[参考译文] UCC28070：UCC28070栅极脉冲损耗

尊敬的 Manh：  

如果您参阅 UCC28070数据表中的功能方框图、您可以在底部看到影响栅极驱动器输出的所有内部信号。  

本质上、只要触发器的"S"输入(SET)为高电平、栅极驱动就会关闭(输出低电平)。  缺少脉冲意味着 S 持续为高电平。
在以下情况下、两个 S 输入中的一个可以持续为高电平：  
1. IpeakA 或 IpeakB 由于 CSA 或 CSB 电压> PKLMT 电压而高。
 CAOA 或 CAOB 短接至 GND、并且低于 PWM 锯齿的谷值。
请检查以下任一条件并清除问题。

请注意：OffA 和 OffB 为窄脉冲、从不会持续为高电平。  故障可能持续偏高、但同时关闭两个栅极驱动器、这不是您的症状。  

另一种可能是在空载条件下发生 GDX 脉冲丢失、其中 VAO 电压处于 IMO 电流的1V 阈值。
当 IMO 接近于零时、Vimo 也接近零、并且由于有限偏移、任何一个 CAOx 输出都可能略低于其各自的 PWM 斜坡锯齿谷值。  
这与 CAOx 短接至 GND 类似、但不必短接。  在输出端添加轻微负载应提高 VAO、足以消除这种情况、并且两个通道都应切换。  

此致、
乌尔里希   

尊敬的 Manh：  

我很高兴您发现了错误并使您的设计得以运行。  

您所描述的电流尖峰并不少见、但有相应的解决方案。

当输入电压从过零上升时就会出现这种尖峰、有时甚至在电压下降到过零时出现类似的尖峰。
当 CSx 信号低于 IMO 基准电压且电流放大器因电流检测信号到基准的误差较高而增加其输出电压时、就会发生这种情况。  在非常低的输入电压下、通过升压电感器的 di/dt 可能非常低、导致平均电流与 IMO 要求(以匹配电压正弦)不匹配。

CAOx 误差输出可能会很高、以至于它达到放大器驱动器的内部饱和水平并且钳制在5V 左右。 这会将 GDX 占空比驱动至最大值。  随着输入电压进一步升高、V/L 可以驱动更快的 di/dt、并且输入电流开始快速上升。  由于 CAOx 输出已经处于饱和状态、它们退出饱和状态有一个延迟。  当需要降低占空比以限制电流上升时、该延迟会将占空比保持为高电平。  相反、在 CAOx 能够脱离饱和状态并恢复到其适当的误差水平后、输入会上升至尖峰并下降至正常正弦波形。  

解决方案是使 CAx 信号在过零时略高于 IMO 信号、以确保 CAOx 输出不会驱动至饱和状态。  这是通过向 CSx 输入添加一个小的失调电压来完成的、以防止它们一直下降到0V。  
UCC28070A 数据表(第40页)(https://www.ti.com/lit/gpn/UCC28070A)的第7.2.2.8节 描述了如何设计这个偏移量。
也可以添加一个小斜坡。  或者只测量斜坡而不测量偏移。  虽然数据表中没有这样做、但这两种技术是相互独立的。  此外、建议的120mV 偏移起点和10%斜坡只是建议值。  针对任何特定的设计情况、偏移和/或斜坡可根据需要变小或变大。  

理想情况下、这些电阻器应尽可能小、以缓解尖峰问题、而不会显著增加轻负载电流波形的失真。
调整偏移或斜坡的量是一个试错过程、最好在所有其他更重要的调试完成后完成。   
(顺便说一下、抖动也是如此。  一直禁用抖动、直到系统按预期正常运行、然后启用抖动并对其进行调整、以获得最佳的 EMI 改进。  调试抖动引起的开关波形会更加困难。)

此致、
乌尔里希

尊敬的 Manh：  

我认为电流互感器(CT)可能未完全复位、并且 CSx 处过零附近的信号丢失表示 CT 饱和。  即使在电流很大的情况下也会发生这种情况、因为 CT 输出二极管在电流为 mA 时仍具有显著的正向压降、并且占空比通常处于最大值、从而留下很短的复位时间。

我建议重点关注过零、而不是整个半个周期。   利用电流探头、将实际电感器电流或漏极电流与 CSx 电压进行比较、并验证导通期间(Vcsx/Rsense)* NCT = Ids。  如果等效 CSx 信号低于 Ids、则我怀疑 CT 的磁化电感会将大部分感应电流从 Rsense 分流。  控制器接收到有关与 IMO 相比电感器中存在多少电流的错误信息并将占空比驱动到最大值。  这样、即使控制器看不到电感器、也可以在电感器中累积实际电流。  

为了确保 CT 在每个开关周期后始终复位、其复位电压(在 MOSFET 关断时间期间)应足够高、以便关断时间伏秒乘积= CT 绕组上的导通时间伏秒乘积。 如果这两个值不相等、则执行必要的操作来增加复位电压或延长复位时间(或两者)。  使用高值复位电阻或齐纳二极管可以获得更高的电压。  (整流二极管的额定电压需要达到此复位电压。)  通过降低 DMAX 引脚上的 Dmax、可以获得更长的时间。   

在上面的第二个波形中、您可以看到紫色(Ch2)漏极电压在关闭边沿没有达到 Vout。  它不能上升到高电平、因为电感器的漏极电流很低、以至于无法为 MOSFET 的 Coss 充电。  此外、导通时间很长、使得 MOSFET 漏极几乎不会上升、直到在下一个开关周期中再次导通 FET。  确保您的 MOSFET 不会过大、无法用于此应用。   

第一个优先级是确保 CTS 始终能够复位。  
然后、稍微取消一点 DMAX。
第三、考虑无论如何在 CSx 上增加一个偏移和/或斜升、以便对 DMAX 容差变化有一点保险。  尽管建议针对轻负载使用该技术、但该原理也可在任何负载下有效、如果 由于其他限制而无法充分提高复位电压、则有助于缩短导通时间。  

此致、
乌尔里希  

尊敬的 Ulrich：

我会根据您的建议检查三个要点。 我会尽快回复您。 谢谢！