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[参考译文] UCC21710-Q1:UCC21710在启动时的不稳定行为

Guru**** 1123240 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC21710, TPS564255, UCC21750
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/1329776/ucc21710-q1-erratic-behaviour-of-ucc21710-at-start-up

器件型号:UCC21710-Q1
主题中讨论的其他器件:UCC21710TPS564255UCC21750

您好!  

我在来自具有外部栅极驱动 BJT 缓冲器的 UCC21710的栅极驱动信号中观察到一些不稳定的行为。 前几个开关周期可以、但还有一组开关周期显示不良行为。 完成这些操作后、该行为会立即恢复正常、器件工作正常。 参见屏幕截图。  

我已经在3.3V 稳压器的输出上放置了额外的电容、由于怀疑这是由 VDD 或 VCC 的 UVLO 引起的、我在 VDD、VEE、VCC 和 COM 电源轨上都放置了额外的电容。 但是、这样做无助于解决问题。 我还注意到、在 RDY 指示电源上发生故障之后的一段时间、栅极驱动器的输出保持低电平长达数微秒-因此这似乎与我所看到的行为不一致。 明天、我将探测 FLT、RST/EN 和 RDY 线路、看看器件是否报告了任何内容、但与此同时、还有什么其他情况会导致这种行为?  

如前所述、初始启动电流消耗后、行为恢复正常、并且我看不到任何延长的栅极驱动器周期来将输出保持在低电平。  

PS、请忽略在稳压器和 VCC 引脚上放置额外电容之前的紫色迹线。 现在整个脉冲的电压为3.3V、根本没有下降。 由于开关噪声、稳压器的输出端存在噪声、但这似乎并不会在任一电源上触发 UVLO 故障。

我不使用 OC 引脚、它直接连接到 COM。

与我们将其设计为控制的 F2837xD Launchpad 相比、唯一的区别是我们省略了 TPS6162 3V3稳压器、而是使用电流能力要高得多的 TPS564255。 它也是可变频率、在低负载下运行时使用相当低的开关频率。 我很好奇这是否可能是问题的根源、因为开关噪声可能更大、并可能干扰 UCC21710的正常运行。 如果开关噪声降至驱动器 IC 的3V 最小电源电压以下、器件是否预计会出现类似情况? 开关噪声可能没有那么高、以至于由于干扰功能、该噪声的持续时间不足以导致 UVLO 事件、但足够大、以至于它确实会干扰正常运行。 我将用固定频率版本的稳压器替换这个、看看这是否可以缓解问题。

感谢您提出任何想法。  
JMH

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    尊敬的 JMH:

    让我们尝试调试。 您能否也显示输入信号? 否则、我无法判断输出有什么问题。 您还能否测量 UCC21710和 BJT 图腾柱之间的关系?

    UVLO 问题通常具有一个易于识别的恢复时间、在数据表中为两个电源侧定义了该时间。 假设问题是输出短暂变低、这对于 UVLO 来说恢复过快。  

    您还能否共享原理图? 我希望确保 BJT 不会在 UCC21750输出上呈现过高的直流电流负载。  

    此致、

    肖恩

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    你好 Sean、感谢你的回复。  

    Im 目前还没有在办公室、但明天可以调查这些问题。 如果有用、我已经探测了驱动器的输入信号(PWM)、经验证它是200kHz、50%占空比波形。 需要注意的是、我已使用 Launchpad F2837xD 将3V3电源轨馈入驱动程序来执行这些测试、但未遇到此问题。 UCC21710的输出电流大约为1.5A、这会驱动 BJT、然后向我的容性负载输出大约15A 的峰值。  

    Im 很高兴我们同意这不是 UVLO 事件-我注意到了数据表中的相同内容、因此排除了这种可能性。 但我仍然担心的是、我的3V3电源轨上的噪声太严重、无法由驱动器实现可预测的行为。  

    明天我将探测 UCC21710晶体管/输出基极的输入、这应该能够让您深入了解问题的根源。  

    但是、我对您的意见感兴趣、即低于 UCC 的3V 最低电压的开关噪声是否会导致在提供 UVLO 限制的情况下出现问题、并且 VCC 输入端有一个0.1uF 的电容器。

    此致、  

    JMH

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    尊敬的 JMH:  

    输入和 UVLO 触发器上有"抗尖峰脉冲"滤波器、可防止此类问题。 但在输入引脚上添加去耦合没有什么坏处。  

    似乎传播延迟可能发生变化? 将输入覆盖在另一个通道上会非常有帮助。  

    1.5A 是此驱动器需要的非常高的直流电流。 它专为瞬态脉冲而设计。 您正在使用什么 BJT? 您可能应该保持低于200mA。 我建议 PNP 使用 Sziklai 对、没有短路限流电阻器。

    此致、

    肖恩

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    Sean、您好!  

    听上去不错、我想试试。 我不确定原因会发生这种情况、但很乐意尝试。 可能我不清楚、1.5A 是来自驱动器的峰值电流、而不是直流平均电流。 BJT 输入电容较低、因此 UCC21710的功耗应明显低于其标称额定值、因为它的额定电流为10A 峰值。 我将探测器件和输出端的 PWM 输入、看看这是否解锁了任何见解。 感谢您的帮助!

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    下面是今天的一些镜头。 如果您怀疑 UCC21710的输入信号存在问题。 我通过在3V3稳压器的输出端添加1nF 电容器、成功地改进了这一点、这可以减少不正确的栅极驱动信号的数量、但不能完全减轻这些信号的影响。 看起来高频噪声尖峰会对21710的 PWM 信号造成干扰、但输出与输入一致。 我从 TI 购买了一个3A、3V3稳压器、它可以在整个负载电流变化范围内保持恒定的1、2MHz 频率、希望开关噪声能够显著降低。 我假设我们的稳压器开关频率接近所需 PWM 信号的频率、这正是导致这个问题的原因。 请告诉我您的想法!  

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    JM、您好!

    当我不小心不在 uC 上焊接去耦电容器的两端时、我遇到了一些问题、但通常情况下的影响会更加严重。  

    似乎新的稳压器可以提供帮助。 您可以在现有的电压轨上增加~100nF。 1nF 并不是很多。  

    希望开关频率不会显示在芯片之外的任何位置。 但输出电流可能不是问题。  人们通常不会在5V 和3.3V 的电压下使用 LDO 吗?  如果要为逻辑器件供电、则需要使该电压轨非常平坦。 开关降压转换器适用于为栅极驱动器输出供电、但可能不适用于输入或逻辑处理 IC。

    此致、

    肖恩

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    Sean、您好!  

    我已经将您的第一个答案标记为"正确"、因为这显然是 UCC21710之外的问题、探测输入信号确实有助于调试这一点。

    我想我可能已经有100nF 的电容、但它没有提供太多帮助。 高频噪声可能比预期的高一点。 电路板上确实有一些 LDO、因为我们主要遵循 Launchpad 原理图、该原理图具有可将5V USB 电压轨转换为中间3.3V 的降压稳压器。 …、这是明显更高的频率、因此我怀疑我们选择的稳压器不够-它可以在电源电流为0.1A 的情况下以150kHz 或更低的频率切换 很明显、随着滤波的增加、不正确的周期数量正在减少、因此下一步必须尝试一个新的稳压器。 我会向您通报最新情况、但感谢您迄今为止的建议!