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[参考译文] UCC28951-Q1:隔离式栅极驱动器

Guru**** 2534600 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28951, UCC21530, UCC21520, UCC28950, UCC27714EVM-551

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1384553/ucc28951-q1-isolated-gate-drivers

器件型号:UCC28951-Q1
"主题"中讨论的其他器件:UCC21530UCC21520、UCC28951、 UCC28950UCC27714EVM-551

工具与软件:

Mike、您好!

希望你做得好,并从假期回来。  

几个问题要讨论。 下面是新的更新。  

1.我迁移到了在初级侧使用隔离式栅极驱动器、因为我要迁移到更高的电压、所以改用 SiC FET。 此外,我在输出侧也使用隔离栅极驱动器(虽然不需要增强),但对于原型,我将使用它。 符合我的电路板功能的 UCC21530初级侧、UCC21520次级同步侧。 传播延迟应在输入和输出侧匹配/取消。  

2.另外我目前还没有使用沈电感器,因为 Excel 值建议不要使用。

3. Rsum : 127K,控制器始终处于 CCM 模式。 电流检测:10R、电流检测复位电阻:1.2K 欧姆。  

4.输出绕组并联,输出电压调节至13.1V。

问题1。 由于基于 Excel 表建议的值的环路补偿、我在更高的电压上遇到了问题、因此我在 EA-底部分压器电阻器和接地之间放置一个小电容器(1n)、从而有助于提高电压。 可能是布局噪声问题或需要解决的问题? 这是否可以添加?

问题2: 当电压升高或延迟调节在140V 左右和更高时...变压器电流在正 边沿期间开始负移。 对于低电压、低负载电流看起来一切正常、变压器电流在过零处保持对称。 它与补偿或占空比有什么关系吗? 或者它有什么不同吗? 请提供建议。

黄色:变压器初级电流  

蓝色和绿色:次级侧 FET

黄色:变压器初级电流  

绿色:变压器初级电压  

Q3:继续解答上述问题、此外、变压器电压会在较高电压/较高电流期间暂时下降并再次上升、如下图所示。

红色:变压器初级  

蓝色:一个次级侧 FET 漏源  

上述图像的缩小版本如下所示。 其中一个绿色的同步 FET 栅极关闭、然后发生这种情况。  与 FET 二极管的反向恢复有什么关系吗? 请写下您的想法。  

问题4。 此外,我注意到在介绍栅极驱动器,下面是栅极波形初级侧开关。

FYI, DELAB : 30K, DELCD: 30K, DELEF:15k

A 和 B 波形:

C 和 D 波形:  

上升时间不同、最坏的情况是 A 和 B、我已经观察到这会导致变压器初级电压正极侧出现延迟、变压器初级电压的上升看起来斜升、看起来不明显、反过来也影响次级侧 FET。

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    请查看我的以下评论。

    1.我迁移到了在初级侧使用隔离式栅极驱动器、因为我要迁移到更高的电压、所以改用 SiC FET。 此外,我在输出侧也使用隔离栅极驱动器(虽然不需要增强),但对于原型,我将使用它。 符合我的电路板功能的 UCC21530初级侧、UCC21520次级同步侧。 传播延迟应在输入和输出侧匹配/取消。  

    2.另外我目前还没有使用沈电感器,因为 Excel 值建议不要使用。

    >如果变压器的漏电感提供足够的能量,您可能不需要添加匀场电感器( Ls )。

    >以下链接将为您提供一份应用手册、其中介绍了使用 UCC28951的 PSFB 的分步设计过程。  这里有一节介绍了如何确定 Ls 的大小、供您决定使用。

    https://www.ti.com/lit/pdf/slua560

    3. Rsum : 127K,控制器始终处于 CCM 模式。 电流检测:10R、电流检测复位电阻:1.2K 欧姆。  

    4.输出绕组并联,输出电压调节至13.1V。

    问题1。 由于基于 Excel 表建议的值的环路补偿、我在更高的电压上遇到了问题、因此我在 EA-底部分压器电阻器和接地之间放置一个小电容器(1n)、从而有助于提高电压。 可能是布局噪声问题或需要解决的问题? 这是否可以添加?

    >您确定这个环路补偿问题吗?  您声称设计在更低的输入电压下工作、但随着电压的增加、您将失去稳压能力。

    >当设计处于调节状态时、您可能需要研究 Vout、Comp 和 CS、以确定导致设计在高压线路上无法调节的原因。

    >请注意,如果占空比要求< tmin*fsw ,转换器将进入突发模式。  这看起来可能是小信号不稳定。

    电阻 Rtmin 设置突发模式。

    问题2: 当电压升高或延迟调节在140V 左右和更高时...变压器电流在正 边沿期间开始负移。 对于低电压、低负载电流看起来一切正常、变压器电流在过零处保持对称。 它与补偿或占空比有什么关系吗? 或者它有什么不同吗? 请提供建议。

    >变压器电流将根据施加在变压器上的电压改变方向,它应该是对称的。

    >什么可能导致您发出前沿电流尖峰。  这些不应出现。  您的 SR FET 的时序可能已关闭。  尝试禁用 SR FET、并使用 FET 体二极管查看这是否消失。  如果是这样的话、您只需要调整 SR FET 时序。  前面引用的应用手册提供了有关如何设置 SR FET 时序的指导。  

    黄色:变压器初级电流  

    蓝色和绿色:次级侧 FET

    黄色:变压器初级电流  

    绿色:变压器初级电压  

    Q3:继续解答上述问题、此外、变压器电压会在较高电压/较高电流期间暂时下降并再次上升、如下图所示。  

    >如果变压器上的控制器电压随着电压的增加而下降、UCC28950将进入过流保护断续模式或轻负载突发模式。

    >数据表中的第7.3.14节将介绍过流断续模式保护 功能。

    > 第7.3.9节说明轻负载突发模式的工作原理。

    红色:变压器初级  

    蓝色:一个次级侧 FET 漏源  

    在故障排除过程中、可能需要花些时间来获得工作相移全桥(PSFB)设计以进行评估。  您可以通过其来查看 PSFB 在正常运行和大信号瞬态期间的运行情况。  您从波形中获取波形并进行比较、以了解您的设计在做什么和/或没有做什么。  这可以帮助您完成设计的故障排除过程。

    以下链接将为您提供使用 UCC28950的600W 评估模块(UCC27714EVM-551)用户指南。  UCC28950与 UCC28951引脚对引脚兼容。  唯一的区别是、UCC28951设计为在大于90%的占空比下运行。  您可以从 TI.com 订购该参考设计。   在 UCC28950-EVM 用户指南中、您会找到原理图、布局和物料清单以及关键波形。  您可能会发现这些信息也很有用。

    https://www.ti.com/lit/ug/sluub02a/sluub02a.pdf

    在波形中、看起来转换器正在进入轻负载突发模式和/或过流断续模式保护、以在变压器中实现前沿电流尖峰。  我有以下建议。

    1.使用应用手册 SLUA560D 和 Excel 设计工具检查您的设计。

    2.订购评估模块 UCC27714EVM-551进行评估。

    3.查看用户指南中的原理图、布局示例和关键波形。

    4.检查您的变压器匝数比,确保所有输入条件下的额定占空比> tmin*fsw。

    5.检查您的电流感应变压器和电流感应电阻,确保它们设置和选择正确。

    6.禁用 SR 以查看 SR 时序是否导致前沿电流尖峰。  这可以通过正确设置 FET E 和 F 导通时序来消除。  应用手册 slua560d 将介绍如何设置时序。

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    下面是电流波形。 这些设备正常吗?  

    DELAB、DELCD:51k、DELEF:30k

    黄色:变压器初级电流  

    粉色:变压器初级电压  

    1.输入电压:200V, 40A

    2.输入电压:约400V,20A.

    3.输入电压高于400VDC,在续流期间观察到某种短暂的下降(平坦区,粉色),如何缓解或避免这种情况??

    4.另外我打算用霍尔传感器代替 CT,是否有可用的相关电路设计? 我需要关注的所有设计方面是什么?  

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    您好!

    您执行了什么操作来更改变压器初级电流波形?

    对于相移全桥、初级变压器电流看起来仍然不正确。  

    以下链接将带您进入一个具有变压器初级电流值(对于 PSFB)的应用。    本应用手册中的图4-1显示了变压器初级电流应该看起来是什么样的。

    https://www.ti.com/lit/an/slua560d/slua560d.pdf

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    这是发生了改变 DELAB DELCD DELEF ...和增加的电压我想. 对于200V 至600V 的 VIN、我们是否可以使这些延迟电阻保持恒定?  

    根据 我的理解、如果 Vin 不断变化、固定延迟方法很难实现。 你的想法和指导?

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    您好!

    您的全桥应用中出现问题。  变压器初级电流看起来与相移全桥应用中的变压器初级电流不符。  在调整延迟时序之前、您需要弄清楚变压器初级电流为什么不符合预期。 变压器初级电流(Iprimary)应如下面的波形所示。

    以下链接将为您提供一份应用手册、其中介绍了使用 UCC28951控制器的 PSFB 的分步设计过程。

    图15-1和15-2中有一个600W 参考设计的原理图。  我会将原理图与您的设计进行比较、并纠正您可能发现的任何差异。   https://www.ti.com/lit/pdf/slua560

    如果设计工作正常、则可以使用应用手册 slua560设置延迟时间。

    此致、