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[参考译文] UCC28781:未启动

Guru**** 1183820 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28C56H, ATL431, TLV431, UCC28781EVM-053, PMP22322, UCC28781, TL431, UCC5304, UCC28782
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https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1203990/ucc28781-does-not-start-up

器件型号:UCC28781
主题中讨论的其他器件:ATL431TLV431PMP22322、、 TL431UCC5304UCC28782、UCC28C56H

您好、TI!

我们已经按照您的 EVM 原理图制作了一个测试板、但测试板无法启动。 定制变压器尚未制造出、因此我们使用这款现成的器件来进行尝试、引脚排列不同、因此我们使用短线进行相应连接(见所附数据表)。

我们的 PSU 目前仅提供120V 的最大电压、因此这是我们目前要测试的、但我知道该设计应该从100V 开始、对吧? 它消耗0mA。 我在15V 输出节点上放置了1k 负载。

如何解决此问题? 我们应该测量哪些节点?

电源。我们知道 AUX 连接错误、在安装和正确安装变压器时已经考虑过这一点。

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    我使用  IPD80R600P7ATMA1作为 Q2时犯了一个错误、该 Q2应该是耗尽模式 MOSFET。 我将 在明天放入原始 Q2 CPC3982TTR、并使用我的发现更新此主题。

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    您好 Valentinas、  

    很高兴您在花大量时间进行调试之前发现了 Q2错误。   
    但是、还有其他原因可能导致电路板即使在 Q2校正后也无法启动。

    您的替代变压器(WE 7508112414)的属性与控制器的编程属性大不相同(看起来与我们的 EVM 相同)。
    首先、替代磁化电感(460uH)几乎是 EVM 变压器的3倍。  
    这意味着、为避免被检测为"短路 CS 故障"(参阅数据表第54页)、输入电压必须为3倍才能启动 EVM。

    其次、替代辅助 绕组到秒的匝数比远低于1 (实际上、如果使用了两个辅助绕组、则最多只有0.643)、这将无法提供足够高的辅助电压来在切换开始后将 VDD 保持在 UVLO 电平以上。  因此、即使 电路板在启动开关时越过所有潜在故障、它也只能在 VDD 耗尽之前持续超过几毫秒的切换时间。   

    虽然 可能干扰成功启动的问题更多(甚至不涉及稳态性能)、但前两项表明必须仔细评估建议的替代参数、以评估每次偏离设计参数的可能影响。  小偏差可能有效、但有一些限制;大偏差可能不起作用。  

    另一方面、如果您的原理图中显示的变压器(我们是750371607?) 是您要使用 true 的实际部分、那么它也具有错误的 NAS 比率。  文本显示 NSA = 3.75:1、这意味着当 Vout = 15V 时、VAUX 将仅为~4V。  这也不会维持 VDD。  

    如果您为 VDD 提供外部15V 源(通过二极管)、替代 XFMR 仍然与其余的功率级和控制值不匹配、我无法预测首先会出现什么问题。  开关频率可能远低于预期值、这会导致 ABM 出现问题。   
    为实际 XFMR 计算 RDM 和 RTZ,并且它们的操作将 与建议的替代项完全关闭。  OVP 将会偏高、等等。  

    在您的设计变压器送达之前(希望它与上述两个变压器中的任一个有所不同)、我建议使用参数更贴近设计的替代元件。   对偏离设计点的影响进行评估、并决定您是否可以暂时"接受"这些影响。   在找到合适的候选项之后,将替代项的实际参数插入 RDM、RTZ、Rvs1和 Rvs2、RCS 等方程中,并调整电路板值(临时),以便在实际 XFMR 进入之前更好地运行。  然后恢复正确的值。

    仔细阅读之后、我还注意到您的并联稳压器 U3被列为 TLV431、它的基准电压是 EVM 的 ATL431的1/2。  
    除非 TLV431符号仅是 PCB 尺寸占位符、否则您不会获得电路板的15V 电压。  

    我还注意到 REF 网络上的禁用开关 Q4。  此 Q4器件型号对应于耗尽型 FET、因此无论来自光电 U5的驱动如何、它都将始终处于开启状态。  我怀疑 Q4应该是小信号增强 FET。   

    此致、
    乌尔里希

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    尊敬的 Ulrich:

    非常感谢您的帮助。

    在最终设计中、我们的输出电压将为68V、我很高兴您发现绕组比有所不同、因此对于该测试板、我当然需要从15V 提高到更高的水平。 我还将考虑具有不同基准电压的 TLV。

    由于替代变压器中的电感较高、我计算出需要大约0.9R 的 RCS 才能在50V 电压下启动。 将进行变化、看看是怎样的。

    下面是下周我们将见到的变压器设计。 您认为与数据表中提供的配置一样、使用它会有问题吗? 当然、转换器组件必须进行调整。

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    我仔细检查了两个 TLV、它们都具有2.5V 基准电压、甚至将我的电压放在 EVM 上面、EVM 仍然输出15V 电压。

    我在 Q3处放置了原始的耗尽型 NMOS。 删除了 Q4。 2R RC 周围、将 Vout 设置为大约31V。 尝试输入电压高达120V、输出没有变为有效状态。 栅极始终为0V、VCS 为0V。

     以下测量期间的 VIN 约为32V。
    黄色表示 Q3漏极。 200mV/div。 200ms/div。
    橙色信号是 Q3源。 红色是 Q3栅极。 2V/div。 100ms/div。
     

    黄色下面是 Vref。 2V/div。 100ms/div。            VDD:

    图形是否合理?

    我正在研究 RDM、RTZ、Rvs1和 Rvs2的公式、它们是必不可少的、还是我目前可以使用 EVM 值? 我只想在开始更改太多值之前的某个位置开始。

    我还可以测量哪些参数来进行调试?

    编辑:我可以看到 RUN 和 FLT 引脚为低电平、正在尝试找出原因。

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    我如何计算190k 的 EVM Rrdm 值 、而您的 EVM 使用93k?

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    您好 Valentinas、  

    感谢您提供更多信息。  我需要一点时间来对所有这些进行分析、并提供一些有意义的指导。

    我先回答您的最后一个问题。  我同意您的 RDM 计算、您有一个很好的问题。  此时、我不知道 EVM 为什么使用计算建议的~1/2值。   作为对一些开发历史的补充、UCC28781EVM-053设计主要复制自之前的 PMP22322参考设计、后者又与之前的 PMP21552设计进行了修改。  我认为在涉及 Lm、NPA 和 Rvs1&2的过程中进行了一些更改,但 RDM 显然没有更新,因为这些参数发生了变化。  有趣的是、EVM 仍然可以工作、因此 PWMH 控制(用于驱动 ZVS 的 SR)能够补偿 RDM 的不足值。  当我得到机会时、我将不得不调查这种情况。   

    在您之前的帖子中、REF 和 VDD 波形有意义、但上面有3条迹线的两个波形对我来说是没有意义的。  它们看起来像是相互粘贴的三个不同扫描的复合材料。  红色和橙色有点相似、但不重合。  不过,有些事情可能会从这一过程中得到证实。  
    您说您在 Q3处放置了一个耗尽型 FET、但 Q3是 SR FET。  我假设您是指 Q2。   
    在编辑时、报告运行且 FLT 较低。  如果它们始终为低电平、甚至从未短暂出现高电平脉冲、则存在会阻止开关启动的故障。  红色迹线、即 Q2 GATE、即 HVG、似乎从~17V 峰值下降到11V、几乎立即可能是问题的罪魁祸首。   

    在启动的初始阶段、P13密切跟踪 VDD。  在导通阈值(接近17V)时、P13会发生漂移、成为稳定的13V 电源、其电压通常会  以 小电流下降至13V。  如果 P13开路、则电压将快速降至<14V。  
    表3 (DS 第53页)表示 P13开路故障阻止了开关操作、并使 VDD 循环通过 UVLO、这种情况会出现。  
    请检查 P13在控制器和 FET 的连接。  

    如前所述、我需要一些时间来摘要了解变压器信息。  

    此致、
    乌尔里希

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    尊敬的 Ulrich:

    我的确讨论了 Q2耗尽型 FET。

    我在 EVM 上测量了 P13、在 Vin 达到100V 之前它看起来完全相同。 还测量了 P13在输入电压为30V 时的下降时间、我在 EVM 和电路板上看到相同的下降时间、为1ms、速度不超过10us、因此不应触发故障。

    在 EVM 上、输入电压为32V、RUN 信号为低电平。 为何在100V 时 EVM 知道是时候启动了? 我看不到任何引脚的值随 Vin 而变化、它们似乎都是固定的或锯齿状的。 它内部是否知道? 对于如何解决此问题、我感到非常困惑。

    输入电压为32V 的 EVM 栅极始终为低电平、它如何知道输入电压为100V? 它如何知道何时开始?

    EVM FLT 引脚测量:每1.6s 左右发生一次橙色冲、它是在 Vin 32V、200mV/div、红色为 Vin 100V、1V/div。  

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    您好 Valentinas、  

    好的、很好地知道 P13的下降时间比10us 慢得多、所以您是对的、这不会触发故障。  

    但有些东西会触发故障、因此我们必须进一步寻找它。  
    在数据表中、表7-3和表7-4列出了在各种条件下导致关断的故障。
    您报告没有栅极驱动、因此将可能的故障范围缩小到任何开关发生之前可能发生的故障。   

    但首先、我们需要确认两点:a)当 VDD 达到17V 导通阈值时、绝对没有栅极驱动脉冲(没有 PWML);b)当 VDD 达到17V 时、没有运行信号。   您必须以2us/div 的扫描速度触发这些信号才能看到它们。  在100ms/div 条件下、它们可能不可见、您可能认为它们并不存在。  如果存在这些故障、则必须查看一组不同的可能故障。  

    假设不存在 RUN 和 PWML、则从表7-3来看、只可能是 FLT 引脚上的 OTP 故障。  如果 FLT 在启动前保持低电平、它将阻止切换、只需保持在 UVLO 复位周期内(正如您在 VDD 上看到的那样)。  
    其它故障可能出现在表7-4中、这些都是"Delay to Action"="none"的情况。   

    从表7-4中、我们排除了"P13引脚断开"。  其余请查看:
    1.XCD 引脚连接至 AGND;
    2. 电路板上的 RDM 和 RTZ 电阻器值与原理图上的值相匹配,并连接到控制器引脚。

    在表7-4中、还存在"CS 引脚短路"故障、但此故障要求 PWML 上具有单个脉冲(此脉冲的 RUN 也变为高电平)。
    此故障是 EVM 在~100V 时启动的原因。  正如下面的表7-4第7.4.13.1节所讨论的那样、VCS 必须在第一个脉冲时的2us 内达到0.2V、否则会假设出现故障。  使用 V/L = di/dt、EVM 电感为160uH 且 RCS = 0.1662R、 VBULK 必须> 160uH*(0.2V/0.1662R)/2us = 96.3V、以符合<2us 标准、避免因"CS 引脚短路"故障而关断。    

    对于460uH 替代变压器、除非也通过增加 RCS 值进行补偿、否则启动将比 Vin 高3倍。   
    我怀疑这就是您的开发板无法启动的原因。  但您说过您没有看到栅极驱动或运行脉冲、因此这就是我建议您首先验证的原因。  您可能会错过这些内容、因为"CS 引脚短路"故障也使 UVLO 在允许下一次 开关尝试之前循环1.5秒。  在慢速扫描时、很容易错过仅每1.5秒重复一次的单个2us 脉冲。    

    此致、
    乌尔里希

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    Ulrich 您好、

    我已确认 XCD 接地、RDM 和 RTZ 的值正确且似乎连接到引脚。
    CS 引脚短接至 GND、我修复了它、现在可以看到栅极  


    在我的测试板上、我放置了 RCS 1Ohm、它应该在大约50V 的电压下打开、似乎在55V 的电压下打开。

    下面是 EVM QLSRC 电压。 橙色为 EVM 50mV/div、输入电压为95V。 黄色是我的测试板、100mV/div、输入电压为50V、刚好在其打开之前。



    我的测试板在 QLSRC  > 200mV 后(尝试开始切换)。 这大约每15us 发生一次、持续30ms。


    栅极电压。 输入电压为60V。 15ms 后会发生什么情况、30ms 后会停止切换。


    以下是输出电压。 它们每1.5秒发生一次、变压器会发出声音、但 Vin 越高、波形越平、声音越低、我的 PSU 显示的电流也越低(在30ms 开关期间)。

    变压器输出引脚上的直接辅助电压:           SEC 电压:


    为什么它每30ms 发生一次? 为什么我的栅极电压在15ms 后开始下降? 我还可以测量哪些参数来进行调试?

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    您好 Valentinas、  

    很高兴您终于切换了电路板。  现在尝试保持开关状态。

    在您的第一个波形中、QLSRC 信号(主要是电流检测信号)上存在巨大的振铃。    
    这表明初级绕组中存在大量的绕组间电容。  
    这可以通过监测初级绕组电流的电流探头来确认。  无论如何、这是一个很好的信号、因此我建议采取措施来插入这样的探头。  最好的位置是连接到大容量电压轨的初级绕组引脚。  

    第二个波形似乎是开关开始时的第一个(或前几个)窄脉冲之一。  它似乎显示了第一张波形照片的 LC 振铃、仅受导通时间的限制。  如果不是这样、我需要更多有关该信号的背景信息来了解具体情况。  例如具有 PWML 信号。   

    PHOT 3显示 PWML (栅极电压)在正常13V 状态下持续~15ms、然后下降到~10.5V 并停止。  这表明 VDD 电容将 VVDD 保持在13V 以上15ms、然后 VDD 降至13V 以下、P13随之下降、PWML 的振幅也随之下降。  当 VDD 达到10.6V 时、控制器关闭并开始一个 UVLO 周期来重新启动。  如果次级输出电压没有或不能上升到足以在辅助绕组上反映>11V、则 VDD 不能保持高于 UVLO。   

    最后两张照片对我来说非常奇怪。  但是、您提到它们每1.5秒重复一次、这表明关断是由于 UCC28781数据手册故障表中列出的几个可能故障之一导致的。  表7-3和7-4 (分别为第45和53页)列出了器件可以检测到的所有故障以及对这些故障的响应方式。  操作列中带"tFDR 重新启动"的值是要考虑的值、因为对这些故障的响应会在两次重新启动之间产生1.5秒的延迟。   它是一个消除的过程,抛出那些显然没有发生的,并缩小那些最有可能发生的。  

    所有这些电流检测振铃都可能触发表7-4中的 CS-Open 故障。 即使它在物理上可能不是开路、但 IC 检测到的条件可能与故障症状匹配。  不过、它可能是其他 tFDR 故障之一。  

    最后一张照片(秒电压)显示了 Vout 上两个不同级别的锯齿。  (我假设是 Vout。)  我不知道为什么会有两个级别、但这种症状类似于因反馈电流饱和而导致的不稳定的开/关控制。  我建议探测反馈光耦合器的集电极、以查看其电压是否以锯齿形频率上升和下降。  如果是、则并联稳压器(TL431?) 没有获得 足够的 偏置电流。   

    此致、
    乌尔里希

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    Ulrich 您好、

    在我添加了 VDD 电容后、它开始关断之前的持续时间确实增加了、但这对主要问题-次级电压过低-没有帮助。

    光耦合器集电极电压看起来稳定、在 Vout 摆动期间没有摆动。

    我正在尝试另一种现成的变压器、 QLSRC 振铃没有那么大、不确定是因为我安装它的方式不同、还是它"更好"。

    使用第一个变压器(https://www.we-online.com/components/products/datasheet/7508112514.pdf)、我具有大约13V 秒和8V 辅助输出。  

    现在、使用第二个变压器(https://www.we-online.com/components/products/datasheet/7508112330.pdf)、我可以看到大约6.5V 的时间和8V 的辅助电压。  

    所以,NSA 是有道理的。 没有什么意义的是、即使我 尝试调整 R31、R25、R26、R9、也会得到如此低的次级输出电压。 只有 R9似乎产生了微小的差异、但几乎没有任何差异。 R31 = 10k、R25 = 150k、因此我希望 Vout 比我看到的高几倍。 输出电压不随输入电压的变化而变化、似乎仅影响纹波和可闻声音。

    祝您

    瓦伦丁纳

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    您好 Valentinas、  

    我不知道您为什么只获得6.5V 的输出、但显然您达到了某个未知限值。  
    仅仅更换变压器和几个电阻不足以实现有效的设计。  您的项目 确实应该从头设计、而不是与以前的设计相比进行了大量修改。

    在 具有2.5V  基准电压的并联稳压器上、R31 = 10k 和 R25 = 150k 应调节至40V 输出…… 其他一切也正常工作时、我们将启用该选项。  
    但并联稳压器也需要适当的偏置电流进行调节。  您之前提到过"我仔细检查了两个 TLV、它们都具有2.5V 基准..."。
     TLV431具有1.24V 基准电压。  具有2.5V 基准的稳压器不是"TLV"器件。  原理图显示了 TLV431符号、但如果基准为2.5V (某些器件为2.495V)、则不是 TLV。   这让我之前感到困惑。

    在给定2.5V 基准的情况下、10K 和150K 对应于40V 输出设置。  我盯着原理图恰好注意到 SR 驱动器次级侧 VDD 连接到了 Vout。  这对于低电压 输出来说是合适的、但 UCC5304在 VDD 上的最大额定值为20V。   
    第一次加电时、Vout 可能已经上升到40V、但一旦超过20V、驱动器可能已经烧断、现在可能会阻止 Vout 上升到超过6.8V。   
    很遗憾之前没有看到、但原理图中也指出输出为15V、稍后我才知道要使用的68V。  
    当然、现在我们知道 VDD 将需要 某种类型的稳压器来限制 VDD。  理想情况下约10V、以便 Vgs 不会过大。   
    最终、可考虑使用另一个次级绕组、但稍后会有所担心。  

    返回到第二个变压器: 当 Vout 为15~20V 时、AUX 的匝数比更好。  但是、如果 Vout 将变为40V 或68V、则 AUX 绕组电压 对于控制器 VDD 来说将过高。  每次进行更改时、它都会影响其他几个函数。  800uH 的更高 Lm (和更高的泄漏 L)也会对转换 行为产生重大影响。  当 Vout = 40V 时、NPS 对于初级为333V。  这可能会 在额定电压为150V 时烧毁初级钳位 TVS D9。  

    这种霰弹枪的发展方法 正在到处吹洞,但实际上没有击中许多目标。  
     我建议  您从零开始进行设计、不要尝试重新调整 EVM 设计的用途、以便根据实际目标参数确定所有元件值。  我承认、TI 目前   还没有专门的 UCC28781设计计算器。  不过、UCC28782设计计算工具可用于确定功率级参数。  涉及有源钳位 和高侧 FET 的部分可以输入虚拟值、以避免在为 ZVS 设计生成元件值时出现问题。  希望使用此工具可为您提供 从头开始所需的完整设计、而不是根据 EVM 值反向运行、希望不会忽视某个内容。    

    此致、
    乌尔里希

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    Ulrich 您好、

    由于电路板是手动安装的、因此我决定再制造一个。 起初我有其他问题、但事实证明这些是焊接错误。 它最终开始运行、现在我看到输出为160ms、然后它会关闭。

    BTW 关于 TLV 为1.24V、您是正确的、但我实际上拥有 TL431、它具有2.5V 基准电压。 在原理图中表现为图形错误。

    逻辑门仅能处理20V 电压。 我确实意识到了这一点、并使用了10V 齐纳二极管+ 100R 进行了增补以限制电流、因此我的栅极驱动器受到了保护。 忘了告诉您这一点。

    因此、正如我提到的、我现在看到160ms 的良好输出、然后它变为低电平。 在1.5s 后重复(发生重新启动)。

    21.5V 辅助

    输出电压为33V

    3V VVS (Rvs2 I 具有3.3k、而不是 EVM 中的6 98k)。

    它不能是 Vovp、因为它仅上升到3V、没有过冲。 所以、下一个可能的情况是 Vopp。 为此、我应该测量和计算什么? 目前我有 Ropp 的 EVM 值402R。  

    我觉得奇怪的是、Vout 不是很好调节、我不能稍微调低、如果我改变 R25和 R31、没有区别、但是如果做足够大的跳跃、 它只是将 Vout 降至25V 左右、而这对于 VAUX 来说太低了、无法取代 VDD。 我可能需要调整其他电阻器、但我还没有时间通读。 你有什么问题吗? R25 R31值是否可能过大?

    感谢您的帮助。

    瓦伦丁纳

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    您好 Valentinas、  

    关于您的新电路板和保护您的 SR 栅极驱动器的好消息。  

    这不是 OVP 问题。  160ms 时间限制是过功率保护(OPP)的直接结果。  没有任何其他东西具有此特定时序。
    OPP 意味着峰值初级电流超过 OPP 阈值、并且允许持续时间长达但不超过160ms。   

    正常额定功率的设计将导致 稳态 初级电流峰值在图7-43的虚线 OPP 限制曲线之一以下运行。   
    要强制执行的限制曲线(蓝色虚线曲线或棕色虚线曲线)取决于在降压时间内 VS 输入端感应到的电压电平是小于2.4V (蓝色)还是大于2.5V (棕色)。  电流峰值可能超过虚线、但严格受实线限制、最长为160ms。  

    讽刺的是,Ropp 与设定 OPP 水平没有什么关系。  这是由 RC 以及其他因素的选择设计的。  
    Ropp 用于补偿关断延迟、并主要调节高输入电压下的 OPP 电平以适应此类延迟。  
    现在、 Ropp 几乎没有问题。   

    无论如何、这种情况(160ms 后关断)通常在输出过载(不一定是短路)时发生。   
    其他原因可能是:
    a)实际功率限制低于预期功率限制(通常是由于设计错误或组装错误)。
    b)反馈环路打开或卡在固定的电平( 通常也是由于设计错误或组装错误)。

    您的 Vout 不容易调整这一事实强烈表明您的反馈环路"不起作用"。
    这可能由各种原因引起、但很可能是因为您的 TL431未通过 R32正确偏置。  
    UCC28781EVM-053使用适用于 ATL431稳压器的5.6K、但对于 TL431而言、此值过高。   
    请设置 R32 = 560R、以提供 TL431所需的 Ika。  

    此外、TL431的 VKA 的绝对最大限制为37V、因此输出为40V 可能会损坏它。
    由于我们此时只是要实现稳态运行、因此我建议通过设置 R25 = 150K、R31 = 13.7K、以 Vout =~30V 为目标。   
    通过从引脚4到引脚6连接7508112514和完全辅助绕组、 为初级 VDD 提供~19V 电压。   

    由于您的板的实际功率能力不清楚、我建议对您的输出施加一个轻负载。
    该转换器将始终在输出电容器充电期间启动至最大电流、但应该能够在160ms 时间限制上升并进入轻负载调节模式之前完成充电。  如果不是、则会出现其他问题、我们必须进行调试并 消除这些问题。
    我还建议缩短 L6和 L5、避免它们增加问题。  TL431+应将输出电压调节到 OUT-、或至少将 VOUT_F 调节到 VOUT;非 VOUT 节点。

    我希望这能让您实现稳态运行。

    此致、
    乌尔里希  

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    尊敬的 Ulrich:

    您对反馈环路感到担忧。 我犯了一个错误、因为对于 TL431、我将栅极10V 齐纳二极管放在公共网络上、所以它的基准一直馈送10V。 我修复了这个修补错误、现在我得到了编程的电压。 导致过功率保护的原因。  

    在更高的 Vin 下、它会进入 OPP 模式、但如果我调节 RCS、它允许我增大 Vin。  

    我直到几周后才会收到我的900V 电源、但与此同时、我会得到与之接近的东西。  

    现在我想-我需要添加超过30V 的串联齐纳二极管、以从 TL431降低超过68V 的电压。

    我想计算 OPP 设置、但公式需要 td (CST)输入、我不知道它等于什么。 是标准值还是可变值?

    您是否计算过我的10mH 变压器在650-900Vin 和68Vout 下在30W 下工作?

    感谢您的耐心!

    瓦伦丁纳 

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    尊敬的 Valentinas:  

    很高兴看到取得了一些真正的进展。  

    我尚未进行任何计算、但您的问题让我想知道实际的设计目标是什么。  
    之前、我们针对15V、40V、现在为68V 进行拍摄。  上述文档涉及600mA 输出、现在 Pout = 30W、这意味着 Iout = 440mA。
    启动时尝试设置为100V、现在输入似乎为650-900Vdc。   

    在进行更多计算之前、我想 了解 输入和输出的实际设计目标列表、包括特殊情况和限制以及所需的启动电压。  

    以下是我发现的一些问题、截至目前为止已提供了相关信息:
    1. CPC3982的800V 额定电压与900V 输入加上初级侧反射电压的效果不佳。  
    2、 变压器 设计750371607 (10mH)的 NPS 比为20:1,所以在 Vout =68V 时反射电压=1360V。   该比率适用于 SR FET Q3上的低电压、但对初级 FET Q1上的应力不利。   另外、XFMR 引脚1到引脚6 (1000VAC)的介电额定值不足以承受 这些绕组之间的预期峰值电压。   
    3. 反射回来的1360V 时 D9将无法承受。  D2也不会出现、但 D2不是必需的。   
    4. 我注意到原理图中的 AUX 绕组极性是反向的。  引脚5应连接到 HV_GND。

    对于 RCS 方程(17)、该方程正下方的段落中描述了 td (CST)、作为几种不同延迟的总和。  其中、td (cs)已在电气特性表(第8页)中指定、您没有低侧驱动器、并且 CS 滤波器和 Coss 延迟必须被估算。   此计算过于准确、这种情况不太可能发生。  由于 SiC FET 具有相当低的 Coss、因此根据经验推测使用的 td (CST)总共= 75ns。   

    不知道是否需要重新考虑变压器设计、其中需要在半导体额定值方面进行权衡。   
    请注意:我将于周一不在办公室。  如果有其他人讨论此主题、他们可能需要大量时间来加快问题的处理。  

    此致、
    乌尔里希

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    尊敬的 Ulrich:

    很抱歉耽误你的时间。

    最终设计将具有:

    650V 至900V 输入电压

    68V 输出电压/ 600mA

    我一直逐个改变东西的原因是要了解一切是如何工作的以及依赖性。 我想缓慢地转到最终设计。

    我知道可能的过冲问题、但这是可以解决的。

    现在、我们要强调如何锁定变压器设计、以便将其用于小批量生产、因为我们需要在今年夏天做好这方面的准备。

    现在我已经连接了10mH 变压器、它没有达到我的预期。 我还有一个4mH 版本、所以我可以尝试一下。

    输入电压165V。 黄色输出电压。 粉色辅助 蓝色 VRC (RCS = 2.2R)。 则会每1.5秒执行一次。

    我还在调查初期、但 Vout 看起来很低。 我对这一点很困惑。 这里有什么提示?

    谢谢。

    瓦伦丁纳

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    尊敬的 Valentinas:  

    我们 以前审查过此问题。  这是反复出现的启动故障、因为您的 Vin 太低、无法 超过 2us 的"CS 短路"故障时间限制。  
    Vcst (SM1)阈值= 0.2V/2.2R = 0.909Apk。  当 Lm = 10mH 时、吨达到91mA = 0.01*0.091/165 = 5.5us。  
    您将需要大于455V 的输入电压来克服该故障。   

    对于较低的 Vin 启动、您可以解决在 RCS 上使用6.8R+但无法获得全功率的问题。    不过、通过这一障碍看看接下来将发生什么、似乎是值得测试的。  但是...

    您关于"...可能出现过冲问题..."的陈述 让我担心我要传达的信息没有被理解。
    我并不是说仅仅是过冲、而是警告您的初级电路将经历极高的 持续 持续几个周期、然后 保险丝才会熔断。  这些不是可被钳制或缓冲的过冲或瞬变。   
    此应力大部分来自20:1 PrI:Sec 的匝数比。
    我认为变压器确实需要重新设计。  

    您关于尝试4mH 方案的评论也引起了人们的担忧。  您一直在进行逐个更改以了解依赖性。  我一直在努力展示该设计具有许多 相互依赖关系 中,更改一个参数通常需要更改多个其他参数以适应第一次更改的影响。  这是实现最终设计的一种极慢的方法、在我看来、不可能提高对后续情况的理解。  还是应该发生什么。  一旦设计基本解决、我们甚至还没有达到我预期会解决的真正问题、例如 ZVS 的工作性能、实际与预期的效率、以及 di/dt 和 dv/dt 可能产生的自干扰。   

    由于初级 FET 的额定值和可用性有限、在前期进行最终设计的计算将告诉您在元件选型中必须做出哪些实际的折衷。  而且、它还可避免获取在低电压下轻松完成的操作在900V 下也同样容易完成这一错误概念。   

    此致、
    乌尔里希

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    Ulrich 您好、

    我让测试板使用460uH 和800uH 现成的变压器、但我遇到了4mH、10mH 的问题。  

    在上图中、您可以看到蓝色线(RTC)足够高、足以使控制器启动、但信号不稳定。

    在下图的蓝色线中是460uH 变压器、我没有问题、但4mH 变压器(Vrcs 红色、500mV/div)看起来完全错误。
    经过大量的 RCS 调整和电压增加后、我可以使它尝试开启、但它立即开始产生大于1.2V 的巨大尖峰、这基本上是红色图、这使得它触发 Vocp。 我已经处于0.44R @320V、因此如果我将 RCS 降低到0.4R、那么它不会在完全@320V 时启动。 如果我将电压增加到大约335V、则会启动并立即触发过流保护。

    我试用了各种 CCS 电容(300p、1n、1.5n、2.2n、3.3n、4、7n、6.8n、 10n)。 在2.2n 时甚至不能达到最低 VCS、在1.5n 时尝试启动、但由于电感、一旦开始开关 VCS、VCS 就会变为3V。

    看起来具有高电感(+高泄漏和绕组间电容)的变压器无法与该 IC 配合使用、否则会继续触发过流。

    下面是 Lm 计算。 在相同的电压/电流条件下、如果变压器具有1mH、会发生什么情况? 只是想增加频率吗? 基本上、在该计算器中、我们可以输入900kHz、这样我们就得到了计算出的1mH 建议、一切都会正常运行?
     

    我想 EMI 在较高频率下更差吗? 或者可能更容易解决、因为需要更小的 EMI 滤波器?

    谢谢!

    瓦伦丁纳

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    尊敬的 Valentinas:  

    解答您的疑问和建议:  

    1."在上图中、您可以看到蓝色线(VRM)足够高、使控制器能够启动、但信号不稳定。"
    我不同意您对蓝色迹线的评估。  在500mV/div 刻度上、接通时间中间的振铃最高点不会上升 至200mV 阈值或以上、以终止第一个脉冲。  在脉冲结束时、振铃仅为大约100mV、2us 超时会生成"CS 开路"故障。    

    2. "蓝线下方的图片是460uH 变压器..."   
    此处、蓝色迹线仍有振铃、但稳步攀升至200mV、显然只是在2us 时限内避免了该故障。  
    红色迹线显示、在前沿消隐 时间(tLEBCS)结束(200ns)时、VCS 已经高于200mV 阈值、因此导通时间被切断。  循环脉冲意味着正在尝试启动、但磁化电感中的能量不足、无法为输出充电和支持 VDD。   tLEBCS 窗口内的大电流是由于 4mH 变压器的高绕组电容放电引起的。   

    3. "看起来具有高电感(+高漏电流和绕组间电容)的变压器不能与此 IC 配合使用、否则会持续触发过流。"  高电感 不是一个过流问题(尽管它可能会带来其他问题、 可以减轻这些问题)、但它是持续触发过流的高绕组间电容的放电。  

    4. "我 尝试了各种 CCS 电容(300p、1n、1.5n、2.2n、3.3n、4、7n、6.8n、 10n)。"  这同样是一种无需了解 CS 上如此高电容所带来的后果的开枪法。  您试图过滤掉主要尖峰,但从 Ropp*CCS 形成的 R-C 时间常数也会导致 通过 RCS 的主 di/dt 产生的电压斜率的延时时间。  更高的 CCS 意味着更长更长的关闭延迟、因此您的逐周期峰值电流将变得越来越高。   Vcst 正常允许的峰值电平高得多。   
    实际的解决方案是在变压器上缠绕线圈、以最大限度减小电容。   
    如果这样无法解决问题、则 必须使用  由 PWML 信号电容驱动的晶体管电路从外部延长前沿消隐时间。  此类电路通常与不具有 LEB 的反激式和正向模式控制器搭配使用。  

    5. "下面是 Lm 的计算。"  
    我不明白你的结论。  计算器顶部的两个红色框建议的电感为6.23:1和4.52mH。  底部两个红色框显示1.33:1和14uH 的选择。  这些选择远远超出了建议的范围 、因此计算结果实际上 毫无意义。   
    6.56Mhz 频率 、20ns 导通时间?   
    我建议选择接近或等于建议 值的值、然后评估结果。   

    此致、
    乌尔里希  

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    Ulrich 您好、

    具有较低电感的现成变压器似乎可以很好地工作。 我们将把它用于低电压隔离转换。

    现在、我需要使用我的4mH 变压器进行高压隔离转换、

    下面的蓝色是 VCS、黄色是 Vout。 VAUX 需要大约40V 的电压才能使其保持活动状态。

    如果我调整 TL431电阻器、其引脚1会发生变化、但 Vout 不会变化。

    如果我减少光耦合器电阻器、TL431引脚1会上升、但 Vout 不变。 目前、R32处具有510R。 尝试了各种 R26值-如何精确地进行计算? 在我的 LV 转换器上、我必须将电压减小至11k 才能使其正常工作。

    我正在使用0.5Rcs、它在大约530v 处开始"尝试切换"。 在较高的 RCS 上、它甚至没有达到26.8V、但看起来像是触发了 OPP。

    此过程每1.5秒重复一次。

    VCS 不会高于1.2V、那么为什么 Vout 停止增加呢?

    VVS 在 Vout 达到26.8V 时变为2V、

    FLT 的电压为2.4V。

    有什么建议吗?

    我将订购不带 OPP 的版本、看看这是否解决了问题。

    祝您

    瓦伦丁纳斯

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    您好 Valentinas、  

    由于开关停止、Vout 停止上升。  
    OPP 故障的特征是峰值 VCS 脉冲(不包括前沿尖峰)超过 Vcst (opp)水平(请参阅数据表中的图7-43)的持续时间超过160ms。   
    屏幕截图显示了 一些具有持续约0.5ms 递减峰值的脉冲。  这不构成 OPP 故障。  
    某些其他涉及1.5秒关断时间的故障必须是导致该故障的原因。   

    请查看故障保护表7-3和7-4、以确定与时间匹配的可能故障、并调查每种可能性的症状、以消除与所列症状不匹配的故障。
    注意:IC 作用于它在其输入引脚上看到的信号、而不是作用于功率级中的信号。
    如果引脚上的信号电平指示 OVP 关断(例如)、即使 Vout 没有接近 OVP 电平、也要查看 VS 分压器电阻和/或匝数比中的误差。   

    切勿假设 PCB 组件与原理图完全相同。   
    很多时候、原理图没有问题、但在构建电路板时会产生错误。  

    也就是说、您最新屏幕截图中的行为令人好奇。   
    通常在启动期间、峰值电流会变为高电平并保持高电平、直到 Vout 接近其目标电平。   
    这是因为 TL431通常保持关闭状态(VKA 大致跟踪 Vout 的上升情况)、直到反馈达到 REF 电平。  

    在这种情况下、电流峰值正在降低、这意味着 Vcst 随着 Vout 的上升而降低、这意味着光耦合器光电二极管中的电流正在增加。  更大的二极管电流意味着更大的集电极电流、从而更高的 FB 电流、从而降低 Vcst。   
    因此、无论关闭了什么开关、如果 Ipeak 减少、都是另一个问题的症状、指示 TL431块中的某个部件无法正常工作。   

    如前所述、TL431 VKA 被限制在37V 以下、因此需要对 R26处的电压进行钳位、以避免损坏 TL431。   
    您之前提到过、您已在此方面进行了修改、以限制隔离器上的 VDD 应力。  
    自您发布第一篇文章以来、我尚未看到更新的原理图、因此修改或 PCB 可能会有一些错误。   

    此致、
    乌尔里希

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    您好 Valentinas、  

    我在大约2周内没有在该 E2E 主题上看到任何通信。   
    如果你已经解决了这个问题、那么我想关闭这个线程。   

    此致、

    乌尔里希

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    Ulrich 您好、

    螺纹可以闭合、尽管我还没有成功使其与4mH 变压器配合使用。 它确实能够处理一些现成的800uH、这表明很可能是寄生效应导致的。

    由于我们没有时间进一步进行故障排除、因此我们选择了能够与4mH 变压器配合使用的 UCC28C56H。

    UCC28781能够与我们的低电压设计配合使用、因此我们将在该处使用该 IC。

    现在感谢您的参与。

    瓦伦丁纳