[参考译文] UCC2810：谐波电流波形的锐度

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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。

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器件型号：UCC2810
主题中讨论的其他器件：UCC28180

您好！

我们正在定制电路板上评估 UCC28108DR。当我们测量谐波电流时、它会导致故障、具体取决于采样。当我检查波形时、输入电流波形存在差异、我认为这是原因。详细信息在 Excel 中列出。
e2e.ti.com/.../20240220.xlsx
是否有可能收到关于造成这种差异的原因和可能的对策的评论？

谢谢。

科诺

1 年多前

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2551110 points

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您好 Conor-San、

我同意、样片 X7电路板中 THDi 升高的可能原因是交流输入电流上升沿出现尖峰。
这种尖峰可能是由 UCC28180 PFC 控制器的 ICOMP 引脚上的饱和放大器输出引起的。

UCC28180使用前沿 PWM、当内部 M2斜坡超过 ICOMP 电压时、栅极信号的导通沿出现。
在交流线路过零处、尤其是在轻负载时、ICOMP 信号接近零 V、并且占空比最大。
随着交流电压的上升、ICOMP 也应上升并减小占空比、以保持输入电流跟踪电压。
如果 ICOMP 的上升速度没有达到交流电压的上升速度、高占空比将开始产生过多的输入电流。
当 ICOMP 上升到正常电平时、占空比变为正常、电流下降到正常水平、因此存在一个短暂的尖峰、会产生更高阶的谐波。

我建议比较 X7和 X1电路板的 ICOMP 信号、以验证差异是否与 X7输入上的尖峰一致。
如果已验证、则必须找到 ICOMP 差异的原因。

在这些电路板上、使用10nF 电容器(C22)来滤除 ICOMP。这是一个非常高的值(无论如何、我都不会看到这种情况；我以前没有看到任何高于4700pF 的应用)、并且 C22的实际值可能在不同电路板之间存在显著差异。
在小型外壳尺寸内实现高值电容会在 MLCC 中产生显著的直流偏置效应。尽管在过零处 ICOMP 电压应该非常低、但即使在低电压下、电容的差异也可能足够大、从而导致 ICOMP 响应存在差异。
更改 X7电路板上的 C22可能会显示 THDi 的差异。

或者、在电路板 X1和 X7之间交换 IC2可以确定 THDi 问题是出在控制器 IC 还是出在电路板。

输出电容器 C19和 C21加在一起高达660uF、这表示功率相当高、可能超过750W。
此应用必须对在75W 负载下产生"故障"结果有非常严格的 THDi 要求。

此致、
乌尔里希

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2551110 points

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尊敬的 Ulrich：

感谢您的评论。我已确认您提供的信息、并将其记录在下方。

jun chen 说：
或者，在电路板 X1和 X7之间交换 IC2可以确定 THDi 问题是出在控制器 IC 还是出在电路板。 [/报价]
我们执行了 A-B-A 交换。我用 X1上的芯片更换了有缺陷的主板 X7上的 IC、但出现了同样的问题。

jun chen 说：
更改 X7板上的 C22可能会显示 THDi 的差异。
[/报价]
我通过将 C22从0.1μF→3300pF→1000pF 降低到更低的值来实施 C22。
因此、电流偏移的功率带看起来似乎是扭曲的、因此不是根本性的对策。

问题1：请告诉我是否有办法确定 C22的最佳值(ICOMP)。

问题2. 通过查看应用手册、我读到过、当负载较轻时、功率因数较低、但即使输入功率约为75W、它也能稳定运行吗？

谢谢。

科诺
[/quote]

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2551110 points

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您好 Conor：

感谢您提供测试结果。

Unknown 说：
我们执行了 A-B-A 交换。我用 X1上的芯片更换了有缺陷的主板 X7上的 IC，但出现了同样的问题。

根据此结果、无论安装的是原来的 X7控制器还是 X1控制器、X7板上显然仍然存在问题。
因此、THDi 出现"失败"结果是由于 X7电路板的动力总成有所不同、不是控制器 IC 中的不同。
我建议您比较 X7和 X1板之间过零附近的开关波形、以搜索可能表明 X7上出现尖峰原因的差异。如果可能、在电路板之间交换电源元件(一次交换一个)可能表明哪个器件会使尖峰从 X7移至 X1。例如、逐一交换升压电感器和/或输入电容器以及其他元件。

对于问题1：UCC28180 Excel 计算器工具(https://www.ti.com/tool/download/SLUC506 )将根据数据表公式(100)和前体结果计算 Cicomp 的正确值。

对于 Q2： PFC 转换器将在所有负载低至0W 的情况下稳定运行。由于以下两个原因、PF 在轻负载下会变得较差：(a)线路滤波器中来自 X 电容器的输入电流相移；(b)由于电感器中的 DCM、THDi 增加。轻负载时、X-CAP 中的位移电流(90度相移)是总输入电流的主要部分。在电感器中、轻负载往往在 DCM 下运行、但这会引入谐波。在 CCM 下运行会导致低失真。但在轻负载条件下、偏移和其他因素也会使 THDi 增加。

这两个因素都会出现在任何 PFC 中、因此无论使用何种控制器、PF 总是降至轻负载下。

此致、
乌尔里希

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2551110 points

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尊敬的 Ulrich：

jun chen 说：
PFC 转换器将在所有负载下稳定运行，低至0W。 [/报价]
我认为功率因数降低是因为在轻负载期间电流波形不稳定、但说功率因数降低但器件运行稳定意味着什么？

jun chen 说：
根据此结果，无论是否安装了原 X7控制器或 X1控制器，问题显然仍在 X7板上。

抱歉、我的答案是错误的。换用后、仅更换了 IC、使通过产品出现故障、而未通过产品变为通过。问题很可能是由 IC 而不是定制电路板引起的。你能给我一些意见吗？

谢谢。

科诺
[/quote]

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2551110 points

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您好 Conor：

转换器稳定运行的意思是 PFC 输出电压保持稳定。在轻负载时电流失真是预期情况、尤其是当控制器设计为 CCM 运行模式(如 UCC28180)、但电感器电流处于 DCM 模式时。但是、失真电流不是不稳定电流。

如果可能、请发布一些显示不稳定电流波形的波形。

在您获得有关 IC 交换的新信息后、我同意以下观点：原来来自 X7的 IC 更有可能导致前沿尖峰出现更高的失真。我只能猜测其原因。可能是 ICOMP 引脚上的放大器的电流驱动能力低于正常水平、无法像其他 IC 那样快速响应 ISENSE 信号。如果 ICOMP 电压上升缓慢、则占空比将比其更宽、从而导致电感器电流升高、直到 ICOMP 恢复并针对运行条件提供正确的电压。

我不知道会导致这样的情况。如果这是一次性事件、则可能是 IC 因 ESD 或其他过载而以某种方式损坏。
如果多个控制器发生这种情况、则会有一种模式、可以找到原因。器件参数始终存在不确定性。 ICOMP 上的10nF 或100nF 电容可能会在 ICOMP 输出电流较低的情况下使 IC 过载。将 Cicomp 改为较低的值可能会解决这个问题。

此致、
乌尔里希

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