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[参考译文] UCC21732:UCC21732

Guru**** 1134500 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC21732
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https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1349003/ucc21732-ucc21732

器件型号:UCC21732

您好!

下面添加了原理图和布局快照。

我们正在使用 UCC21732构建逆变器、并且 FLT 引脚有错误触发问题。 与下面的原理图相比、更改后已禁用 OC 引脚和 AIN 、通过 R83和 R86处的0 Ω 电阻器将其接地。 此外、还移除了 R76、从而使 APWM 可浮动。  

我们尝试了一些结论和尝试:

  • 我们似乎在将电压增加到100V 和150A 左右时就会发生这种情况。降低电流会降低故障发生率。 以较低的电压运行差不多可以解决问题。 我们假定这是由于(由我们不使用)过流引脚误触发造成的。
  • 我们在 READY 引脚上未观察到振荡。
  • 我们将使用一个栅极驱动器来馈送两个视差 MOSFET (每个 MOSFET 具有单独的栅极电阻器)、但在测试期间、只安装一个 MOSFET。
  • 我们已分别试用了1欧姆、4.7欧姆和10欧姆的栅极电阻器、运气不好。
  • 好像移除米勒放电 MOSFET、Q1和 Q3减少了故障量。
  • CLMPI 引脚仍具有2欧姆和10k 至-9V 的电压。

我们还尝试用 UCC21756QDWRQ1替换 UCC21732DW 以改用去饱和引脚、从而改用去饱和引脚。 有望使用5V 的更高检测电压来解决问题、但具有相同的行为。  

主要问题是为什么 OC 引脚在应该停用时一直触发、还是我们在这里遗漏了这个引脚?  

此致、Jimmy

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    抱歉、所添加的原理图出现问题

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    尊敬的 Jimmy:

    OC 和 COM 之间是否有4K 欧姆? 您是否尝试过让这个为0欧姆? 在高电流时是否有足够的噪声注入、能够在 V (OC)下产生4K 欧姆的电压?

    此致、

    肖恩

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    你好 Sean、没有、我们已将 OC 引脚上的4k7电阻器更改为0欧姆、AIN 引脚也是如此。 这是我们无法正视的一个大问题:OC 引脚在连接到 COM 时可以被触发、应该被停用。

    BR、Jimmy

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    尊敬的 Jimmy:

    我希望可以有一个简单的答案、所以在我们尝试进入 IC 设计之前、让我来向您澄清几件事。

    故障清除后、部件是否仍然工作? 故障引脚是否可以正确报告 FET 损坏?

    对于开关节点振铃的外观、您是否有示波器测量? 您可能正在通过栅极向栅极驱动器电源注入纹波。 阻尼开关节点振铃有时足以防止芯片内部误触发。

    此致、

    肖恩

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    Sean、您好!

    FET 在发生故障后仍然工作、我们可以将其复位、然后反复进行测试。 我们还认为可能会有一些振铃触发 FLT 引脚、这也是我们 使用 DESAT 引脚切换到 UCC21756QDWRQ1的原因、希望它能够更不受误触发的影响、但基本上是完全相同的 行为。

    在下面您可以看到栅极测量值。 黄色迹线表示相对于 COM 的栅极上的电压、绿色迹线表示流入栅极的电流。 蓝绿色是相电流。 需要注意的是、如果我们能够更好地进行探测、可以显著改善栅极上的电压振铃。

    一些额外的细节;我们使用的是来自"Teledyne T3RC0300-UM" 、BW 至30MHz 的交流电流探头、而我们的差分探头是带有 BW 100MHz 的"PICO TA043"。

    BR、Jimmy

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    尊敬的 Jimmy:

    依赖于"更好的探测"的振铃意味着其他东西会强烈辐射该频率、您的探头天线会接收到该频率。 上述测量不包括开关节点、但您的差分探头可能具有足够高的电压来进行此测量。

    您可能需要对关闭开关时冲击的 LC 谐振开关节点频率进行抑制。  

    这种简单而低效的方法是进一步增大栅极电阻器。 如果将 dV/dt 降低到 LC 谐振频率以下、就不会发生这种振铃。 但是、这会增大开关损耗。

    另一种方法是使用高压缓冲器电路来抑制振铃。 这样、即使您使用快速的 dV/dt、振铃也会被抑制。 您可以测量谐振频率,并使用1/SQT (LC)= 2 π*f 来估算您拥有的 L_DRAIN 和 C_SW。 为了提高精度、您可以用添加的电容测试频移、并得到2个公式和2个未知数。 然后、可以选择用于缓冲的高额定功率电阻器。 由于开关节点短接至高压电源、因此可以将缓冲器放在那里、避免它每个周期都充电和放电。 它必须占用最低电感路径、以便高频电流主要从电阻器流出。  

    这种振铃可能是导致故障的根本原因、如果我们可以减慢速度、该器件应该能够在全功率下工作。

    此致、

    肖恩

    e2e.ti.com/.../5758.GateRing3.TSC

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    大家好、感谢您提供的所有建议。 我们现在已经测量了开关噪声、见下文。 我们正在设法确定我们的下一个行动应该是什么。 此外、您是否可以看到这也会触发另一个 IC 上的 DESAT 引脚?

    蓝绿色是 FLT 引脚

    黄色表示漏源电流

    紫色是漏源电压

    BR、Jimmy

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    尊敬的 Jimmy:

    干扰运行是保护功能的一个常见问题、遗憾的是、该器件中的 DESAT。 我们的大多数新器件都添加了抗尖峰脉冲滤波器、这会使传播延迟增加、但提高了抗噪性能。  

    下一步应该是解决开关节点的这个 LC 谐振频率问题。 能否详细展示一下高压电流路径的布局? 高频性能通常都与"管道"有关。  

    我推荐两个选项。 一种方法是缩短从大型去耦电容器到开关再返回电容器的高电流路径的长度。 这将减小 L、并可能将谐振频率推高到足够高、以允许寄生电阻开始抑制谐振。

    第二种方法是尝试抑制该谐振频率。 这需要一个高功率电阻器与陶瓷电容器串联、并且这必须是电感最低的去耦路径。 这样、当开关闭合时、它必须通过电阻器消耗高频电流、然后将电流与电感器串联。 您可以使用我在上一篇文章中介绍的方法校准此电阻器、以便获取最大阻尼。

    另一种选择是继续增加栅极电阻。 这会增加损耗、但通常会实现这种做法、并使 dV/dt 降低到低于开关节点的 LC 谐振频率。 也许您可以尝试一下、将其作为概念验证。 可能最好严格控制生产硬件的布局。

    此致、

    肖恩  

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    在图片中、您可以看到我们正在进行的测试的电流路径。 我们可以看到、当我们请求 L1上的阶跃响应时、L2和 L3跳闸。 此外、如果我们请求 L2或 L3上的阶跃响应、则不会发生这种情况。  

    对于栅极电阻器、我们尝试了1、4.7和10欧姆、没有看到任何真正的差异。 我们将尝试看看我们是否能在布局方面弄清楚一些东西。

    BR、Jimmy

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    尊敬的 Jimmy:  

    我很难想象高压电容器完成电路的位置以及每个相位的高电压环路长度的比较情况。 但看起来您可以通过多个并联电阻器来添加本地 HV 总线缓冲器。  

    我曾使用过电解电容器的内置 ESR 来解决该问题、但为了实现长期可靠性、通常不建议这样做。

    此致、

    肖恩