[参考译文] UCC28180EVM-573：电源管理论坛

您好、Ramahadullah、  

您能否提供与此输入电流相对应的 ICOMP 波形(1V/div)。
另外、每当您显示波形时、请加入获取波形的测试条件。  

我想知道 ICOMP 电压是否在过零处保持低于应有的电压。  这样可实现比正常占空比更宽的占空比、从而可能会在交叉点产生额外电流。  

此致、
Ulrich   

你好、Ulrich  

连接了带 ICOMP 的波形。 在50W 负载下执行测试。

还附加了 Vds 和输入电流的放大波形。  

它是否与电流放大器饱和有关？

如何避免这种情况？ 请提供帮助

在捕获波形时、第二个图像输入电流探头未消磁。 请将幅度缩放到1/100倍。 很抱歉给您带来不便。

你好、Ulrich

我们使用不同的 MOSFET 测试了 PFC、其 Coss 为20pF (比 UCC28180EVM-573中使用的 MOSFET 小3.5倍)。 在 输入电流波形为400Hz 的下降半波 上、在过零处没有任何失真的情况下、我观察到效果几乎没有改善。 但问题仍然没有消失。 我可以在400Hz 输入电流的半波上升时看到类似的行为。

我发现在 TI 论坛(https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1179479/ucc28180-ucc28180-pfc-and-thd-issue)中已经讨论过类似的问题

但我不知道为这一问题提出的最后解决办法是什么。

注意：我已经将 UCC256404EVM 作为负载连接到 PFC。

连接到交流电源的 UCC256404上的 HV 引脚是否会在过零时导致此 输入交流电流波形失真(仅在每个400Hz 输入电流上升半波和400Hz 输入电流波形下降半波上是正确的且没有任何失真)？

我在这里共享我的邮件 ID (rahamadullah.abdullatheef@boeing.com)。  

提前感谢

此致

Rahamadullah

Rahamadullah

请给我们几天的时间来回应。

谢谢！

宁

是的、宁。 感谢您的答复。

上传一些波形供您参考、这可能会让您更好地了解问题。

你好 Rahamadullah

感谢您的耐心、我想了解在 这种情况下、可能会发生什么情况导致电流跃进。   
波形非常有用。  

首先、在输入电流和整流输入电压的最后一个波形(紧挨着上面)中、可以看出电流似乎恰好在电压的0V 点跳变。  我相信这是不可能的,我相信跳实际上发生在过零点的右侧大约80~100us。  EMI 滤波器中的 X 电容器中存在90度位移电流会将总交流电流向左移动(相移超前)。   

但这不能考虑电流跃变。  二极管桥后面的电容器上通常会存储残余电压、这会导致跳跃、但很明显、没有这样的电压。  另一种可能是 ICOMP 放大器变为饱和低电平、并随着输入电压的上升而允许占空比过大、直到放大器脱离饱和状态。  但观察上面的 ICOMP 波形、它看起来并不饱和(虽然我不确定这一点)。

我还遇到过一种可能是桥式二极管具有较长的反向恢复时间、不会显著影响50Hz 运行、但在800Hz 输入时可能会出现这种情况。   
跟进此可能性、我要求您尝试使用电桥或具有快速恢复时间的独立二极管替换现有的二极管电桥。  我认为它们不需要超快、但绝对比标准恢复二极管快得多。  
请尝试此创意。  我希望它能减少或消除电流跳跃。  

除此之外、我还要求尝试 在 VCC 和 ICOMP 之间添加一个上拉电阻器、以便为 ICOMP 添加一个小偏置电流。  目的是尝试在过零期间将 ICOMP 电压拉高一点、或使 ICOMP 放大器工作以保持低电压。  如果存在任何饱和、这可能有助于降低该饱和。  请将这一想法与快速恢复二极管无关。   
由于没有任何更好的想法、我建议在 Vicomp 为~1V 时上拉电流约为11uA。  如果 VCC 为12V、则(12V-1V)/11uA = 1兆欧。
如果这样显示出改进、则尝试逐渐增加电流(较低的电阻)、直到 性能开始受到影响。
偏置电流< 11uA 可能表现更佳、因此也可加以研究。

如果这样不起作用、另一种尝试的替代方法是从 ICOMP 添加负载到 GND、而不是上拉电阻。  
 当 Vicomp = 1V 时、尝试将负载增大或减小到大约10uA 的起始点。  

请告诉我, 这些想法中的任何一个是否产生了成果,以改善目前在过零点处的波形。   

此致、
Ulrich

你好、Ulrich

感谢您的答复。  

1.我也尝试了50Hz 输入频率。 在过零处仍然可以观察到电流跳跃。 因此、我们确认这不是整流器二极管电流恢复问题。

2.尝试通过 VCC 在 ICOMP 引脚上添加从1M Ω 到150K Ω 的上拉电阻。 在500K Ω 时、THD 从9.8%改善到8.1%。 但仍然观察到电流跳跃。 THD 从1M Ω 降至500K Ω、从500K Ω 降至150K Ω、未观察到任何变化。

3.已尝试添加150千欧至1兆欧的下拉电阻。 未观察到明显变化。

注意：如果是400Hz、为什么电流跳变也在50Hz 时发生？

电路中是否遗漏了任何内容？ 请提供建议

此致

Rahamadullah

你好 Rahamadullah

本主题开始时、您提到您修改了 UCC28180 EVM、使其与 PMP31164类似。
EVM 在 C10处通常具有0.33uF 的电容、就在二极管桥 BR1之后。
PMP31164在该位置有一个0.1uF 的电容、但也串联了一个100uH 差模扼流圈。  
您是否更改了 EVM 以包含这些器件？  

在任何情况下、我请求您将任何电容器减小到0.047 μ F、然后查看 输入电流阶跃是否改善。

未计算0.047uF 的值、而只是快速猜测较低的值、以测试当 Vin 处于过零时存储电荷的影响。  

您上面的波形显示了过零处干净的谷底、但我不知道该电压是在哪里测得的。

以前、我不建议减小该电容值、因为波形表明没有残余电压的迹象、但如果该电压是在 C10上以外的其他位置测量的、则导致电流阶跃的残余电压的可能性仍然有效。  

如图所示、请尝试减小电容值、看看输入电流会发生什么情况。

此致、
Ulrich   

你好、Ulrich

整流电压完全在 C10上测量(在本例中、根据 PMP31164 C10、在 DM 扼流圈之后)。  

我之前已将 C10值从100nF (薄膜电容)更改为47nF (薄膜电容)、但未发现明显变化。

注意： 我已经移除了输入线路交流电压连接器之间和二极管电桥之前的所有 X 个电容器、以避免额外的无功电流。

此致

Rahamadullah

你好 Rahamadullah  

从您之前的 帖子中：

注意：如果是400Hz、为什么电流跳变也在50Hz 时发生？

电路中是否遗漏了任何内容？ 请提供建议

显然有一些东西,我们都是缺失的,因为我已经给了你一切,我可以想到,我没有更多的想法。  

至此、我只能建议调试此问题所使用的过程。   我建议：  
1. 集中在电压过零点附近的时间间隔+/- 200us (或更少)。  忽略线路周期的其余部分。
2. 在交流输入端放置一个电流探头、在电感电流上放置一个探头、在 MOSFET 漏极电流上放置一个探头。  如果您没有这么多探头、则必须移动其中一个探头。  
3. 在整流 Vin (跨 C10)、UCC28180 DRV 引脚、MOSFET GATE 引脚和 MOSFET VDS 上使用电压探针。
4. 比较电感电流与交流输入、确保所有交流输入进入电感。  电感器应具有与交流完全相同的电流阶跃。 这可以排除任何侧路径。   
5. 比较 MOSFET 漏极电流与电感器电流。  将 ID 与 DRV 信号和 Vgs 信号和 Vds 信号对齐。   
6. 查看 DRV 信号关断但 Vgs 延迟关断且/或 Vds 保持低电平过长时间可能导致电感器电流上升过快的情况。  
7. 将电感器上的电压与电流的 di/dt 进行比较、以验证 V/L = di/dt 是否正确应用。  不存在其他导致电流阶跃的原因。
8. 将 V-probe 置于 ICOMP 上并在 ICOMP 上连接和未连接500kr 上拉电阻的情况下检查这些波形。  查看 Vicomp 的变化如何影响 DRV 占空比和漏极电流。
9. 请记住、UCC28180通过将 ICOMP 电压与内部斜坡进行比较来产生 PWM 占空比、并且使用前沿调制。  这意味着每个开关周期都从 DRV 关闭开始、当斜坡上升到高于 Vicomp 时、DRV 开启。  较高的 Vicomp 意味着更长的关断时间和更低的占空比。  对于斜坡和 Vicomp、有一个大约高于 GND 0.72V 的内部偏移(我不确定确切的值)。  
10.根据上述所有结果、考虑为了使电感电流上升速度更慢而必须改变(或改变更多)的因素、以及为了使该变化发生所需的因素。  

此致、
Ulrich

你好、Ulrich  

非常感谢您答复我们的问题。

我们尝试实施您的建议、但结果并不令人满意、除了我在之前的邮件中提到的改进。

我们根据用于航空电子设备的 PMP31164参考设计尝试了对 UCC28180进行评估、但结果对于400Hz 和800Hz 输入不能令人满意。 我们在每次过零时的输入电流中都存在电流跳变问题、并且我们在 PMP31164测试结果中也会看到类似的行为。 因此、THD 和谐波幅度超出了我们的要求限制。 根据几篇研究论文、我们怀疑这一问题是由于缺少前馈输入电压检测造成的。

1. https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp =&arnumber=7869710&tag=1

2. https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp =&arnumber=4517000&tag=1

我们计划使用 UCC2818和 UC3854系列等较旧的 IC、这些 IC 具有输入前馈检测功能、可以帮助我们解决现在面临的问题。

请告诉我您的想法。

谢谢

此致

Rahamadullah

你好  Rahamadullah

您可能是对的；某些 UCC28180具有很少的引脚可供使用、并且许多功能块无法进行附加修改、这可能有助于重塑电流。  较旧的器件具有更多引脚和接入点、可应用补偿信号。  

根据您的上述回复、我将关闭该主题。  

此致、
Ulrich