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[参考译文] UCC28C56H:仿真问题

Guru**** 2387060 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28C56H, UCC28C43, UCC28C52
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/1309670/ucc28c56h-issue-with-simulation

器件型号:UCC28C56H
主题中讨论的其他器件: UCC28C43UCC28C52

团队成员您好

下面是适用于宽输入电压范围的 SEPIC 转换器仿真模型。 面临的问题。 请做必要的进一步。

转换器规格:

Sepic 转换器

输入电压范围:75V 至900V

输出电压范围:400V

开关频率:70kHz

输出功率:120W。

耦合电感器 Lpri:1.5mH Lsec:1.5mH e2e.ti.com/.../SEPIC-Converter-UCC28C56H-Model_2E00_.TSCe2e.ti.com/.../SEPIC-Converter-UCC28C43-Model_2E00_.TSC

辅助绕组以匹配所需的 Vdd。  

问题说明:

Ucc28c56H IC 脉冲没有正确生成。 未观察到固定频率脉冲。 在较高输入电压范围内也可观察到频率和振幅的变化。 在我们通过辅助以及外部稳定直流电压电源将电压馈送到 Vdd 引脚时、观察到了这种情况。

闭环模型在 UCC28c56H 增大电流检测限值时、工作输入为150Vdc 至900Vdc。

我们还尝试了使用 UCC28c43 IC、但即使使用此模型、脉冲也不合适 、但当使用 UCC28c43增大电流检测限值时、闭环模型的工作电压为75Vdc 至900Vdc。

2.在 CS 电阻上测量的电流远超理论。 设置非常小的 CS 电阻器以测量更高的电流、则仅实现输出、否则、如果我们针对计算值调整电流检测电阻器的大小、它将不起作用。

在本例中、

75VDC 时的最大初级峰值电流为3A。 为5A 峰值电流添加一些缓冲器。如果我们为 UCC28c56H 1V CS 引脚电压选择电阻器、200m Ω 应该没问题。

但无法获得输出。 一次侧电流峰值非常高。

我们使用了带有隔套次级线圈的非线性变压器器件来代替耦合电感器、以便具有辅助绕组。 与耦合电感器一样、我们无法对辅助绕组进行建模。

初级匝数:138T、次级138T 辅助37T。

3、必要时帮助适当调整补偿。

谢谢

瓦苏

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    您好、Vasu。

    我负责处理这个问题、今天晚些时候我会回复。

    谢谢!

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    Vasu,

    请检查您的原理图、并更正下面圈出的错误。 有些器件被连接、而仿真器会将它们解读为此类器件、但 CS 信号等其他器件对于正常运行至关重要、并且未被连接。

    在这里、我进行了一项校正、即连接 CS、现在您可以看到输出按照预期调节到400V。

    转换器仍然不稳定、如果您放大输出脉冲(脉冲)波形、您可以看到这一点。 补偿不切实际(原点处单一零点、5kHz 处单极点)。 首先修复电流环路、然后稳定电压环路。 使用 TI Power Stage Designer Loop Calculator 帮助对控制进行建模、然后仿真 TINA 内的元件值。

    此致、

    史蒂夫

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    Steven、

    感谢您的反馈。 正如建议的  

    1.  已重新进行连接、但观察到相同的波形、根据我们的计算、峰值电流为3A、对于5Apk 电流、选择了额外的缓冲器电流检测电阻器为200m Ω。 使用此 RCS 值时、输出在任何输入电压条件下都没有达到400V。  但是、通过降低 RCS 值(以增加 CS 限制)、我们可以实现400Vdc 输出。 不确定初级峰值电流为什么会变为高电平? 请帮助、他们在这里有什么问题吗?
    2. TI 功率级设计人员在控制环路设计中没有 SEPIC 转换器选项。 请帮助这里为任何替代。  
    3. 假设 Ucc28c43和 Ucc28c56H 相同、但启动电流有所改善。 请确认。 由于我们使用 Ucc28c43取得了更好的效果、但我们计划使用 Ucc28c56H。 是在适当的补偿调优后该问题将得到解决。
    4. 对于我们的应用、SEPIC 有望成为良好的拓扑、UCC28c56H 也可用于 SEPIC。
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    Vasu,

    1. 已重新进行连接、但观察到相同的波形、根据我们的计算、峰值电流为3A、对于5Apk 电流、选择了额外的缓冲器电流检测电阻器为200m Ω。 使用此 RCS 值时、输出在任何输入电压条件下都没有达到400V。  但是、通过降低 RCS 值(以增加 CS 限制)、我们可以实现400Vdc 输出。 不确定初级峰值电流为什么会变为高电平? 请帮助、他们在这里有什么问题吗?
      1. 根据 PWM 控制器感应电流来考虑峰值电流。 我向您发送的仿真显示检测电流低于数据表中指定的阈值、因此、输出电压会按预期调节至400V。 您的变压器匝数比不正确。 PWM 的 N3电源偏置的匝数太低、无法保持 VDD > UVLO_OFF。 N2的匝数太高、这使得初级峰值电流接近15Apk、而不是所需的5Apk。
    2. TI 功率级设计人员在控制环路设计中没有 SEPIC 转换器选项。 请帮助这里为任何替代。  
      1. 改正
    3. 假设 Ucc28c43和 Ucc28c56H 相同、但启动电流有所改善。 请确认。 由于我们使用 Ucc28c43取得了更好的效果、但我们计划使用 Ucc28c56H。 是在适当的补偿调优后该问题将得到解决。
    4. 对于我们的应用、SEPIC 有望成为良好的拓扑、UCC28c56H 也可用于 SEPIC。
      1. 是的、任一控制器都可用于 SEPIC、但为什么要使用具有如此高 UVLO 的 UCC28C56H? 此控制器用于驱动 SiC MOSFET。 您是否打算将 VGS~16V 应用于 Si MOSFET? UCC28C52似乎是更好的选择。

    附加是您的 UCC28C56 SEPIC TINA 模型-我制作了一些模块、以便使其更接近我认为您要实现的目标、但它仍然需要做更多的工作、尤其是在变压器、RCS 和补偿方面。

    e2e.ti.com/.../SEPIC-Converter-UCC28C56H-Model_5F00_TI-MOD_5F00_01082024_2E00_.TSC

    此致、

    史蒂夫

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    e2e.ti.com/.../open-loop-sepic_2800_1.2m_2900_.TSC

    周老师你好!

    在  后续对话中包含几个直插式查询 、并希望您在以下两个方面都能提供支持。

    1.我们 使用 TINA 对 SEPIC 转换器开环进行仿真、看看 L1的峰值电流[耦合电感初级]是否仍然和闭环一样高。 即使采用开环仿真、我们也面临着在900V 输入下 L1初级上非常高的峰值电流。 我们使用了耦合电感器模型。

    附件是仿真文件、请检查一次、让我们知道为什么 L1的电流在900V 输入时非常高。 而在75V 输入下、电流接近 预期值。

    注意:对于开环仿真、请考虑 Fsw = 70kHz、并在400Vout、144W 负载下分别根据75V-900V 输入电压范围和占空比~84.5%-~17.5%来改变占空比。

    请告知我们为什么仅在 TINA 中存在此问题、在其他仿真工具中使用上述电路值、可以正常工作。 由于我们计划使用 UCC28c56H IC、因此我们只需要使用 TINA 来进行闭环仿真并进一步工作。

    2.请分享任何用于计算 SEPIC 转换器补偿参数的备选工具、因为该工具未与 TI 功率级设计器结合使用。

    谢谢

    瓦苏

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    Vasu,

    1. 我不确定您为什么会看到 TINA 仿真模型存在问题? 闭环与开环模型使用不同的变压器(耦合电感器)模型。 开环模型没有 FB、因此您应该预计电感器电流会根据 di/dt=V/L 而变化...随着 V 增加、di/dt 会增加、因为没有进行占空比调整。 闭环模型仅使用未定义磁化电感(仅匝数比)的变压器、因此、在次级上看到的任何交流电流都会通过匝数比反射到初级侧。 另一个选项是、您还可以尝试 PSPICE for TI 中使用 UCC28C53 PSPICE 模型
    2. 从控制的角度来看、SEPIC 与反相降压/升压相同...只需忽略在元件计算中看到的负值(使其为正)、即可使用2型补偿器。 两种拓扑的大信号直流传递函数均为 D/1-D。

    此致、

    史蒂夫

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    周老师、您好!

    我们使用了 与闭环相同的模型 、其中初级电感的电流范围为12.63-7.3A、次级电感的电流范围为3.21-1.98A。 高于我们的预期值、占空比范围为84.5%至13.5%。 您能告诉我们这里出了什么问题吗?

    2.关于型号,使用的是唯一的型号,提供第三个绕组。 其他模式不会提供任何所需的输出。 您能为它推荐任何模型吗?  

    e2e.ti.com/.../OPEN-LOOP-SEPIC-WITH - 3绕组.tsc

    下面是同一个的附加文件。

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    为了便于仿真、可以返回使用固定电感器对 SEPIC 进行仿真、并将直流偏置应用于具有固定源的控制器、然后使用变压器/耦合电感器与结果进行比较。 PWM 模型在产品文件夹中发布时正常工作。 我不确定您为什么会看到与您所做的修改存在差异? 我不确定、它可能是 SEPIC 中使用的变压器/耦合电感器。 我将无法为您构建模型。

    此致、

    史蒂夫