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[参考译文] UCC28070A:一相电感器电流生成问题

Guru**** 2511415 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28070, UCC28070A

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/1270417/ucc28070a-one-phase-inductor-current-making-problem

器件型号:UCC28070A
主题中讨论的其他器件:UCC28070

尊敬的先生、我是采用 UCC28070设计的1KW 交错式升压 PFC 转换器。 我随附设计原理图。 我在运行时遇到了问题。 我无法获得输出电压。 在检查输出时、 我发现电感器电流的波形之一不正确。 我将连接该电感器电流的图片。 轻扫电感器、然后再更改新电感器。 但电感器2在该相位上的电流形状相同。 当 我超过80输入电压时、它会变为这种形状。 另一方面、电感器1的电流在80 Voltage 时正常。  

如 图中所示、每当 我超过85伏时、电感器2会产生噪声且流动的电流会变得突变。 我无法越过85伏电压获得输出。  

请告诉我应该怎么 做。   

 e2e.ti.com/.../KakaoTalk_5F00_20230913_5F00_225648378.mp4

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    您好 Aaqib、  

    感谢您提出有关使用 UCC28070A PFC 控制器的问题。  

    由于您交换了电感器并尝试了具有相同结果的新电感器、因此我们可以得出结论:电感器设计不是问题。
    另外、由于一个相位可以使用正确的电流波形、因此可以推断、非工作相位在电流控制方面存在一些问题。  

    您的原理图图像模糊、但我可以看到两相的设计是对称的、如果一侧工作、我们可以预期另一侧也工作。  
    因此我建议与电感器2相的电流检测可能不能正常工作(我们将其称为相2)。  
    由于组装错误、电路板上的某些元件可能与原理图上的设计不匹配。  

    请了解位于相位2的电流检测路径中的1N4148二极管的方向。  确保安装时极性正确。  
    如果可以、请检查该路径中电阻器和电容器的值。  
    如果值正常、请检查每个元件的焊接是否良好、并检查元件焊盘是否存在开路(焊点不良)或短路(不必要的焊点或导线片)。   

    此致、
    乌尔里希

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    您好 

    感谢您的信息。 我在焊接和重新连接时发现了一个错误、这个问题解决了。 现在 我 正面临新的问题。 我已经附上了有关这个问题的视频。 每当我尝试提高85伏时、我的两个电感器都会开始振动、而不仅仅是恒定振动、而是如视频中所示增大或减小、并且两个电感器电流都会变得不稳定。 请告诉我犯了什么错误。  e2e.ti.com/.../KakaoTalk_5F00_20230914_5F00_233300572.mp4

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    您好 Aaqib、  

    我很高兴您解决了第一个问题。  我将尝试帮助您解决下一个问题。  

    我在前面提到过、您发布的原理图图像模糊(低分辨率)、因此很难读取组件值。  
    请发布您的原理图的清晰 PDF 文件。  另外、请发布您填写的 UCC28070 Excel 设计工具、以获得组件值。  您的升压电感值是多少?   

    从视频来看、PFC 转换器好像尝试启动、然后关闭、再尝试重复重新启动。  
    从 UCC28070A 数据表(第13页)的功能方框图中可以看出、只有3个故障可以触发重新启动: VCC 上的 UVLO、VSENSE 电压被拉至0.60V 以下以及内部热关断(Tj >160C)。   在这种情况下、我认为低 VSENSE 或高 Tj 不是可靠的故障。  

    我怀疑 VCC 上的 UVLO 关断。  在原理图中、看起来您有一个连接外部电压源的连接器 CN1、一个电阻器(我无法读出其值)、一个连接 VCC 的22uF 电容器、以及一个用于钳位它的13V 齐纳二极管。  我认为 UVLO 可以通过3种 方式实现:
    A)您的外部源 设置为较低的电流限值、例如可能是10mA 或类似的东西。  将电流限值调高至100mA。
    B)您将源极设置得太接近 UVLO 阈值、并且在源极与 PFC 板之间使用了很长的细线、这样会在 VCC 电流上升时下降电压。  将 VCC 电压升高到15V、使用直径至少为0.5mm 的导线、使用双绞线并保持长度较短。  拆下13V 齐纳二极管。  
    C) CN1与 C12之间的电阻值(22uF)过高、并在 VCC 和栅极驱动电流上升时下降电压。  降低该电阻器的值。  
    如果这3种可能性中的任何一种为真,则可以解决重新启动问题。  

    仍然存在高峰值电感器电流问题。  每次 PFC 尝试重启时、每个线路半周期的开始都会出现非常高的峰值电流。  我认为发生这种情况是因为 CAOx 输出饱和至5V。  它们会饱和、因为 IMO 信号在线路过零附近高于内部合成的 CSx 信号(OUTA 和 OUTB)、并强制输出为5V 并命令最大占空比、直到放大器退出饱和状态。   
    我认为您的软启动速度可能太快。  SS 上看起来为1uF。  确保板上电容器的值为1uF。  如果是、请尝试将该值增加到2.2uF、3.3uF 或更高、以实现更慢的软启动。

    降低电流尖峰的另一种方法是增加 CSA 和 CSB 输入端的失调电压。  电流检测电阻器看起来是39R。  VCC 的失调电阻器(R26、R29)为2.4K。  VCC = 12V 时、偏移电压应为12V * 39R/2439R= 192mV。  当 VCC = 15V 时、偏移量应为240mV。  较高的失调电压应该会减少或消除尖峰、但会在过零处的输入电流中引入平坦的0A 间隔。  
    您可以考虑暂时这样做、以消除电流尖峰、然后调试 PFC 系统的其余部分。   
    在一切都以全功率正常运行后、您可以返回到降低偏移和提高 THDi。  

    在本视频中、我看到三个质量大的负载电阻器块、其中6个电阻器中的5个串联在一起。 该负载电阻的值是多少?   
    全功率约为150R、但 电表仅显示大约85W 的负载。   

    最后、您的交流电源是什么?  它是输出与楼宇电源隔离的电子交流电源、还是您插入到已插入 楼宇电源的非隔离式可变变压器?  我强烈建议您使用隔离式源以确保交流电的安全并使调试更简单。
    用于示波器的隔离电压探头在高频下无法正常工作、并会使您的信号失真。
    当交流源输出与接地隔离后、您可以使用普通的示波器探头查看以 PFC GND 为基准的 PFC 控制信号。

    此致、
    乌尔里希

      

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    e2e.ti.com/.../1.Schematic-Prints-_2800_Control_2900_.pdfe2e.ti.com/.../2.Schematic-Prints-_2800_Power_2900_.pdf

    e2e.ti.com/.../Mathcad-_2D00_-UCC28070-Design-Tool-_2800_167uH_2900_-.pdfHello ,  

    希望您做得好。 您的上述解决方案效果很好。 我终于得到了一些结果。 我只需重新检查 VCC 的电压和元件值、就可以正常工作。 我还将 CSS 更改为2.2uF。  峰值电感器电流问题也可以解决。 我将随附 此项目的原理图。

    现在 我面临下一个问题。 我得到370个输出电压、其中输入电压、电感器 L1和电感器 L2的良好波形如图所示、但没有得到390个输出电压。 每当我超过200路输入电压时、我的波形表现不佳、输出电压出现波动。 它会再次启动并重新启动、如图所示。

     120路输入电压  

      180°输入电压时  

     在210输入电压下  

    在此级别之后、它会开始波动 (启动和重新启动)。   

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    您好 Aaqib、  

    很高兴您的 PFC 电路现在工作得更好。  

    对于输出电压、您的原理图显示 R9=24k 和 R8+R35+R36=3000k、因此调节到3V 基准需要 Vout 为3V *(1+3000/24)= 378Vdc。
    您的370V 测量值有一点低。   R9高于24k 或上电阻低于3Meg。   如果您的 PCB 表面有助焊剂、该残留助焊剂可能会吸引水分、并在高电阻(例如3MR)周围形成不受控制的泄漏路径。  
    请确保 PCB 表面清洁且没有助焊剂和其他污染物、以避免降低高 R 组件的有效电阻。  
    要获得~390Vdc、R9应该= 23.2kR。   

    从您的最新波形可以看出、即使在120Vrms 输入下、电感器电流也是 DCM (不连续导通模式)。   
    在高输出功率时、我希望看到 CCM、如下所示:

    请验证您的升压电感是否为167uH。  您可以使用 V/L = di/dt 来验证; => lb =(Vin * ton / delta-I)。
    选择线路峰值处的 Vin (120Vrms = 170Vdc)并在一个开关周期内测量 MOSFET 导通时间(ton)内的电感器电流变化(Δ I)。   

    如果实际 Ib 低于预期、纹波电流将会更高、您可能会在较高的输入电压下达到峰值电流限值。
    另外、Rsyn 值对于实际的 LB 值来说不正确、这可能会导致功率限制。  

    请检查 UCC28070控制器的所有控制信号电平、以确保信号行为方式与您在不同线路和负载条件下的预期方式相同。  但在将示波器探头添加到控制器之前、请确保具有隔离式交流电源。  

    在上一次答复中,我提出了很多问题,但没有得到任何答案。   
    提供波形时、还请提供获取波形的完整测试条件。  
    否则我必须作出猜测,有时我的猜测可能是错误的。  

    此致、
    乌尔里希

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    你好  ,

    希望你会很好。 感谢您提供有关输出电压电阻的信息。 我只需将24k 欧姆电阻替换为23.2k 欧姆电阻、

    我的输出电压几乎为390伏。 现在、我只面临两个电感器的 DCM 电流问题。 我已经重新检查了电感器值。

    即使我已将 两个电感器值增加到170uH、但它们仍处于 DCM 模式。  

    您在先前的回答中向我提出了一些问题。  

    我正在使用可编程交流/直流电源(KP3000S)提供可变 交流电源 作为输入。  

    e2e.ti.com/.../Input-Voltage.pdf

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    您好 Aaqib、  

    如果电感器电流在高输出功率下为 DCM、则电感太低。   
    该控制器设计为在 CCM 模式下运行、并且失真应该很低。  
    如果电感器电流主要是 DCM、则失真将非常高。  

    对于测试、请尝试为每个相位串联两个电感器(总共340uH)。
    然后、根据数据表(第19页)中的公式12重新计算 Rsyn 的值、并将其安装在 R4上。   

    在波形文件"Input Voltage.pdf 中、您列出了所应用的 RMS 电压是 RMS 电压的两倍。   

    此输入电平为60.5Vrms、其峰值为85.6V (正值和负值)。
    但 rms 值不是(+85.6 -(-85.6))/ sqrt2 = 121V。  
    正弦波的 rms 为简单的 Vpk/sqrt2、现在为60.5Vrms。  
    其他输入也是如此。  

    我建议您在开关周期级别检查电感器电流(如10us/div 扫描速度)。
    您可以在 线周期的各个点触发以观察电流行为、例如线峰值、过零和正弦线上的其他点。   
    您还可以使用上面提到的 V/L = di/dt 来验证您的电感是否符合预期。   

    此致、
    乌尔里希