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[参考译文] UCC21540:驱动适用于电感负载的半桥 SPWM 栅极信号时的噪声耦合

Guru**** 2504005 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。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1466376/ucc21540-noise-coupling-when-driving-half-bridge-spwm-gate-signal-for-inductive-load

器件型号:UCC21540
Thread 中讨论的其他零件:鳄鱼

工具与软件:

我们设计了一个半桥电路来驱动电感负载、并使用正弦脉宽调制(SPWM)信号来控制开关。 但在运行期间、在半桥开关时会观察到明显的噪声耦合到低电压部分。

该电路使用隔离式栅极驱动器 UCC21540AQDWKRQ1来驱动 MOSFET。 通过将三角波形与正弦基准进行比较来生成板载 SPWM 信号。 鉴于栅极驱动器提供的隔离、栅极驱动器高侧的任何干扰最好不影响低压部分。

尽管如此、在低压电源轨(5V 和12V)中检测到共模(CM)噪声。 噪声表现出大于45 MHz 的频率和大约3-4 V 的峰间幅度。 栅极驱动器的高侧由外部供电、但问题仍然存在。

对于此测试、直流链路电压设置为24VDC。 半桥的输出由 LC 滤波器进行滤波、得到预期的输出:一个12VRMS 交流信号。

请参阅随附的原理图以供参考

使用自举电路驱动半桥中的高侧 MOSFET。 在连接 Q18且 Q17未连接(NC)的情况下探测栅极电压时、观察到的行为如下所示。 您能否建议这种行为的潜在原因? 非常感谢您的见解。

  • 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。

    尊敬的 Althaf:

    感谢您联系并提供所有这些详细信息。

    低压轨上的3-4Vpkpk 似乎令人担忧。 您使用什么探针进行此测量? 是否使用鳄鱼夹探针测量该距离? 这可能是探头接地环路拾取的噪声。

    其他一些问题可以帮助我更好地理解这一点:

    • 只是为了确认一下、次级侧是否为隔离式电源供电?
    • 您是否有任何异常输出波形的放大捕获?
    • Q17和 Q18断开连接时、高侧输出波形看起来是什么?

    期待听到您的反馈。

    此致、

    Hiroki

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    尊敬的 Hiroki:

    我已经排除了探测问题、并确认栅极驱动器的高侧和低侧电源已正确隔离。 如果未组装 Q17和 Q18、则我们将仅观察低侧 MOSFET (Q18)的栅极信号、因为为高侧 MOSFET 供电所需的自举路径仍不完整。

    鉴于此、我在电路板上遇到的问题可能与 PCB 布局有关。

    请查找附件、

    上图是半桥上的实际直流链路电压!

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    尊敬的 Althaf:

    很高兴听到系统中存在适当的隔离。

    断开 Q17和 Q18连接时高侧输出波形的外观是什么?

    很抱歉与该请求混淆。 我想查看在未连接负载的情况下的栅极驱动器开关行为、因为输出的波形屏幕截图看起来非常异常。

    是否在多个栅极驱动器单元上出现这种情况? 我建议您尝试 ABA 交换测试、查看问题是与电路板还是与器件有关。

    我还可以查看布局、以防止出现任何可能的问题(如果愿意、可以通过电子邮件或私人消息)。

    此致、

    Hiroki

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    尊敬的 Hiroki:

    该问题与故障组件无关、因为我已经测试了多个电路板并执行了 ABA 交换、但问题仍然存在。 我强烈怀疑这是与布局相关的问题。

    如果您可以共享您的电子邮件、我们可以详细讨论布局。 我认为高侧 MOSFET 栅极驱动问题可能与自举设计有关。 但是、我已经遵循了 TI 应用手册中概述的指南。

    期待您的见解。

    -Althaf

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    尊敬的 Althaf:

    感谢您的澄清!

    我已向您发送朋友请求分享电子邮件。

    结束该主题、继续通过电子邮件进行讨论。

    此致、

    Hiroki