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[参考译文] UCC28951-Q1:同步整流不可用

Guru**** 2535570 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28951

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/1288438/ucc28951-q1-synchronous-rectification-is-not-available

器件型号:UCC28951-Q1
主题中讨论的其他器件:UCC28951

您好!

   我正在使用 TIDA-020031参考设计设计设计相移全桥电路、其输出电压为20V、电流为150A、最大功率为3000W。

    变压器匝数比为8:1、匀场电感器为7.5uH、输出电感为3.3uH、采用双倍电流整流方案。

    当前的问题是、当禁用 E 和 F 输出时、输出是正常的、最大电压为19V、最大电流为140A、最大功率为2700W。  然而、在启用同步整流后、输出电压不能上升、并且 A、B、C 和 D 的间歇输出也不能比较 A 和 F 之间的延迟。

    怀疑是由于 E 和 F 开始输出信号后次级侧由整流器 MOS 晶体管短路所致。 死区时间设置 Rab=RCD=13k 采用自适应死区时间、图中显示了电阻网络。 请帮我、我应该从哪个方面进行调整?

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    您好!

    我正在审查您的查询、并将很快回复您。

    此致、

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    您好!

    您可以更正输出 E 和输出 F 计时关闭导致的问题。

    我快速看了一下原理图。  是填充的电阻器 R72和 R73、它们不应该这么做。  我建议不要填充 R73并使用固定延迟方法。

    以下链接将为您提供应用手册、说明如何使用 UCC28951并使用固定延迟方法设计相移全桥。  介绍了如何为 A、B、C、D、E 和 F FET 设置时序。  它建议根据理论估算设置时序、然后在10%负载下进行微调。  我相信此应用手册将帮助您为自己的设计设置延迟时间。  

    https://www.ti.com/lit/pdf/slua560

    此致、

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    您好!

    我之前使用自适应死区时间和 填充 R73。

    根据您的建议、我使用了 固定延迟方法和 填充 R72。  同时、我使用了您的计算方法。 Ls = 10.5uH、TAB = TCD = 143ns、Rab = RCD = 82k、Raf = 30k。 DCM 端口局部电压设置为0.18V、负载约为1/6欧姆。  

    结果是输出电压只能上升到大约10V、此时电流大约为58A。 当它继续升高时、电感或变压器会发出很大的噪声、输出电压开始降低。

    这是启用同步整流的结果。 情况似乎有所改善,但没有达到我的期望。  接下来我可以做些什么改进。

    表达非常感谢您的帮助!

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    您好!

    我正在审查您的查询、并会很快回复您。

    此致、

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    您好!

    要使用固定延迟方法、您需要移除 R73并填充 R72、以使用固定延迟方法运行。

    您的变压器很可能会产生很大的噪声、因为该设计将进入过流断续模式保护。

    下面的介绍了过流断续模式保护是什么以及它是如何工作的。

      

    不知道您的电流感应电阻器的值是否正确。  您可能需要再次进行检查。  如果不是、设计可能会在不应该进入 OCP 的情况下进入 OCP。  应用手册 slua560中提供了用于设置电流检测变压器和电阻的计算

    https://www.ti.com/lit/pdf/slua560

    如果电流检测变压器设置正确、您可能需要使用示波器研究 CS 引脚、SS、COMP 和输出、以 帮助确定设计输出无法达到满载的原因。

    此致、

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    您好!

    我知道需要移除 R73、并填充 R72以固定延迟方法运行。

    我现在了解了电路进入间断模式保护的原因。  我在变压器次级侧测量了波形、如图所示。  我使用60%的固定水泥负载、 输出电压分别为6V、10V 和14V。  从图中可以看出、随着输出电压的增加、ZVS 的情况越来越差。  我不太明白为什么会发生这种情况。 这些测试是在 DCM 禁用的情况下执行的。

    数据手册中有一段内容、如下图所示。  我不太明白如何调整 tABSET。  微调的一般范围是多少?可以每次调整5kΩ?

    下图显示了所测试的 QB I 的 VDS。  但无论我如何调节 tABSET、波形都  不会改变、 Ls 都无法保证峰值和谷值处的谐振。  如何调整参数?

    最后、我测试了 SS 和 CS 的波形、如下图所示。 SS 的波形看起来很好、此时电压约为4.5V。 但我不确定 CS 波形是否有问题。

    根据这些波形、我不确定这是否是因为 匀场电感太小。 请帮我。

    非常感谢你真的!

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    您好!

    我正在审查您的查询、并将很快与您联系。

    此致、

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    您好!

    您的 SS 上有很多 超过5V 的噪声。 这不应使其上有太多噪声。  这可能会影响接地。  通过探头从 UCC28951接地和 SS 引脚上进行观察、以确保该噪声不是真实噪声。

    如果噪声是真实噪声、则检查 VCC 引脚、看看是否存在。  如果存在噪声、则高频旁路电容器可能不够高。  另外、可以帮助添加一个与 VCC 电源以及 VCC 引脚和 VCC 高频旁路电容器串联的22 Ω 电容器。

    CS 信号看起来不正确、应该看起来像一个斜坡。  CS 信号应类似于下面的 CH4。   您应该仔细检查 CS 变压器和 CS 电阻器设置。

    在使用示波器设置计时时、您可以探测 QBg、QbD 和 QAG、并生成与下图中所示波形类似的波形。  然后测量 tABSET。  由于时序设置不正确、这应该是 QbD 上的第一个谐振环峰值。  

    一旦您拥有 tABSET、您应该能够设置 RDELAB 和 RDELCB 以设置正确的延迟时序。  您甚至应该能够通过连接 RDELAB 和 RDELCB 引脚的电位器、对设计所需的精确延迟进行微调。

    此致、

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    您好!

    我对 SS 和 CS 的信号进行了重新 测试、通过将测试场地靠近芯片、干扰已降低到非常低的水平。  CS 信号也接近于您提供的波形。  

    因此、我将问题定位为 ZVS。   问题是、即使负载超过50%、变压器初级侧的滞后臂(这是指 QA 和 QB)也无法有效地实现 ZVS。 我使用了 电位器 将 RDELAB 和 RDELCD 引脚连接起来进行微调、但 QB 的波形没有改变。  我想 知道匀场电感是否合理。 我已经根据您提供的公式计算了它。 匀场 电感 Ls 为10.5uH、QA、QB、QC 和 QD 的电容为77pF、频率为100kHz、 死区时间 I SET 为138ns。 实际测量的死区时间接近预定值。  

    请帮助我确认 匀场 电感是否合理。

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    您好!

    我正在审查您的查询、并会很快回复您。

    此致、

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    您好!

    似乎现在设置了延迟、以便进行谷底开关、但没有足够的能量来摆动输出以实现 ZVS。

    在 QbD 开关节点上实现 ZVS 比较困难。

    我将您的值输入到 Excel 设计工具中、以 slua560形式表示输出电压、输出电压、Coss、它计算出实现 ZVS 所需的 Ls 为27.35uH。  Ls = 27.4uH 或>应存储足够的能量、使您在开关节点 QbD 处的50%负载下实现 ZVS。  

    https://www.ti.com/lit/pdf/slua560 ,应用手册

    https://www.ti.com/lit/zip/sluc222 ,slua560中的 Excel 设计工具参考

    此致、

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    您好!

    我下载了您的表单并重新计算了它。 我获得的值为27.35uH。  测试结果如下图所示。

    不过、需要修改多个参数、修改后的计算如下图所示。 结果有问题。

    我们应该如何解释结果? 我应该如何调节参数?

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    您好!

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    您好!

    根据您在 Excel 工具中输入的值、磁化电感在50%负载时应该足够实现 ZVS。  这是因为 Ls 的计算值为负。  不过、您的设计没有足够的能量来使用6uH 匀场电感器在50%负载下实现 ZVS。

    该工具估算出的开关节点电容为估算 Coss 的2倍。  这通常适用于大多数应用。  不过、出于某种原因、您的开关节点电容(CSW)可能会高于工具估算值。  根据谐振环频率(Fr)和已知电感(LLK+CSW)、您应该能够使用以下公式计算实际 Ls。  

    CSW=1/((2*3.14*fr )^Ls ))

    然后、使用以下公式需要所需的 Ls 来实现 ZVS、并在您的设计中使用该公式。

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    您好!

    您给我的计算公式似乎滞留在循环中。  CSW 通过 Llk+CSW 计算、而  Llk+CSW Ls 通过 Ls 计算 。  似乎无法计算所需的结果。

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    您好!

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    您好!

    第一个公式是根据您的电流设计使用测得的振铃频率(fr)计算 CSW

    借助计算得出的 CSW、您便可计算所需的 Ls、以实现低至50%的 ZVS。  此值将与您最初计算的值不同。

    为了便于理解这一点、我将修改第二个公式、以计算要使用的新匀场电感器(LSB)而不是 LS、以实现低至50%占空比的 ZVS。

    此致、

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    您好!

    根据振铃频率(fr)重新计算了 I CSW。  结果表明、计算得出的 CSW 相对接近手动。 因此、Ls 的计算没有问题。  

    如下图所示、 我重新测试了变压器初级侧和次级侧的波形。  在70%负载条件下、初级侧的波形完美无缺、但次级侧的波形仍然有问题。

    基于上述结果,我想知道问题在哪里,我应该采取什么措施来解决?

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    您好!

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    您好!

    您能否仔细检查这些波形并将初级电压和次级电压放在同一个图上?

    此致、

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    您好!

    因为我只有一个隔离探针、所以我无法 将初级电压和次级电压放在同一个图上?  我对此感到抱歉。

    根据我观察到的现象、发生振荡时、恰好是次级侧短路时(两组二极管都导通时)。  这是我困惑的地方。 此部分中发生振荡的位置的电压应为0。

    此外、我还测试了 Ls 两端的波形。  Ls 的波形表现出500ns 的振荡、这也对应于变压器次级侧的振荡。  据我了解、在整个 Ls 过程中不应有电压。 此处的 Ls 仅指与变压器串联的附加电感。

    我不确定振荡的原因。

    请帮我!

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    您好!

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    您好!

    您之前获得的这个波形具有1.9us 的续流周期、两个 SR FET 都将导通。

    您在次级上采用的这个波形具有2.94us 的续流时间。

    次级侧的振铃并未同时开启两个 FET。

    如果次级侧的任一开关节点上出现振铃、则变压器会耦合到初级侧。

    我想这 可能就是您所观察到的情况。

    我感到有点惊讶的是、在变压器的初级侧上看不到这种振铃。

    如果您在 Ls 和变压器的初级上而非变压器的初级上进行测量、则可能会掩盖您在次级上观察到的振铃。  您可以仔细检查一下这个波形吗?

    为了更好地理解这一点、您可能也会在图中包含 SR 驱动信号。

    此致、