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[参考译文] UCC21550:隔离式半桥转换器的 PCB 布局

Guru**** 1133420 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC21550
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/1331820/ucc21550-pcb-layout-for-isolated-half-bridge-converter

器件型号:UCC21550

您好!

我正在设计一种高压隔离式半桥、其中两个变压器并联连接、如下图所示。 请支持以下问题。

1) 1)是否建议在部分上使用以橙色框突出显示的接地平面?

2) 是否建议将 MOSFET 的源极连接 到隔离接地层(橙色框)

3)如何 最大程度地减小顶部 MOSFET 的源极和底部 MOSFET 的源极之间的寄生电感?

4#为确保初级侧和次级侧之间的隔离性能、应避免放置任何 PCB
并在驱动器器件下方保留引线或铜。 建议使用 PCB 切口、以防止污染
影响 UCC21550在系统中的

4) 4)可以从 IC 底部的变压器辅助绕组对16V 50mA 进行布线吗?

5) 5) 您是否具有任何具有 详细 PCB 布局的参考设计以提供指导?  

此致、

明亮

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    6) 6)在低功率和隔离式电源侧、接地平面是否应仅位于底层?

    #I am using a 2 board layer for the PCB

    此致、

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    7) 7)我使用单个电源作为外部隔离电源。   我需要澄清高侧电源的接地连接。 VSSA 是否是虚拟接地?  或者我需要将 VDDA 的实际接地连接到它、但将其与 VSSB 的接地隔离? 它们都使用同一个电源。 请参见下图。 总之、VSSA 和 VSSB 是同一个接地吗? 但使用不同的覆铜来将高侧与低侧接地隔离? VSSA 连接到高 MOSFET 的源极和低侧 MOSEFT 的漏极

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    您好、亮!

    感谢您关注我们的器件。

    要回答您的问题、请执行以下操作:

    1.)  我们不建议使用较大的接地平面来填充橙色框区域。 如果您要使用接地平面、则将其用于连接到电源接地的低侧通道。 高侧"接地"(VSSA)应连接到高侧 FET 的源极、该源极是浮动开关节点、从技术上来说不是接地。 请记住、在半桥应用中、两个通道是独立的、这意味着不应连接 VSSA 和 VSSB。

    2.) 低侧 MOSFET 的源极将连接到接地平面、而不是高侧 MOSFET。 高侧 MOSFET 的源极应连接到开关节点。

    3.) 如果我理解正确、您是指尽可能减小开关节点环路电感。 保持布线尽可能短且宽、将减轻开关节点环路电感。 这是一个好问题、因为开关节点环路电感对开关节点上的噪声有显著的影响。

    4.) 我们强烈建议不要将此引线布置在器件下方、因为我们无法通过器件下方的引线来保证额定隔离规格。

    5.) 尽管这适用于较旧的器件、但布局规范是相同的。 以下是一些参考设计: https://www.ti.com/product/UCC21520#reference-designs 

    6.) 只要采取了良好的做法、接地平面放置在哪一层都无关紧要。 通常、应避免尽可能重叠的开关节点和接地、避免在接地端运行高侧信号、并将接地平面和电源平面放置在相邻的层上以减少电源环路电感和振铃。

    7.) VSSA 和 VSSB 是不同的接地端。 在半桥应用中、VSSA 应连接到高侧 MOSFET 的源极、而 VSSB 应连接到低侧 MOSFET 的源极。 我看到您共享的原理图具有一个未填充的自举连接。 必须安装这些组件、以便为高侧正确供电、使其具有足够的电荷开启高侧 MOSFET。

    希望这些能解答您的问题!

    此致、

    广木市

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    尊敬的  Hiroki:

    感谢您提供逐点解答。 我真的很感激您的付出。  

    1) 1)只是为了确认 VDDA 和 VDDB 具有相同的电源(在本例中为16V)、但与您之前提到的接地连接不同。  

    7)关于要填充的自举。 请确认自举电容器是 C13且已填充、如随附的原理图所示。 也许上述情况不清楚。  

    e2e.ti.com/.../SV601286G_2800_003_29005F00_Sch.PDF

    此致、

    明亮

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    8) 8)此外、我还想使用 ACS712ELCTR-20A-T (隔离式电流检测)、 Allegro Microsystems 测量低侧的电流。  在这种情况下、低侧 MOSEFT 的源极将连接到 IP+、IP-将连接到电源地。 这样可以吗?

    此致、

    明亮

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    您好、亮!

    当然、很高兴为您提供帮助。

    1.) 是的、正确。 以下是一个常见问题解答、其中介绍了高侧如何实现浮动电源: https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1082920/faq-ucc27624-can-i-use-a-low-side-driver-as-a-high-side-driver 

    这适用于不同的器件、但希望这能直观地说明这个主题。

    7.) 正确、C13是自举电容器并且已连接。 感谢您的澄清!  

    8.) 只要预期电流在电流检测器件的规格范围内、上述方法就可以正常工作。 但是、可能值得复查其产品专家、以确保器件适合此应用。

    此致、

    广木市

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    尊敬的 Hiroki:

    感谢您发送编修。

    此致、

    明亮