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[参考译文] UCC28070A:在两个半波期间驱动器输出开关。

Guru**** 2512525 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/1264997/ucc28070a-driver-outputs-switching-during-both-half-waves

器件型号:UCC28070A
主题中讨论的其他器件:UCC28070

您好!  

我面临的问题是 UCC28070的驱动器输出在两个半波期间同时开关。  
通常只有第一个半波 Q1切换、第二个半波 Q2发生。  
功率因数可以,但奇怪的行为使效率在特定功率后显著下降(在50%负载后)  


我附上了原理图和波形图。  










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    您好 Ilia、  

    UCC28070和 UCC28070A 是为交错式 CCM 升压 PFC 而设计的、因此、两个升压相位旨在同时开关(尽管 在一个开关周期内交错了180度)。  当这些器件重新用于控制半桥 PFC 时、两个栅极驱动输出仍与器件的设计目标同时切换。  这不是奇怪的行为;这是预期行为。  

    在半个交流线路周期内、其中一个升压相位处于活动状态并执行 PFC、因为向其施加线路电压、而另一个相位处于非活动状态、因为只有二极管桥的负二极管压降施加到它。   除了消耗一些栅极驱动功率外、在非活动阶段开关 MOSFET 没有任何影响。   
    当线路周期极性反转时、激活和非激活的开关情况从一个升压相位移到另一个升压相位。  

    由于这种情况在所有负载水平下都发生、为什么要将轻负载时的效率下降归因于非活动阶段的切换?   
    您能将您所说的"效率...显著下降..."吗? 并提供 效率测量的测试条件?

    此致、
    乌尔里希

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    您好!  

    我不知道该怎么说。"  

    300W 负载下的效率为95.5%  

    测试条件:  

    带瓦特表的电源变压器- DUT (PFC)-电子负载  

    PFC 设计用于700W  

    当我将电子负载设置为600W 时、效率 开始随着时间的推移而下降、它下降到92.6%、晶体管温度上升到100度以上、因此需要进行测试。  
    我看不到任何过压开关振荡或电流饱和  
    因为您可以在所附的图片上看到






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    您好 Ilia、  

    我也没有看到任何 OV 或饱和。  不过、我在电流波形上看到了很多振铃、尤其是在 导通转换时。  
    这种情况以及晶体管温度升高使我认为 MOSFET 中的功率耗散高于预期、可能的原因有两个:  
    a) 随着升压二极管在较高负载下的温度升高、增加其反向恢复电流、和/或(可能和)
    b) Coss 和缓冲电容带来的高导通开关损耗。  

    IPB60R055CFD7 MOSFET 数据表显示它已针对软开关应用进行了优化、我认为它可能不适用于此硬开关 PFC 应用。  
    数据表中的图表15显示每个开关周期大约9uJ 的能量损耗(在400V 时)、在它激活的半个线路周期内变成0.9W 的 Coss 损耗。  但100pF VDS 缓冲器和100pF 二极管缓冲器电容有所不同。  我粗略估计开关电流为(3 x 0.9)/2 =~1.4W。  较高的负载意味着更高的导通损耗也 会增加。  

    类似的 IBP60R060P7器件在几乎相同的 RDS (ON)下显示为7uJ 的能量损耗/周期。  我建议您找到一个具有更高 RDS (on)的 P7器件来降低 Coss 损耗分量。  较低的 Coss 可以补偿较高的 R。

    此外、作为测试、请移除 FET 和二极管上的缓冲器、查看 器件温度(和效率)是否有所改善。   

    一旦实现了可接受的稳定温度和整体运行、就可以引入降低 EMI 所需的最小缓冲网络。  
    避免缓冲器过大。  

    如果上述情况无法改善情况、那么您可能需要 FET 具有更好的散热、以控制其 Tj。   

    此致、
    乌尔里希

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    尊敬的 Ulrich:  

    我将尝试这些操作、然后返回结果

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    我删除了缓冲器、但完全没有区别。 两种效率均未改善、电流振荡均未改善。  
    导通和关断时间约为50ns。   
    我已订购  IBP60R060P7、这将是下一个测试。  


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    尊敬的 Ilia:  

    当您提到电流振荡没有区别时、我再次查看了电流波形、发现了我之前漏掉的东西。
    信号通过500mV 基座上。  请在何处探测该信号?   
    根据原理图、R110和 R112应仅施加大约150mV 的失调电压。   
    电流波形的高振铃可能 有两个来源:
    a)升压电感器中的高绕组间电容与该电感发生振铃、和/或
    b)肖特基二极管 D14、D15的结电容、以 CT 磁化电感振铃。  
    我认为这是一个副作用、与效率或 MOSFET 发热无关、但我建议用超快速恢复的 P-N 二极管替代 SK220A 肖特基二极管。
    峰值电流较低、因此其大小为~μ A 200mA。

    如果升压电感器的匝数和层重叠、我建议尝试能够显著降低绕组电容的组绕组结构。

    希望新的 MOSFET 可以有一些改进、同时也请大家检查一下散热效果。

    此致、
    乌尔里希

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    您好!

    信号通过500mV 基座上。  请在何处探测该信号?   
    根据原理图、R110和 R112应仅施加大约150mV 的失调电压。    
    -是的低于300W 的偏移是150mV ,在较高的负载发生了一些事情

     我附加了图片、蓝色信号是 Vsense、红色是电流感应  
    稳压器疯狂之后优化该稳压器。  

    更改 D14和 D15后提高了 Vsense 稳定、但电流波形仍发生振荡。 效率提高了一点、但没有达到应有的水平。  我会考虑更好的粉丝。  

    问题是:您是否认为电流检测导致了调节不稳定以及效率下降。
    我将尝试 按照数据表中所示使用齐纳二极管和二极管重置网络、看看这是否会发生任何变化。  

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    您好 Ilia、  

    上面波形中显示的蓝色 VSENSE 信号确实看起来有点疯狂。  我很高兴更换 D14和 D15恢复了稳定性。  

    回答您的问题:如果在 CSA 和 CSB 处检测到振荡峰值、并且内部电流合成基于错误的电流峰值生成错误的向下斜率、那么电流波形中的振荡可能仍然会导致调节不稳定。 电流放大器输出可调整 PWM、 使电感器电流遵循 IMO 参考波形。  但是、如果 CSx 上的逐周期信号失真、PWM 将变为输出过多电流或没有足够电流、这可能会影响输出电压。  然后、VAO 电压将尝试变化以重新获得调节、但变化非常慢、因此 PFC Vout 可能会发生相当大的变化、而 VAO 则试图跟上变化。  

    VSENSE 信号上有很多开关噪声。  这可能是由于与示波器探头接地线存在噪声耦合。  
    我建议使用"尖端和接地筒"探测方法尽可能减少开关噪声拾取。   
    请参阅该应用手册、其中包括第4-5页中有关探测的讨论: https://www.ti.com/lit/pdf/slua850

    也可以在 CSA 和 CSB 处使用这种方法对电流检测波形进行测量、看看这些信号到底是什么样的。

    我不知道是什么原因会导致负载功率大于300W 时、R110的150mV 偏移突然增加到500mV。  我假设 R110上的12V 电源没有突然增加。  我猜测电流检测变压器(CT)的磁化电感不会完全退磁、残余电流被迫流过 R112、从而产生更高的失调电压。  只要齐纳二极管具有高电压并且二极管的额定负电压这么高、齐纳二极管复位网络就可以改善这种情况。   

    此致、
    乌尔里希