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[参考译文] UCC28180:PFC 电路电压中断实验中 IGBT 损坏

Guru**** 1818760 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28180
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/1433773/ucc28180-igbt-damaged-in-voltage-interruption-experiments-in-pfc-circuits

器件型号:UCC28180

工具与软件:

输入220VAV 电压、驱动电机800W 输出。 UCC28180的频率设为60K、310VDC 将整流为380VDC、使用的拓扑与数据表一致、器件和电阻-电容值单独修改!

我们的标准电压中断实验的第一个输入220VAC 电压5s、30ms 电压中断、然后5s 220VAC 电压输出、40ms 电压中断、5s 220VAC、50ms 电压中断...... 直到90ms 电压中断、5s 220VAC 电压输出、然后30ms 中断、5s 220VAC 电压再次输出(30-90ms 电压中断持续循环2小时)、在中断期间电机不会停止。 我们发现在电压再入中、UCC28180栅极管脚输出 PWM 波的占空比非常高、IGBT 在 PFC 启动瞬间的 DS 电流会有18A 的电流冲击、我们使用 IGBT 可以承受18A 的电流、但存在直流电流大于50A 的可能性直接损坏 IGBT、并且输入保险丝将烧毁。 UCC28180有损坏的概率。 同时、我们发现 UCC28180通常可以在正常上电期间软启动(不会发生电压中断)(上电时 PWM 的占空比非常小、不会出现高电流)、我们怀疑电解电容器的电压在中断时下降、UCC28180会输出 PWM 波的最大占空比、然后电压会突然上升 但 PWM 波仍具有高占空比、导致大电流、从而损坏 IGBT。 我们以前用过英飞凌的 ICE3PCS03G、但这个问题不会发生、是否有办法让 UCC28180在电压中断实验中也实现软启动?

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    您好、Smith、  

    正确、然后交流线路会中断、没有电力从线路输送到输出端、输出电容器是维持负载的唯一能量源。
    这会导致 Cout 上的电压降低。 由于需要 PFC 控制来调节输出电压、因此增大的误差会使 VCOMP 水平升高至其钳位电平(~5V)。

    VCOMP 上的高电压会导致宽占空比、此占空比会一直存在、直到 Vout 恢复到稳压状态。 当交流线路返回时、高占空比会在电感器中累积高电流。 重复的过大电流可能会损坏功率半导体(就您的情况而言为 IGBT)。  

    当 VCOMP 电容器放电后、会在首次上电时进行正常软启动。 占空比以小值开始。  
    为了在反复出现线路压降期间重复这种性能、我建议检测何时发生压降、可能只会出现更长的压降(例如40+ms)并触发晶体管使较大的 VCOMP 电容器放电。  当线路返回时、放电晶体管必须关闭。
    这将重建与首次上电类似的软启动、并且随着 VCOMP 上升、占空比会很窄。   

    此致、
    Ulrich

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    你好、Ulrich、ö m

    您曾提到要触发一个晶体管、以便对较大的 VCOMP 电容器放电。 我以前有一个想法、就是触发晶体管使 VSENSE 电容放电、从而触发欠压保护。 将 VCOMP 引脚电压拉至 GND 和将 VSENSE 引脚电压拉至 GND 的两种方法对于结果是否显著不同?

    我曾尝试降低 ISENSE 和 ICOMP 引脚的电容来提高芯片对高电流的检测速度。 我们发现、当通过大电流时、UCC28180D 确实可以及时减小 PWM 的占空比、但仍无法避免实际压降实验中的 IGBT 阻尼结束。 其保护模式似乎与 IPM 的逻辑不同、以保护相位短路。 在上述压降实验中是否有办法触发 IGBT UCC28180D 保护?

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    您好、Smith、  

    是的、这两种方法的结果可能非常不同或可能相同、具体取决于 VSENSE 下拉电阻的持续时间。  

    使用上面发布的设计示例原理图、我建议使用晶体管将 C13下拉至 GND。
    让使用晶体管将 VSENSE 上拉至 GND 会产生故障、并触发内部晶体管在 VCOMP 节点上下拉。

    区别在于、外部晶体管会立即对 C13 (较大的电容)放电、并使 C14通过 R6放电、而内部晶体管会立即对较小的 C14放电、但通过 R6对较大的 C13放电。  因此、对于您的方法、VSENSE 下拉电阻必须在 R6*C13的2~3 μ s 时间常数内保持施加、以便将其放电至1.5V 启动电平。  

    如果您能够对 VSENSE 放电这么长时间(根据 设计的 R 和 C)、我认为您的方法会比我所用的方法更有效、因为 SS 锁存器会复位。  

    我的方法会立即释放 C13、但不会重置 SS 锁存器、并且不会禁用误差放大器的 EDR 增益。  
    占空比会快速降低、但也会很快变得很大。   

    如果无法应用较长的放电持续时间、我认为两个晶体管都可以解决这个问题:一个在 VSENSE 上、一个在 C13上、都由相同的短时信号触发。  VSENSE 路径将内部状态重置为 SS、而外部路径立即将 C13放电并允许缓慢的软启动。  

    此致、
    Ulrich