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[参考译文] UCC2818-PFC：UCC2818-PFC EP EP 输入电流问题

admin
Guru**** 2510095 points
Other Parts Discussed in Thread: PMP31164, UCC28180, UCC25640EVM-020

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/1431909/ucc2818-ep-ucc2818-ep-pfc-input-current-problem

器件型号：UCC2818-UCC2818 EP
主题中讨论的其他器件： UCC28180、PMP31164、 UCC25640EVM-020

工具与软件：

您好、TI 团队

我们使用 UCC2818-PFC EP IC 构建了 PFC 板。  

以下是我们的要求

输入电压：100Vrms 至134Vrms (360Hz 至800Hz)

输出电压：400V (100W)

之前、我们根据 PMP31164参考设计使用评估板测试了 UCC28180 IC 在链接之后我们讨论了我们面临的问题。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1360981/ucc28180evm-573-power-management-forum/5245338?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=%252525252520user%25252525253A604376#5245338

现在、我们使用 UCC2818-PFC 构建 EP 以下是原理图、我们看到了输入电流中的一些问题。 电流环路设置为在20kHz 的截止频率附近、电压环路设置为在68Hz 左右。  是否有补偿问题？ 电流仅在电压正极侧达到峰值、占空比在所有情况下似乎都是正常的、随着我增加负载、电流也开始达到更大峰值。

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    TI__Guru**** 2510095 points
    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。

    您好、Ramahadullah、  

    请允许我花很短的时间来研究这个问题、我会给您回复。

    此致、
    Ulrich

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    TI__Guru**** 2510095 points
    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。

    你好、Ulrich

    忘记提一下、RT 和 CT 值被调整为具有100kHz 开关频率。 400V 输出加载了 UCC25640EVM-020。  

  • 0
    TI__Guru**** 2510095 points
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    你好、Ramahadullah、  

    当您的帖子发布时、我正在处理此问题。  

    我不认为电压环路或电流环路补偿值是导致此问题的原因。

    我担心 IAC 和 VSENSE 引脚上以红色墨水手动添加到原理图中的两个100pF 电容器的影响。  
    我建议删除它们,一次一个,以评估每个的影响。  

    具体而言、我怀疑 IAC 上的电容是100pF。  我认为这可能会影响进入倍频器的 IAC 电流以及 VFF 引脚上的电压波形。  
    Vff 应具有与交流均方根输入成正比的直流电平、并且其上的纹波电压非常小。  Vff 也是乘法器的输入、其输出是电流环路放大器的参考。  

    如果 IAC 和 VFF 被电容器失真、那么这可以解决奇怪的单侧输入电流。  

    我不认为 VSENSE 电容器对该电流波形有太大影响(如果有)、但这种影响很不常见、值得检查它是否起作用。   
    我建议先拆下 VSENSE 100pF 电容器。  如果电流没有变化、则移除 IAC 电容器。  

    此致、
    Ulrich

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    TI__Guru**** 2510095 points
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    你好、Ulrich

    感谢您的建议。

    我们移除了那些对解决问题没有帮助的电容器。

    为了找出问题的根源,我们在400V 上使用了电阻式灯负载。 变为正弦波。 问题在于次级侧 直流/直流 LLC 转换器。  

    但是、当我们在400V PFC 输出上重新连接直流/直流转换器时、问题恢复到了原来的状态。 我认为、由于次级转换器负载的存在、我们的周期交叉也翻倍。  

    您是否有任何建议、以避免此期间加倍现象？

    所附链接中的 Reseaarch 文件讨论了这种现象

     https://ieeexplore.ieee.org/document/1522939

    谢谢

    此致

    Rahamadullah

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    TI__Guru**** 2510095 points
    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。

    你好、Ramahadullah、  

    感谢您找到这篇论文并提供了链接。 显然、您的系统正受到本文中调查的缓慢的周期性加倍不稳定的影响。 (注：本文中的参考文献[6]是指分叉周期加倍、但是指开关周期加倍、而不是整流后的交流线路周期。 正如我所读的、您的问题不涉及分叉。)
    本文告诉我、我对电压环路补偿所涉及的问题不正确。  

    PFC 的输入电流由 UCC2818-PFC EP 乘法器输出信号整形、因此该乘法器的一个或多个输入必须承载缓慢扩展的周期加倍调制。   倍频器的三路输入为 IAC、VFF 和 VAOUT。   
    IAC 是电流、但得自桥式整流器输出端的电压。  只要电压波形在半个周期至半个周期内保持不变(与正常预期一样)、IAC 在线路每个半个周期也应相同。
    Vff 是由 IAC 产生的电压、几乎为直流电平、其上叠加了极小的双工频率纹波电压。  

    请检查并验证在连接 LLC 级的情况下、整流电压和 VFF 电压是否符合预期(与电阻式 PFC 负载相同)。  

    假设这些设置是干净的、则会保持 VAOUT 波形来承载周期加倍调制。  
    请检查 VAOUT 波形以验证这一点。   

    本文讨论了 PFC 控制与推导出的降压 DC-DC 转换器之间的相互作用。  您对 LLC 第二级的体验表明该问题更一般(不特定于降压稳压器)、但我们可以假设、无论直流/直流拓扑如何、稳定性原则都应适用。  
    另一方面、由于在时间常数项中 LLC 反馈环路增益块可能比简单的增益项复杂得多、因此白皮书中图6的稳定性边界曲线可能不够。   
    但是、这些曲线确实表明可以通过调整 PFC 级和/或 LLC 级的一个或多个增益和/或交叉频率参数来实现稳定性。

    我认为、通过在两级之间对低频谐振添加一定的阻尼、有可能解决这个问题。  
    我在文件中找到了 Erickson 提供的两篇论文、其中讨论了如何通过添加阻尼来改善两个级联级的输出和输入阻抗的相位特性。  这些文章涉及 EMI 滤波器与降压直流/直流的负阻抗相互作用、但我认为这些概念也适用于具有 LLC 的 PFC。   
      e2e.ti.com/.../Optimal_5F00_single_5F00_resistors_5F00_damping_5F00_of_5F00_input_5F00_filters.pdf    e2e.ti.com/.../EMI-Filter-Damping.pdf    

    由于 LLC 转换器的阻尼可能很有挑战性、我建议首先尝试在 PFC 输出电容器上添加 R-C 阻尼。  如果成功、则尝试在升压电感器上使用 R-L 实现相同的阻尼。  但理论上、PFC 应有效地将电感器更改为"电流源"、因此 L-R 阻尼可能不起作用。    

    如果任何类型的阻尼不起作用、那么回退计划是改变一个或两个功率级的增益/交叉特性、以便使输入电流的两倍周期消失。  

    此致、
    Ulrich

     

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    TI__Guru**** 2510095 points
    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。

    你好、Ulrich

    感谢您的建议。

    我们尝试了以下功能：

    1.尝试降低 PFC 电压回路的低频增益,但没有凝胶。

    2.尝试降低电压环路交叉,但没有帮助。

    3.尝试在 PFC 输出和 LLC 输入之间添加 LC 滤波器(L=680uH, C=0.068uF, Rdamp =10欧姆,Cdam=4*0.068uF)没有帮助。

    4.尝试使用不同的400V 至12V 转换器启动 电流没有问题(稳定)。 是纯正弦电流。

    我想我们遇到了 LLC 转换器的问题。  

    此致

    Rahamadullah

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    TI__Guru**** 2510095 points
    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。

    你好、Ramahadullah、  

    您是否尝试过在 PFC 输出电容上添加 R-C 阻尼网络？  还是大幅增加 Cout？   

    在尝试调整 PFC 的响应毫无结果后、我同意重点应转移到调整 LLC 控制。  

    我不是 LLC 方面的专家。  但我建议在 LLC 控制环路上尝试相同的更改集。   
    - 更改环路增益
    - 更改交叉频率(向下或向上)。  
    - 尝试从台式直流电源运行 LLC ,如果可能,以评估其稳定性。   

    此致、
    Ulrich