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[参考译文] UCC256403:LLC 有时胜出't start

Guru**** 2441690 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC256403

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/1262630/ucc256403-llc-sometimes-won-t-start

器件型号:UCC256403

TI、

我正在+/-210V 电源上使用 UCC256403。 此电源能够连续运行2.5kW 以上的功率、并可在数秒内运行超过6kW 的功率。 在大多数情况下、该电源似乎可以正常运行。 但是、我注意到了2种开启故障模式。

在第一种模式下、电源通过软启动序列、通过反馈调节、然后看起来 LLC 停止工作。 我没有可靠地复制此模式的方法、因此除了获得基本示波器屏幕截图之外、我无法解决此问题:

[1]:+LLC [2]:VCC 启用[3]:-LLC VCC [4]:  

我发现的第二种故障模式很容易重复。 在此模式下、电源通电会照常进行调节。 然后、在电源关闭后、输出将使一位放电、然后重新开启。 启用 LLC 时(释放 BLK 引脚)、软启动引脚会照常充电、但 LO 引脚不会经过正常频率进展。 相反、它处于恒定频率(~6.5k)和低占空比~10%下。 以下是  

[1]:PFC 启用[2]:LLC 启用[3]:VBULK (VCC 输出电压~430V)[4]:+PFC 以-LLC (VCC 输出电压~420V)为基准[5]:RVCC [6]:LL/SS [7]:FB [8]:LS 闸极驱动器

Ls 栅极驱动的缩放

将上面的照片与正确打开时的照片进行比较:

我想知道您是否对任一故障模式的可能原因有任何看法、但对第二种故障模式而言更是如此、因为它是特定的且可重复的。 什么会导致 LO 引脚持续输出~6.5kHz 的低占空比?

提前感谢。

  • 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。

    你好、Joshua、

    在第二种情况下、检测到 ZCS。 可以通过查看 LL/SS 引脚电压来确认这一点。

    在第一种情况下、我需要更多波形、作为第二种情况来确定问题。

    此致

    马尼坎塔

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    您好 Manikanta:

    您能否详细说明一下为何会根据 LL/SS 引脚电压检测到 ZCS? 该电路可在多个电源上工作。 似乎不到1%有这个问题。 可以采取什么措施来帮助缓解这种情况?

    我能够复制第一个问题,并拍了一些照片。 这是我看到的内容。

    [1]:PFC 启用[2]:LLC 启用[3]:VBULK (PFC 输出电压~430V)[4]:+PFC VCC 相对于-LLC (VCC 输出电压~420V)[5]:HB wrt HS [6]:LL/SS [7]:HS 闸极驱动器[8]:LS 闸极驱动器

    这里是打开的电源。 它进行充电、稍微过冲、重新进入调节状态、控制器开始重新进行接管。

    在一开始放大后、一切在打开前看起来都很好、直到结束:

    然后恢复、看上去 HS 栅极驱动器电源在几个周期内仍然正常充电:

    它以该方式运行一段时间、进入我假定的突发模式。

    它从突发模式退出、看起来良好、

    不过、它最终会再次进入并在 LS 上开始产生这些~6.4kHz 脉冲、同时出现极短的 HS 脉冲

    感谢您的支持!

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    你好、Joshua、

    启动后、LL/SS 引脚电压将保持在3.5V。 在 ZCS 检测的情况下、LL/SS 引脚电压将从3.5V 降低以提高频率。

    您可以 调整 ISNS 引脚滤波电容值或 ISNS 电阻值、以消除此故障 ZCS 检测。

    此致

    马尼坎塔

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    Manikanta,

    感谢您的答复。 我将查看 ISNS 引脚。

    快速问题、在等待中、我正在查看其他引脚、当我在 BLK 引脚上卡了差分探头时、电源正常工作。 来自这个引脚的可能噪声也会引起所显示的运行方式吗?

    谢谢。

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    Manikanta,

    我想我的措辞不是很清楚。 在上述第一种情况下、LL/SS 通过软启动、完成软启动并稳压在~3.5V、然后最终发生 ZCS 故障并下拉至~1V、在该处它不会恢复。 一旦检测到 ZCS、LS 会每150us 输出低占空比、从不会恢复。 下面是该操作的另一个示波器屏幕截图:

    我发现增大 BLK 引脚上的电容可解决该问题。  我不明白这为什么会起作用。 BLK 不应影响 ZCS 检测、而应影响输入电压是否足够高以运行、对吗?

    对于第二个问题、LL/SS 看起来像是开始软启动充电、但从未使其超过~1V。 在这段时间内、即使在"软启动"期间、LS 栅极输出也每150us 具有低占空比。 以下是一个尝试:

    下面是一个缩放:

    我的理解是、在软启动期间禁用 ZCS 检测? 我不明白这是怎么发生的。 另外、LL/SS 关断时、触发的结束点是我关断 LLC。

    您能不能帮助弄清这里发生了什么?

    谢谢!

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    你好、Joshua、

    我会在下周回复您。

    此致

    马尼坎塔

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    非常好。 我们今天期待收到您的回复。 请告诉我、如果您需要我查看其他什么内容、以便对此处发生的问题进行故障排除。

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    你好、Joshua、

    我发现增加 BLK 引脚上的电容可解决此问题。  我不明白这为什么会起作用。 BLK 不应影响 ZCS 检测、而应影响输入电压是否足够高以运行、是否正确?

    您是对的。  除非输入电压过低、否则 BLK 不应影响 ZCS。 ZCS 完全由 ISNS 引脚检测。

    检测到 ZCS 后,LS 每隔150us 输出一次低占空比,但从不恢复。 下面是该操作的另一个示波器屏幕截图:
    我理解在软启动期间 ZCS 检测是禁用的吗? 我不明白这是怎么发生的。 另外,LL/SS 关闭时的镜头结束是我关闭 LLC。

    我认为在软启动期间 ZCS 是禁用的。 我认为它在软启动启动开始后经过一定数量的周期后启用。 我会从设计人员那里得到这一确认。

    此致

    马尼坎塔

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    Manikanta,

    我将向该线程添加更多的数据。 也许 IC 设计人员可以从中收集一些其他见解。

    再说一次、我有2个问题。

    1. 完全打开。 LL/SS 引脚电压稳定在3.5V、但快速降至1V、指示 ZCS 故障。 LS 波形每150us 触发一次、永远不会恢复。
      1. 该问题已通过在 BLK 引脚上添加更多电容得到纠正。 该引脚上的原始电容为100p。 470p 后、纠正了该错误。 这毫无意义、因为 ZCS  
    2. 第二个问题是、如果在输出端已经有电荷时电源开启、则根本不会开启。 LL/SS 引脚像正常的软启动一样开始充电、但达到1V。 LS 波形每150us 触发一次、即使在软启动序列期间也是如此、指示 ZCS 故障。 它将无法恢复。

    下面是我尝试更正问题2的一些事项:

    • ISNS 引脚具有滤波功能(见下文)。 我已经尝试在没有改变运行的情况下增加 C12_5 (220p、470p、1n)。 我还尝试将 R68_5增大至10Ω、但没有任何变化

    • 当使用差分探头(HVD3106A)观察 ISNS 线路时、即使输出已预充电、电源也会正常运行。 这就是我尝试更多滤波 ISNS 的原因。 请注意、在这两种情况下、输出都会充电至~300V、但如果探头位于 ISNS 引脚上、则电源会正常开启。 未进行其他更改  

    [通道5] FB

    [通道5] ISNS

    • 我已尝试在不做任何改变的情况下提高 BMTH。
      • 原:BMTH=0.498V/BMTL=0.299V
      • 已更新:BMTH=0.850V / BMTL=0.510V
    • 我在正常开启和电源预充电但无法开启的情况下观察到 VCR。 下面是一些示波器截图:

    正确开启

    下面是一开始的放大图、显示了265V 的充电引导时间、且 VCR 控制良好:

    下面是更接近的缩放:

    但请注意、在电源开启且处于突发模式后、VCR 引脚在这些关断期间变为高电平。

    预充电/无法开启

    这是预充电电源未正确开启:

    放大一点:

    这看起来与电源实际工作时的启动非常相似、只是 VCR 变为高电平且 LS 开始150us 故障环路:

    我很好奇、 该问题是如何 解决的? 似乎是相似的。

    Question:

    1. 为什么向 BLK 引脚添加更多电容有助于解决问题1?
    2. 向 ISNS 添加差分探头可修复问题、但增加电容不会修复。 如果有任何其他可以在 ISNS 引脚上执行的操作、
    3. 为什么在电源预充电时、VCR 在开启期间变为高电平?
    4. 解决此问题还需要考虑哪些因素?

    最后提醒一下、我们已经构建了数百个电源、这似乎影响到其中的一小部分、但影响不大。  我还不确定这意味着什么、但可能还有另一条线索。 感谢您的帮助。 我需要尽快解决此问题。

    此致

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    你好、Joshua、

    设计人员提到 ZCS 检测将在软启动阶段打开。

    在第二个问题上、您可以再做一项更改吗:可以通过更改 LL/SS 引脚的电阻分压器值来更改失调电压(VSSinit)吗? 看、它是否能改善情况。 这应该会在软启动阶段更改初始频率。

    但请注意、在电源开启且处于突发模式后、VCR 引脚在这些关断期间变为高电平。

    [/报价]

    它的不是突发关闭周期。 再次变为 ZCS。 由于死区时间更长、内部斜坡电流会根据 转换情况将 VCR 引脚电压充电至6V 或零。  

    在突发关闭周期期间、VCR 应达到3V、

    今天我将与其他应用工程师进行讨论、讨论第一个问题。 我会继续向您发布信息。

    此致

    马尼坎塔

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    Manikanta,

    感谢您的讲解。 需要说明的是、第一个问题是使用 BLK 电容解决的。 我不知道为什么,但它是有效的。 但第二个问题是需要解决什么问题、那就是电源在部分充电后不会重新开启。 到目前为止、解决此问题的唯一方法是在 ISNS 引脚上添加差分探头。 但是、每次采购一个价值1200美元的探针并不是一个好主意、因此我需要找到一个解决方案。 我所尝试的是上面概述的,到目前为止,没有任何成功。

    关于更改失调电压的申请的快速提问。 我已经尝试更改 LL/SS 引脚上的电阻分压器。 根据我的理解、这会改变突发模式阈值。  但是、为了帮助实现软启动、我使用选项5、该选项强制 VCCINT 为0。 您是否建议我更改选项?

    此致

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    你好、Joshua、

    可以改为选项6吗? 与选项5具有相同的 BMTL/BMTH 比率、但启用 VSSinit。  

    此外、 在波形中、ISNS 太低。 这会导致 ZCS 跳闸。 因此、您是否可以通过增大 ISNS 引脚上的电阻值来增大 ISNS 幅度。

    此致

    马尼坎塔

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    Manikanta,

    我还没有尝试将模式更改为选项6。 但是、我的确增大了从200Ω 到300Ω 的 ISNS 电阻器、并且在有限的时间内打开预充电电源、电压达到了。 我需要做更多的测试、但我现在有2个问题:

    1. 为什么过低 ISNS 信号会跳闸 ZCS?
    2. 除了电流受限外、还有哪些其他方法可以用于缓解该问题? 增加最终会将电源限制在设计值以下。

    此致

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    你好、Joshua、

    ZCS 检测通过 ISNS 引脚上的比较器实现。 当 ISNS 信号过低时、比较器会输出干扰性 跳变。

    除了调整 ISNS 电阻器的值、可能没有任何替代方案。

    此致

    马尼坎塔

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    Manikanta,

    我在努力地关注这一点。 将 ISNS 信号与阈值信号进行比较、以确定故障。 如果 ISNS 通过阈值信号、则触发故障。

    解决方案是增加 ISNS 信号? 这毫无意义。 您是否可以为我提供任何文档? 我想了解在这里发生了什么。 请记住、我还能够通过在 ISNS 线路上添加高压探头来解决问题、使噪声似乎得到了缓解。 我只是通过增加电容而无法复制这些结果。 也许有推荐的滤波器方案吗?

    从我的实验中可以使用的最低电阻器是226Ω。 如果低于此值、则会出现在先前为导轨充电后无法打开的问题。 这会引出另一个问题。 如果输出上没有电荷、则电源将打开。 什么情况下采用带电输出使该讨厌的 ZCS 故障更容易受到影响?  虽然我可能有一个解决方案、但我不了解有关该问题的详细信息。 请帮助我理解吗?

    此致

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    你好、Joshua、

    以下屏幕截图来自数据表。 这里您可以看到、比较器的迟滞为16mV-44mV。

    如果 ISNS 信号极低、则 ISNS 比较器将响应。 因此、增大 ISNS 信号的大小可防止比较器输出基于微小噪声进行开关。

    在启动期间导致 ZCS 的主要原因:

    启动时、LLC 谐振电容器需要一些时间才能充电至 Vdc/2。 因此、在启动时、不会对称驱动 LLC 谐振回路。 由于电压 第二个因素不平衡、谐振电流可能在半个周期内不会反转。  

    此致

    马尼坎塔