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[参考译文] UCC27201:打开高侧 MOSFET 时出现问题

Guru**** 2382500 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC27201, DRV8300
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/1193132/ucc27201-issue-with-turning-on-high-side-mosfet

器件型号:UCC27201
主题中讨论的其他器件: DRV8300

使用 UCC27201导通高侧 MOSFET 时出现问题在开始原始操作之前、我尝试验证我是否能够逐个导通任何特定的 MOSFET、 当我打开低侧 MOSFET 时、我能够打开它、但当我尝试打开任何高侧 MOSFET 时、我无法打开它、如果不打开它、我在高侧 MOSFET 的栅极上获得6V 的电压、 我认为 MOSFET 应该导通、所以我检查了漏极和源极之间的电阻、发现电阻非常高(以30千欧为单位)、所以我发现它是关断的、然后我检查了 MOSFET 源极上的电压、它也是大约6V、 现在 VGS 接近0V、因此 MOSFET 应按原样关闭。

1.如何在高侧 MOSFET 的栅极和源极上获得6V 电压。

2.为什么我不能只打开任何特定的高侧 MOSFET。

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    您好、Anmol、

    感谢您的参与! 为了使高侧 MOSFET 导通、您必须在低侧和高侧 MOSFET 之间经历一个完整的开关周期、以便自举电路能够正确充电和放电。 这意味着您将无法分别验证高侧和低侧的运行情况。

    我在文章中添加了一个链接、该文章讨论了自举电路选择: 链接

    本文的第2节讨论了自举电路的操作、并包含有助于说明自举充电和放电路径的图像。

    希望这有助于回答您的问题! 如果您在验证高侧 MOSFET 的运行时仍然遇到问题、请随时联系我们。

    最棒的

    Alex Weaver

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    尊敬的 Alex:

    我如何在相位上获得6V 电压、而在相位上未连接任何电压。

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    您好、Anmol、

    您能否提供栅极驱动器+ MOSFET 电路的原理图? 如果此选项不可用、您能否提供系统的图纸? 这将帮助团队更好地分析这里的根本原因。

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    尊敬的 Alex:

    它只是一个使用 MOSFET 的半桥电路、直接连接到半桥驱动器 UCC27201

    驱动器的输入为12V、HI 和 LI 引脚连接到控制器、HO、LO 引脚通过一个10欧姆的串联电阻连接到 MOSFET 的栅极。 HB 和 HS 引脚之间连接了自举电容器、HS 引脚连接到相位。

    我检查了 HO 和 LO 引脚上的电压、它们为0V。

    我设计了一个不同的电路、即使用 DRV8300的三相电路、因为该电路工作正常、所以对于基准、我检查了相电压、我也可以看到2.5至3V。

    电路中的一切工作正常、但问题是我如何在相位上获得电压、在 MOSFET 的栅极上获得几乎相同的电压  

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    您好、Anmol、

    Alex Weaver 今天离开了、所以我将在平均时间内回复。

    VBUS 上有什么东西吗? 在这种情况下、HS/PHASE 节点悬空、因此较小的泄漏电流会移动电压。 例如、构成半桥的两个 FET 将具有特定的泄漏电流、因此会形成一个分压器(如果 VBUS 为12V、则 IE 在 HS 上预计约为6V)。 驱动器本身也有一些微小的泄漏、自举路径也会导致节点悬空。

    类似地、有一条通过高侧下拉 FET 体二极管的路径、如果 HS 较高、该路径将使 HO 大致匹配 HS。 这可能是您在 HO 上看到相同电压的原因。 在任何情况下、HO 和 HS 浮动到相同的电压、这意味着 FET 上的 Vgs 接近于零、因此不会导通。  

    由于 Vgs 平衡为零、因此浮动电压通常是无害的。 如果您想摆脱这种情况、从 HS 到 GND 的下拉电阻(10-100K)可以消除这种情况。  

    如果您有任何疑问、请告诉我。

    谢谢、

    Alex M.

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    您好、Alexander、

    是的、VBUS 上有电压、但电压为50伏、因此根据分压器、HS 上应该是25V、但情况并非如此。

    我不理解第二段、即如果 HS 较高、低侧 FET 如何使 HO 大致匹配 HS。

    自举电容器充电路径为12V、因为施加12V 电压为驱动器(UCC27201)上电、因此理想情况下、自举电容器应通过25V HS 引脚充电至高侧 MOSFET 的栅极。

    如果我考虑使用自举电容(100nF)和 CGS (9.1nF)的电容分压器、则栅极电压应至少为23V。

    请澄清我是否错了

    谢谢。

    Anmol Jaiswal

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    您好、Anmol、

    以下是我的意思、很抱歉、您的粗略图:

    在驱动器内部、有一条来自下拉 FET 体二极管的二极管路径。 如果 HS 高于 HO、则应导通、直至差值对于二极管而言过小。  

    在正常运行中、只要驱动器打开低侧 FET、HS 节点就会被拉至接地。 发生这种情况时、HB-HS 电容器通过二极管从 VDD (12V)充电。 自举电容器最终将充电至大约 VDD (12V)、当低侧关闭而高侧打开时、在这种情况下 HS 将上升至50V、但 HB-HS 仍将为12V、因此 HB-GND 电压将为62V。 HS 电压将为50V、因此高侧 FET 的 VGS 将为12V。

    该电路需要偶尔切换低侧 FET、以便为自举电容器充电。 这会导致您在直流测试中看到奇怪的行为。 您在 HS 和 HO 上看到的确切电压可能来自驱动器中的各种泄漏电流。 例如、HB 引脚的电流消耗可为高侧的各种电路供电、如电平转换器。 我认为您不能使用分压器的原因、因为电容器实际上不是串联的(当 HO 变为高电平时、它们是并联的)。  

    有多种方法可实现100%占空比或直流运行、但您无法使用自举电路实现这一目的。  

    谢谢、

    Alex M.