我们正在使用 UCC5310MCDWV (宽体)栅极驱动器来驱动 SiC。 我们努力遵循有关栅极驱动器的所有建议和最佳实践。 输出突然变低。 我们还没有任何相同的解释。 IN-连接到 GND。
然后附上了一些波形和原理图。 您能帮助解决这个问题吗? 如果您需要更多信息、请告诉我们。
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您好、Jitendra、
一些可能导致缺少栅极电压波形的因素:
1.输入信号上的噪声
2. VCC1至 GND1的去耦不正确
3. VCC2到 VEE2的去耦不正确 —特别是直接从 VCC2到 VEE2的去耦
4. VCC1电源上的 UVLO
5. VCC2电源上的 UVLO
请告诉我这些是否是您问题的根本原因。
此致、
顿
Don、您好!
您强调了 VCC2到 VEE2上似乎缺失的直接去耦。 测试的良好价值是什么? 谢谢。
此致、
吉滕德拉
大家好、DON、还有这里提到的 UVLO 恢复时间为30到50us、此时输出变为低电平的时间为~100nS。 我可以排除 UVLO 触发吗?
您好、Jitendra、
我会使用0.1uF 与1uF 或2.2uF 的并联组合、以查看其是否有所改善。 尽可能靠近 IC 放置。 去耦环路中的任何寄生都会限制其有效性。
此致、
顿
您好、Jitendra、
是的、这意味着它不是 UVLO 跳闸。
此致、
顿
Don、谢谢您。
除上述内容外、我还需要您提供以下意见和建议:
-之前,我们正在进行测试,信号从 launchpad 通过屏蔽电缆到电源卡,这是不够的。 现在、我们在直接将控制卡连接到电源板的情况下进行了测试、不存在驱动器突然变为低电平的问题。 我仍然担心驱动器 IN+信号上的噪声。 这对我来说不好。 此外、在 IN+引脚上使用更大的电容器也会导致 MCU 引脚过载、从而可能影响 MCU 可靠性。 在这种情况下、您有什么建议?
-我们还单独测试了低侧和高侧 MOSFET (半桥模块)。 低侧栅极驱动相对于高侧要好得多。 高侧栅极驱动具有过度的振铃。 其中一个潜在的问题可能是从 VDD 电容器到 OUT 引脚到栅极以及从电容器的源极到 GND 返回的大导通电流环路。 我们在物理上受到限制、不得不减小环路尺寸、但不知道如何做到这一点。 你有什么建议吗?
- UCC5310MCDWV 的电流能力看起来不足以驱动 CAB011M12FM3中的 MOSFET ,您可以建议一些替换部件号吗?
此致、
吉滕德拉
Jitendra、您好!
我今天在为 Don 效力。
您可以在 MCU 输出端之间放置一个10Ω 电阻器并使用1nF IN+输入电容器。 这将降低 MCU 输出上的负载、并为所有这些噪声组成16MHz 滤波器。 对于另一个滤波器极、您甚至可能需要使用10Ω 铁氧体磁珠而不是电阻器。 开关频率是多少? 通常、GPIO 可以处理20mA 周围的情况。
您的高侧输出到栅极环路有一点紧张、但您确定是因为这个原因吗? 高侧驱动器具有浮动电压、因此它们通常会产生更大的噪声。 我认为您需要在 VCC2到 VEE2之间连接一个电容器。 这应该有助于清理一下这些问题。 您是否能够在该电路板上添加一个(~100nF)进行初始测试并查看问题是否仍然存在?
此致、
肖恩
你好、Sean、谢谢。 开关频率为100kHz。
是的、在获取这些结果之前、我直接在 VCC2和 VEE2之间添加了100nF 和1uF。
此致、
吉滕德拉
在升级到更大的器件之前、您应该首先尝试减少栅极驱动电阻器。 我通常以1/2的增量查看衰减情况是变好还是变差。 是否要尝试使用3.3和2.4电阻器来代替现在的6.8和5.1值?
尊敬的 Sean、感谢您提供宝贵的建议。 我们测试了使用非常低的电阻值(< 1欧姆)的情况。 MOSFET 内部 Rg 为~3欧姆。
从低电平切换到高电平时、我的观察到栅极驱动器输出引脚摆幅为+10V (VCC2:+15V、VEE2:-4V)。 之后、上升到+15V 需要一些时间。 此外、我同时检查了栅极驱动器的电源、发现它是恒定的。
Jitendra、您好!
输出是数据表第1页的图像中显示的"混合上拉结构"。 最后一伏电压由较慢的 PNP 上拉。 达到10V 的速度有多快、从那里达到15伏需要多长时间? 您能否发送示波器图像?
10V 可能足以打开开关。 通过增加到15V 进一步降低电阻的幅度很小、因此可以延长一点时间。
此致、
肖恩
尊敬的 Sean、感谢您提出正确的问题"我们如何确定原因"。 实际上、我们已经发现、我们观察到的大部分振铃都是由探头本身引入的。 我们在探头尖端使用了非常小的环路、结果差别很大。
尊敬的 Sean、以下是一些带有 Rg 3.4、2和0的高侧栅极布线。 您能建议一下 UCC5310MCDWV 是否适合这里、还是我们应该使用 UCC5350MCDWV?
使用0欧姆电阻可以达到10V 的电压非常快、但我们不确定使用0欧姆电阻是否合适。 它是否会对栅极驱动器的可靠性产生长期影响?
Jitendra、您好!
在我看来、具有0欧姆电阻的 UCC5310能足够快地驱动栅极、而不会有太多栅极共振。 使用0欧姆栅极电阻时需要注意的是器件温度。 栅极电容器必须对其所有能量乘以频率进行充电和放电。 栅极电阻器通常会消耗大部分功率、但0欧姆电阻器意味着驱动器必须灌入所有这些能量。 如果您在高频率下运行并且 PCB 中没有良好的散热、这通常只是一个问题。
此致、
肖恩
尊敬的 Sean、感谢您的建议。
我进行了损耗计算、发现结果是中等水平。
除了您提出的建议外、在我们的设计中还需要注意的一点是、栅极驱动器放置在不会出现气流和高环境温度的位置。 由于空间限制、VCC2和 VEE2上的面积也较小。 所以我们将进行更多测量并做出决定。
此致、
吉滕德拉