

目标的输出功率为6000W。 达到4000W 时、PFC 电流波形变差、PF 值下降。请帮助！

设计参数：

输入电压范围：187V-254v 正常工作电压：230V

需要超过94%的效率

工作功率频率：45-65Hz

输出功率：6000W

输出电压：370Vdc

PFC 电感：0.55mH

7.典型输出电容：930uF*3=2790uF

设计电路图和参数选择如下：

交流200V 输入负载3000W、电感电流波形：

交流200V 输入负载3200W、电感电流波形：

交流200V 输入负载3500W、电感电流波形：

  • 0
    TI__Guru**** 2482225 points
    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。

    你好

    我认为问题是电流感应电阻器的值不正确。 设备 Excel 计算器会给出正确的值。 这假设通用输入电压范围为85V 至264V。 如果输入范围仅为187V 至254V、则电流感应电阻器不会与85V 低压线路值计算得出的值发生变化、并且基于187V 时的电流(大约)为上电流的一半、将 CS 电阻器的值加倍是不正确的 85伏。

    我要说的第二点是、如果 ISENSE 引脚上的电压有可能超过-1.1V、也许有必要在 ISENSE 和 GND 之间添加一个电阻器。 当 PFC 级首次连接到线路时、这可能会在浪涌电流阶段发生。 如果客户的浪涌限制电路可以保证 ISENSE 引脚不能超过-1.1V、则无需二极管、如果无法保证这一点、则需要二极管。

    此致
    Colin

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    TI__Guru**** 2482225 points
    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、Colin：

        非常感谢您的回复！

    •  电流感应电阻器的原始参数 为4mΩ Ω。  获得建议后、我们   通过器件 Excel 计算器将电阻器参数更改为2mΩ Ω。 如下所示：

    电流感应电阻器：

    RSENSE 的理想值、110%电感器 SOC 阈值：

    RSENSE (理想)

    0.002

    Ω μ A

    RSENSE 的实际值：电流感测电阻：

    RSENSE

    0.002

    Ω μ A

    软过流阈值下的电感器电流：

    IOVERCURRENT_SOC

    129.500

    A

    RSENSE 中耗散的功率：

    PRsense

    11.507.

    W

    理论输出过流初始点：

    IOUT_O流

    19.289

    A

    最大 ISENSE 峰值电流限制阈值：

    IPCM

    219.000

    A

    25°C 时热敏电阻的电阻：

    RTHERM

    5.

    W

    最大浪涌电流：

    IINRUSH

    71.842

    A

    推荐的 ISENSE 系列电阻器：

    RISENSE

    220

    W

    推荐的 ISENSE 滤波电容器：

    CISENSE

    2700

    PF

    • 结果：
    • 输出功率可增加至4500W。  但是、达到5000W 后、电流波形也将异常、PF 值将减小。
    • 4500W 输出  CH1：扼流电流 CH3： 电流感应电阻器的电压
    •   

        

    • 5000W 输出  CH1：扼流电流 CH3： 电流感应电阻器的电压
    • 5000W 输出  扩展波形

      

         我们想知道电流波形失真的原因吗？

        我们的目标  是输出 6000W。您还有其他建议吗？！

         此致！

  • 0
    TI__Guru**** 2482225 points
    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。

    你好、Xiaohong

    部分问题可能是2m Ω 电阻非常低、除非电压感应点直接位于电阻器上、否则可能会由于 PCB 中的寄生电阻而产生误差。 结果是、您可能已在电路板上放置了一个2m Ω 器件、但电路的运行方式与3m Ω 器件的运行方式相同(例如)

    我建议您检查系统所看到的电阻值-在 MOSFET 源极连接一个正极电流源、在桥式整流器连接一个负极电流源、并通过电阻器运行一个已知电流-例如10A。 电流与开关电流在相同的路径中流动非常重要、这样就可以考虑到任何寄生电阻的影响。 然后测量 UCC28180的 GND 和 ISENSE 引脚之间的电压-这是控制器使用的电压。

    请向我发送一份布局副本、以便我可以查看它、我更喜欢 Gerber 文件、因为它们更易于查看。 如果您无法在此处发布、请直接通过 colingillmor@ti.com 将其发送给我  

    如果您使用的是 NTC、那么我强烈建议您包含从 ISENSE 到 GND 的二极管、如数据表所示。 原因是、如果您的产品运行一段时间、NTC 电阻将远低于5欧姆。 如果线路电压中断几秒钟、输出电容器将放电、但 NTC 不会冷却、因此在恢复线路电源时、它仍将是低电阻-您可以预期产生较大的浪涌电流。

    此致
    Colin

  • 0
    TI__Guru**** 2482225 points
    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，Colin：

         我们今天听从您的意见。  " 在 MOSFET 源极连接一个正极电流源、在桥式整流器连接一个负极电流源、并通过电阻器运行已知电流-例如10A"。

         然后测量 UCC28180的 GND 和 ISENSE 引脚之间的电压。

         电流感应 电阻为5mΩ Ω。

         结果 是 实际测量电压与理论计算之间的差值很小。

         图片如下：

         电流-15A

         CH1：输入电流    CH3：GND 和 ISENSE 之间的电压  

            

         电流-10A

         CH1：输入电流    CH3：GND 和 ISENSE 之间的电压  

     

     

    在我们的测试中、我们在 ISENSE 和 GND 之间添加了一个二极管、以避免 ISENSE 的电压升高-1.1V。

    至于布局、由于我的文件已加密、我目前只能向您发送图片。 请查看您是否能清楚地看到它

    我们现在怀疑 UCC28180是否能够实现6KW 的功率。 你怎么看？！

    非常感谢！

  • 0
    TI__Guru**** 2482225 points
    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。

    你好、Xiaohong

    计算器显示您需要2m Ω、但您测量的是5m Ω、因此存在误差。

    您能否重新进行测试、因为我打算让您使用直流电流、以便能够获得控制器所看到电阻的精确4线测量。 我已经标记了您发送给我的布局、以显示应在何处注入10A 电流以及测量点应在何处注入。 如果您有2m Ω、则10A 应提供20mV。

    观察布局、我怀疑实际电阻明显高于2m Ω、但让我们进行测量并查看。

    我不清楚 IC 的 GND 引脚如何连接到电流感应电阻器-我可以在引脚1处看到一个黄点、可能是一个过孔、但我不确定。 当然、GND 连接与 ISENSE 连接同样重要。

    您能给我一张屏幕截图吗 -就像下面的屏幕截图一样-但电路板中的每一层都有一张屏幕截图。 您能否告诉我您在 PCB 上使用的覆铜厚度(1oz、2oz、35um、70um 等)。 这将有助于我估算轨道的寄生电阻。   有关示例、请参阅 e2e.ti.com/.../why-should-i-count-squares。

    我们确实有客户在高达8kW 的功率下使用此控制器、因此6kW 无疑是可行的。 主要的困难在于保证良好的 ISENSE 信号、因为电流感应电阻器非常小。 我建议我们在做出重大设计决策之前尝试诊断并纠正问题。 话虽如此、也可以在该功率级别设计交错 PFC 级-建议将 UCC28070控制器用于此应用。

    此致
    Colin

  • 0
    TI__Guru**** 2482225 points
    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、Colin：

          我已通知您该电子邮件、因为我需要向您发送附件。  请您检查一下。

          我们目前正在测试版中进行调试、如果成功、它将立即应用于产品。

          目前、单级 PFC 是我们的最佳选择、因此我们尚未考虑交错 PFC 级。

          如需更多信息、请参阅电子邮件的内容。

         非常感谢！

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    TI__Guru**** 2482225 points
    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。

    你好，熊

    感谢您发送电子邮件、我们可以通过电子邮件继续此对话。

    为了本论坛的其他成员的利益、测量结果给出了2.4m Ω 的电阻。 这意味着控制器使用2.4m Ω 电流感应电阻器、而不是计算器建议的2m Ω 电阻器。 差异是由 PCB 的寄生电阻造成的。

    下一步是尝试减小此电阻、作为测试、我们可以在5个现有 CS 电阻器中的一个上焊接另一个10m Ω 器件、这应将控制器看到的电阻降低到接近2m Ω、并允许在更高的功率下进行测试。

    如果这证实了问题、则下一步是设计布局以降低 寄生跟踪电阻的影响。

    当然、一种选择是并联使用5 x 8m Ω 感应电阻器、而不是现有的5 x 10m Ω、并将寄生轨道电阻用作 CS 电阻器的一部分。 这可能是可以的、但铜具有显著的温度共效电阻、必须检查其对总 CS 电阻值的影响。

    Colin

    此致
    Colin