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[参考译文] UCC21750：VSI 上开关脉冲关断时间不等于下开关脉冲关断时间。

admin
Guru**** 2386610 points
Other Parts Discussed in Thread: 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/1314146/ucc21750-vsi-upper-switch-pulse-off-time-is-not-equal-to-lower-switch-pulse-off-time

器件型号：UCC21750

尊敬的先生：

我们使用 UCC21750在三相 VSI 上测试 DSAT 功能。  

条件#1：

上开关脉冲和下开关短路时。

上部开关的脉冲关闭时间约为1.338us、而 DSAT FLT 报告时间约为300ns。

上部开关 VCE (C4绿色)[逆变器 G3 PWM 回路与输出 V 端子连接]

DSAT FLT (黄色)

条件2：

同时降低开关脉冲和缩短上短路。 脉冲关闭时间2.184us、DSAT FLT 再次报告时间300ns。

对于下部开关

下部开关  VCE  (C4绿色) [逆变器 G4 PWM 回路与输出直流母线连接]

DSAT FLT (黄色)

我使用了100pf 作为  C BLK  。 和计算的 tBLK 时间约为1.8us。 如果我们添加 "前沿消隐时间" tDESATLEB 约200ns 和  tDESATOFF (tDESATOFF)   ("DESAT 传播延迟到 OUT (L) 90%时间")~300ns。 所需的总时间约为2.3us。

但我的上部开关低电平脉冲在1.338us 内。

请告诉我们为什么我们会遇到两次不同的问题。

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    TI__Guru**** 2386610 points
    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。

    您好！

    感谢您在 E2E 上发帖。

    由于 DESAT 保护受功率级瞬态(系统寄生引起的网间 dV/dts 和 dI/dts 耦合)影响、因此高侧和低侧驱动器之间的 DESAT 时序通常会不同。 精确的短路瞬态会在高侧和低侧驱动器之间产生一些差异。

    为了深入了解这一点、最好收集更多信息。 我建议在每个实验中探测高侧和低侧驱动器的以下信号。

    • 高侧短路测试期间要测量的信号：
      • 高侧 MOSFET 栅源极(使用差分或隔离式探针)
      • 高侧 MOSFET VDS (使用高电压差分探头或使用单端高电压探头测量开关节点到电源接地端)
      • 高侧 MOSFET 漏极电流(使用 Rogowski 线圈)
      • 高侧 MOSFET DESAT 至 COM 电压(使用差分或隔离式探针)
      • 如果通道数超过4、示波器还包括高侧 MOSFET FLT 引脚(使用单端探头)
    • 低侧短路测试期间要测量的信号：
      • 低侧 MOSFET 栅极至源极(使用单端探头)
      • 低侧 MOSFET VDS (使用高电压单端探头或高电压差分探头)
      • 高侧 MOSFET 漏极电流(使用 Rogowski 线圈)
      • 高侧 MOSFET DESAT 至 COM 电压(使用单端探头)
      • 高侧 MOSFET FLT 引脚(使用单端探头)

    此致、

    安迪·罗布勒斯

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    TI__Guru**** 2386610 points
    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。

    Andy、您好！

    我们只有两个隔离式探针、没有 用于电流测量的 Rogowski 线圈。

    我们将 DESAT 探测到 COM (红色)

    开关 VCE (绿色)

    DESAT FLT 引脚(黄色)

    高侧开关结果  

    低侧开关结果

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    TI__Guru**** 2386610 points
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    您好！

    在高侧开关的波形中、DESAT 引脚信号似乎未达到 UCC21750 9V DESAT 阈值、但 FLT 引脚仍变为低电平。

    • 您能否确认这是 DESAT 引脚信号？
    • 您使用的探头类型是什么？

    在高侧驱动器波形上、我可以看到 DESAT 信号变为负值。 这是开关瞬态期间 VCE 上的负 dV/dt 所致。 该负 dV/dt 与 DESAT 电路高压阻断二极管寄生结电容从 DESAT 节点消耗电流、导致其变为负值。 为了降低 dV/dt 的影响、您必须选择一个结电容极小的高电压阻断二极管。

    • 您能否分享您的设计中所用二极管的器件型号？

    此致、

    安迪·罗布勒斯

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    TI__Guru**** 2386610 points
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    您好！

    感谢您的回复。

    是的、红色信号用于 DSAT、它在电容器两端进行探测 C73 使用10倍探头。

    二极管器件型号 为  S1MFP 来自 onsemi。

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    TI__Guru**** 2386610 points
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    您好！

    二极管似乎具有相当低的结电容、这意味着这应该是个问题、但由于结电容和 dV/dt、它仍然会从 DESAT 汲取一些电流、如下所述。

    我仍然想详细了解 DESAT 引脚信号。 信号不会超过 DESAT 检测阈值(9V)、但 DESAT 仍在微调。 您能分享一下这是如何探测的图片吗？ (为了更准确地表示馈送到栅极驱动器的信号、您需要在尽可能靠近栅极驱动器引脚的位置进行探测)。

    我们可以看看布局。 布局可能会向电路添加额外的寄生效应、从而影响时序。 您能否分享一下您的布局屏幕截图、其中显示了高侧和低侧 DESAT 电路设计？

    此致、

    安迪·罗布勒斯

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    TI__Guru**** 2386610 points
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    尊敬的：

    请查找 U9的放置布局


    U8的说明和放置

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    TI__Guru**** 2386610 points
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    您好！

    感谢您的评分 我需要几天时间才能全面了解布局。 我将在下周早些时候提供最新情况。 同时、请分享您可能发现的任何其他测试结果。

    此致！

    安迪·罗布勒斯

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    TI__Guru**** 2386610 points
    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。

    您好！

    感谢您的耐心等待并分享这些信息。 从布局来看、我不认为会导致此问题的明显问题。

    我想回顾的一点是、在您共享高侧驱动器的 DESAT 引脚的波形之一中、实际上没有达到会触发短路保护的9V DESAT 阈值。 我想知道在短路事件期间、测试设置是否会产生影响短路检测电路的辐射噪声。 是否有方法可以通过屏蔽栅极驱动器、使其免受系统中潜在高电流功率级组件/布线的影响来重新运行高侧短路测试？

    请分享您自上一帖子以来捕获的任何其他信息。

    此致、

    安迪·罗布勒斯

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    TI__Guru**** 2386610 points
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    尊敬的 Andy：

    谢谢你如此关心  

    我们已经取得了一些成果。 此外、添加两个 连接 到开关集电极引脚的二极管。 跨 Cblk 连接了精确的47pf 电容。 我们将纠正探测错误并取得这些结果。

    可以清楚地看到 DESAT 上升到阈值限制以上、并且"故障检测"脉冲最终会关闭。

    现在、如果您在波形中找到任何其他内容、请告诉我。

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    TI__Guru**** 2386610 points
    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。

    您好！

    波形看起来要好得多、清楚地表明正在触发栅极驱动器短路保护。 如前所述、由于电路板设计(栅极驱动器和功率级)和功率级瞬态、高侧和低侧驱动器的性能之间存在一些细微差异。 因此、运行此类测试对于准确了解短路机制如何与您的特定系统/设计做出反应以便进行微调以满足您的要求非常重要。

    您能否提供有关该问题的更多详细信息、或者是否有关于 UCC21750的任何其他问题？

    此致、

    安迪·罗布勒斯