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[参考译文] UCC27538:OUTH 保护

Guru**** 2387060 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC27538, UCC27531
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/745281/ucc27538-outh-protection

器件型号:UCC27538
主题中讨论的其他器件: UCC27531

您好 TI

在 UCC27538中、是否有一些内部齐纳二极管从 OUTH 连接到 OUTL? (与下面的原理图中的 D50类似)

当输入变为低电平时、即使 OUTL 保持未连接状态、它似乎也会将 OUTH 下拉至~8V。 (在下面的原理图中、即使 D50已断开连接、也会发生这种情况)

我可以使用该齐纳二极管损坏器件吗? (I 开关频率极低、< 200Hz、并且仅通过10欧姆电阻为几 nF 充电)

请参阅以下原理图:(VP=21V、VN=0V)

此致、

调谐

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    您好调优、

    感谢高功率驱动器团队的帮助、我叫 Mamadou Diallo、我将帮助解决您的问题。

    该器件的输出级没有 zenner 二极管、下图显示了驱动器的输出配置。

    级内 MOSFET 的体二极管有助于保护驱动器免受开关过冲/下冲的影响。

    您希望使用 OUTL 引脚上的二极管 D50实现什么?

    此外、R51和 C37也是真正不必要的。 您是否正在尝试在栅极实现滤波器?

    当输入变为低电平时、由于 OUTH 和 OUTL 未连接在一起、驱动器的 OUTH 引脚处于高阻抗模式。

    此外、您可能还需要考虑按照数据表中的建议将 C38增大到>=1uF、以正确偏置驱动器并将其放置在非常靠近 VDD 引脚的位置、从而实现有效的噪声滤波器。  

    提前感谢您的详细介绍、我期待收到您的回复。

    此致、

    -Mamadou

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    你好,Mamadou

    感谢您的快速回答:-)

    我使用它来驱动 P 沟道 MOSFET、而 D50用于确保 MOSFET 在启动期间不会导通。

    R51和 C37用于在不超过 VGS 额定值的情况下驱动栅极。(它不能接受21V 电压)请注意、当 UCC27538输入为低电平时 MOSFET 打开。

    C38:VDD 引脚上的电容超过100nF、就在原理图的其他位置。

    '当输入变为低电平时、由于 OUTH 和 OUTL 未连接在一起、驱动器的 OUTH 引脚处于高阻抗模式。'

    我不认为是这样,也不是我提出问题的原因。 我查看了数据表、并查看了输出级的主要原理图。 问题是、如果我保持 OUTL 未连接、OUTH 将下拉至8V。

    您能否向设计团队索要有关此输出的更多信息?

    此致、

    调谐

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    您好调优、

    感谢您的澄清!

    我将在星期一/星期二返回给你。

    感谢您的耐心等待。

    此致、

    -Mamadou
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    您好调优、

    感谢您的耐心等待以及先前对电路的解释。

    我已经接触到我的设计、我应该在本周结束时听到他们的声音。

    同时、(出于好奇、如果可能)您能否共享此设计的应用和/或终端设备?

    此外、您还指定了 VP=21V、VN=0V、什么是 VZ?

    关于以下主题:"当输入变为低电平时、由于 OUTH 和 OUTL 未连接在一起、因此驱动器的 OUTH 引脚处于高阻抗模式。"

    我将向您介绍数据表的表5 (I/O 逻辑真值表)、其中我们指定了驱动器的输出引脚行为:

    再次感谢您的耐心和耐心。

    此致、

    -Mamadou

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    你好,Mamadou

    谢谢、期待他们的回应。

    VZ 约为6V、但对我的问题不重要。

    它用于驱动大型 IGBT 的相关河流。

    此致、

    调谐

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    谢谢您调优、

    您将在他们回到我的身边后立即听到我的声音。

    谢谢。

    此致、

    -Mamadou
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    我在下面添加了一些测量值、以便更好地了解输出。 我构建了一个小型测试板、并尝试使用上拉电阻器尽可能简化测试板、还尝试了比实际电路中更大的容性负载。

    我希望您能提供比数据表中提供的更详细的图表、并告诉我以这种方式使用器件是否安全。

    期待您的回应!

    此致、

    调谐

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    您好调优、

    Mamadou 不在办公室、因此我将帮助您解决这个问题。

    数据表中的图是准确的。

    在我看来、您看到的是配置输入的方式的预期行为、但可能我不理解您尝试执行的操作。 请验证 d/s 中的逻辑表 我认为您不想将 INH 和 INL 连接在一起。 我想您需要将它们分开、以获得您所需的输出。

    请看一下、让我知道您的想法。
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    你(们)好

    "请验证 d/s 中的逻辑表 我认为您不想将 INH 和 INL 连接在一起。"

    根据数据表、它们称为 IN1和 IN2、应遵循数据表中给出的真值表。 我不明白为什么我不能把它们连在一起。

    根据这个表、当 IN1和 IN2为高电平时、OUTH 应该为高电平。 这也是我在测试器件时看到的内容:

     当 IN1和 IN2为低电平时、OUTH 应根据表具有高阻抗。 我在测试器件时未看到这种情况。 请向我解释当 IN1和 IN2为低电平时 OUTH 为何为~8V。 SE 下面的测试:

    此致、

    调谐

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    您好调优、

    不用担心! 您是正确的、将 IN1和 IN2连接在一起是可以的。 我误解了您尝试做的事情。

    VDD 是否为21V?
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    你(们)好
    在此测试电路中、我使用的是 VDD=15V。

    此致、
    调谐
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    您好调优、

    我是高功率驱动器的应用工程师、在 Mamadou 缺席的情况下、我随时为您提供帮助。

    我已经订购了样片、以便在工作台上进行检查。 请给我一些时间来接收样片、以便在这方面为您提供帮助。

    此致、
    Mateo
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    好的、Mateo

    期待您的回应:-)

    调谐

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    您好、调谐、  

    遗憾的是、我在假期休息之前没有收到样片。

    我将在星期一11月26日结束前提供最新情况。 感谢您的耐心等待。  

    此致、
    Mateo

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    您好调优、

    再次感谢您的耐心等待、我们收到了样片、我已开始测试。

    将在24-48小时内返回给您。

    谢谢。

    此致、

    -Mamadou
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    您好调优、

    我能够使用我们的控制单元在工作台上复制您的波形、如下所示。

    当 VDD=15V 时、似乎在8.2V 时钳位。  

    在更高的 VDD (30V)下、钳位似乎会上升至10.5V。  我仍在进行设计、以达到其底部。

    一旦取得突破、我将立即更新。  

    谢谢。

    此致、

    -Mamadou

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    你好,Mamadou

    我看不到您的图片、您能否再次添加它们?

    我还会看到30V 时的10.5V 钳位。

    期待更多反馈:-)

    此致、

    调谐

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    您好调优、

    抱歉缺少图像。

    我的波形图确实确认了您在8V 下的钳位观察结果。

    我怀疑2.2k Ω 上拉电阻会使用内部上拉电阻器创建某种电阻分压器、这可能是8.2V 的原因、因此我移除了2.2k Ω、下面是不同频率下的一些波形图:

    这些图仍然显示了钳位、但在5V 时幅值较小、并且似乎存在频率依赖性、1kHz 驱动器最终会一直拉低至0V。  

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    您好调优、

    我仍在通过设计研究这个问题、以确定钳位的原因。

    感谢您耐心等待我。

    此致、

    -Mamadou
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    您好调优、

    感谢您耐心等待我和我的团队研究您的问题。

    在检查设计后、我可以确认 OUTH 引脚(接地)上是否存在内部齐纳二极管、以保护内部节点。 该齐纳二极管通过器件所适用的工作方法导通。 UCC27531的设计并不是为了将 OUTH 和 OUTL 隔离在如此大的电位上。

    根据设计的反馈、我建议使用能够在7V 以下雪崩击穿的外部齐纳二极管(D50)来保护 IC 内部的齐纳二极管。

    如果您有任何疑问、请告知我们、如果解决了您的问题、请按绿色按钮。

    谢谢。

    此致、

    -Mamadou
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    是的、希望设计团队能够解释我们看到的内容...

    谢谢!

    调谐

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    你好,Mamadou

    感谢您的反馈!

    您能不能尝试绘制一张有关该齐纳二极管连接方式的图。 如果它从 OUTH 连接到 GND、当 OUTH 为高电平时、它将传导大电流。 它是否连接 在 OUTH 和 OUTL 之间?

    对于我的电路而言、D50的电压高于 UCC275哥伦比亚 的 UVLO 阈值非常重要、这样可以防止 Q1在启动期间在较低的电压下导通。(请参阅我的第一个帖子中的原理图)

    在我们的测试过程中、器件似乎没有损坏。(可能是在不知道应力的情况下承受应力)您能否为内部齐纳二极管给出额定值?

    (在 OUT 测试电路中、我们将一个2.2k Ω 和一个47nF 电容器连接到输出端 、而不会对 IC 造成明显损坏。 在我的电路中、它大约为10kohm 和~1nF、这应使 IC 的应力更小。 很高兴知道这种长期的做法是否会给 IC 带来压力。)

    此致、

    调谐

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    您好调优、

    很抱歉我不是很清楚。

    OUTH 和 OUTL 之间未连接该内部齐纳二极管。 OUTL 和 OUTH 之间没有直接连接。

    齐纳二极管从 OUTH 连接到 GND、以保护驱动器的上拉 NMOS。 下面的原理图/图说明了相关的输出结构。  

    因此、当您命令 OUTH 关闭时、内部节点2被拉至接地。 这反过来会导致与源极相连的栅极保护齐纳二极管击穿、因为您正在尝试将与源极相连的 OUTH 接地。 这就是我们在输出端看到~8.5V 的原因。  

    器件看起来未损坏、但该工作模式将持续向上拉 N 沟道 FET 施加应力、并可能最终损坏器件。

    请考虑 将 UCC27511A 作为 UVLO (最大4.5V)更低、时序特性更佳、驱动电流较低但 VDD 范围更低(绝对最大20V)的替代器件。

    如果您有其他问题、请告知我们。

    此致、

    -Mamadou

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    您好调优、

    为了进一步澄清、当您命令 OUTH 关闭时、内部节点2被拉至接地。 这反过来会导致从栅极连接到源极的栅极保护齐纳二极管击穿、因为您尝试将连接到源极的 OUTH 接地。 这就是我们在输出端看到~8.5V 的原因。

    如果您需要进一步的帮助、请告知我们、如果您的问题得到解决、请按绿色按钮。

    此致、

    -Mamadou
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    你好,Mamadou

    您非常乐于助人! 我还有几个问题,希望你们能帮我解决,所以我不会因为没有理由而放弃我的好设计:-)

    原理图如下:

    问题:

    1.是否正确理解为 NMOS 中的栅极氧化层受应力? NMOS 的 Vgs 额定值是多少? (我认为它通常在10-20V 范围内)
    当它受到内部齐纳二极管保护时、它将承受~8V 的应力? (当电流受限时、齐纳二极管两端的电压约为8-9V)
    添加外部7V 齐纳二极管是否能够真正解决这个问题? (或者、当您认为问题在于齐纳二极管时、这是建议吗?)
    在 UVLO 期间、内部节点2是否为0V、因此 OUTH 将被钳位至~8V、直到 VDD 超过数据表中指定的最大9.8V 的"电源启动阈值"。

    Ragards、

    调谐

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    您好调优、

    很高兴听到你的反馈。

    1.在当前配置中将 INX 拉低会强制 zenner 击穿(连接到 NMOS 的 Vgs),结果是应力是上拉 NMOS 的栅极氧化层。 我无法确认内部 NMOS Vgs 额定值。

    2.是的、即使是8V 也存在应力风险。 即使您当前未在测试过程中观察到故障、较低的电压(7V)也应减少这种情况。  

    3.添加外部齐纳二极管可降低内部齐纳二极管损坏的风险,该齐纳二极管的作用是保护上拉 NMOS。 如果是内部齐纳二极管、损坏上拉 NMOS 栅极的可能性会增加。

    4、是的、在 UVLO 中内部节点2为0V、直到有足够的驱动电压激活功能图中显示的与门(与门输出本质上连接到内部节点2)、如您所述:

    如果您有更多问题、请告知我们。

    此致、

    -Mamadou