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[参考译文] UCC28063:UCC28063D–PFC 运行不正常(电流尖峰,功率因数差和栅极信号观察问题)

Guru**** 2635075 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/tools/simulation-hardware-system-design-tools-group/sim-hw-system-design/f/simulation-hardware-system-design-tools-forum/1581666/ucc28063-ucc28063d-pfc-not-operating-properly-current-spikes-poor-power-factor-and-gate-signal-observation-issue

器件型号: UCC28063

尊敬的先生:

我将使用测试 PFC 级 UCC28063D 一起使用 UCC27524AD 栅极驱动器。

仍然可以正常运行 375 V 至 400 V DC 输入电流不同相 具有交流输入电压。 我观察到了重要的内容 电流尖峰引起的 、并且波形与预期的正弦波形不相似。

请查看随附的示波器屏幕截图 交流输入电压 交流输入电流 供您参考。

 

另外、我是 无法捕获正确的栅极信号 PFC MOSFET 的输出。 似乎是这样 开关频率非常高 、并且在示波器上看不到栅极脉冲。

请查看随附的示波器屏幕截图 栅极脉冲 供您参考。

 

tek00052.png

tek00051.png

注意:

  • 蓝色迹线 –PFC 升压 MOSFET 栅极信号
  • Aqua trace –LLC 开关脉冲
  • 绿色迹线 最终输出电压

 

似乎是这样 PFC 控制环路可能无法正常运行 (即使直流输出电压已调节)也是如此。


请查看随附的波形、并建议可能的原因或需要执行的检查。

此致、
Anand Matta

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    尊敬的 Anand:
    您是否可以尝试在单个 波形中捕获 5-6 个周期的线电压和按比例增大的线电流? 此外、您是否可以共享您的设计的设计计算器以及捕获的波形的功率和电压电平?
    谢谢
    Sanchayan

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    尊敬的先生:

    请查看随附的捕获波形、其中显示了线电压的 5–6 个周期和经调节的线电流。

    使用了相同的参考设计 PMP11064 测试用例。 当前的测试条件 VOUT = 20VDC IOUT = 1.2A

    e2e.ti.com/.../400-watt-PFC.pdf

    此致、
    Anand Matta

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    尊敬的先生:

    请查看随附的捕获波形以供您参考:

    • 蓝色: 线间交流输入电压
    • 粉色: 交流输入电流
    • 绿色: ZCD 耦合电感器输出
    • 水: 栅极信号

     

    此致、
    Anand Matta

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    尊敬的 Anand:
    感谢规格和波形。 您是否可以捕获 COMP 引脚电压以及这些信号?
    此致
    Sanchayan

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    尊敬的先生:

    请查找 COMP 引脚电压 如所示 Aqua 颜色
    一个图像显示了 ZCD 波形 而另一个则显示 栅极脉冲

    我已经使用了 4 通道模拟示波器 基准测试。

    此致、
    Anand Matta

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    尊敬的 Anand:
    由于 PFC 以超低功率级别运行、因此 COMP 引脚电压在阈值电压附近振荡。 当 COMP 电压高于阈值电平时、栅极脉冲出现、脉冲在低于阈值时停止。 您可以尝试提高标称功率等级、并查看波形是否正确。
    谢谢
    Sanchayan

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    尊敬的先生:

    现在、我已将一个外部 1kΩ 电阻负载连接到 375V DC PFC 输出。
    如果需要、我可以通过将负载减小到 500Ω 来进一步增加负载。

    查询 1:
    请查看随附的在 1kΩ 负载条件下捕获的波形。
    PFC 输出似乎仍然没有正确调节。


    查询 2:
    此外、我无法捕获干净的 PWM 栅极信号。 您能否请确认预期的开关频率范围(最小值和最大值)以供参考?

    查询 3:
    我还观察到即使在这种负载条件下也会出现电流尖峰。
    请您仔细查看共享数据并指导我如何解决这些问题。

    此致、
    Anand Matta

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    尊敬的 Anand:
    这是一种转换模式交错式 PFC、具有可变频率、您将在线路电压峰值处获得最小频率、在交流线路输入过零处获得最大频率。 您能否尝试断开直流/直流转换器并仅尝试在 PFC 上施加标称负载、看看是否遇到类似的问题? 尝试以最大带宽捕获波形、并尝试仅捕获 5-6 个线路周期。

    谢谢
    Sanchayan

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    尊敬的先生:

    我隔离了 LLC 级。
    目前、只有 PFC 输出连接到 1kΩ 电阻负载和反激式辅助变压器。
    然而、PFC 输出电压仍然不稳定。

    存在 180 度的相移

     

    此致、
    Anand Matta

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    尊敬的 Anand:
    感谢您的耐心。 电路板相对于 您分享的 PMP11064 原理图是否有任何变化? 您能尝试在一个单线周期的输入电流、输出电压和补偿电压条件下捕获工作相位的电感器电流吗? 当栅极脉冲开始和栅极脉冲关闭时、在两个行周期内捕获它。 尝试在单个屏幕中捕获它。
    谢谢
    Sanchayan

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    尊敬的先生:

    我使用的原理图与 PMP11064 相同。
    我已经绕过了 U800 IC (UCC27524AD)、并使用上拉电阻器直接向 MOSFET 栅极提供栅极脉冲、因为驱动器 IC 无法正常工作。

    此致、
    Anand Matta

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    尊敬的 Anand:
    您能尝试捕获并分享以下波形吗?  

    您能尝试用一个线路周期的输入电流、输出电压和补偿电压捕获工作阶段的电感器电流吗? 当栅极脉冲开始和栅极脉冲关闭时、在两个行周期内捕获它。 尝试在单个屏幕中捕获它。

    还尝试捕获一些逐周期电感器波形 (开关周期)、以查看它是否正确进行谷底开关或 ZVS。  

    谢谢
    Sanchayan

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    尊敬的先生:

    根据要求、请在下面找到我的意见。

    我相信转换器在 DCM(不连续导通模式)下运行。

    • 电感器电流:粉色
    • 输出电压:蓝色
    • COMP 电压:绿色
    • 门脉冲:水汽

    e2e.ti.com/.../tek00111.zip

    BR、
    Anand Matta

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    尊敬的 Anand:
    请尝试捕获具有更大带宽的波形、并尝试捕获一个线路周期。 如果您捕获多个周期并放大、您将失去分辨率。 尝试仅捕获一个线路周期并放大以查看电感器电流和其他信号。
    谢谢
    Sanchayan

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    尊敬的先生:

    请找到随附的波形以供您查看。

    目前、电路消耗的输入电流比以前更高、约为 1.8A 至 2.3A。我还观察到交流输入电压和交流输入电流是异相的。

    在 PFC 输出端、连接一个 1kΩ 电阻器作为负载。

    请查看并分享您的观察结果。

    e2e.ti.com/.../Test-Waveforms.zip

    此致、
    Anand

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    尊敬的 Anand:
    感谢您分享波形。 我可以在命名的共享波形中看到 放大脉冲 1  当有栅极信号时、电感器电流下降;当有栅极信号时、电感器电流应增加。 您能否检查预期的栅极信号是否进入预期的 MOSFET 以及 MOSFET 是否正常导通? 由于您已禁用 B 相、请检查 A 相栅极、电感器 A 电流以及 A 相开关上的 VDS 电压、以确保 MOSFET 是否正确导通。
    谢谢
    Sanchayan

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    尊敬的先生:

    按照建议、我已经拉动了 PHB 引脚为低电平 禁用一个段并测量其两端的波形 VDS 电感器电流 进行验证。

    请查看随附的波形并分享您的观察结果。

    e2e.ti.com/.../8461.Test-Waveforms.zip

    此致、
    Anand

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    尊敬的 Anand:
    在您分享了相同问题的波形中可以看出、当 Vds 为零时、电感电流未上升。 看看为什么会发生这种情况? 如果您在原理图中导通 FET Q800、则通过 L800 的电流应该会增加、但在波形中、您分享到没有这种情况。 您能尝试确保是否正确捕获通过 L800 电感器 1-3 绕组的 L800 电感器电流以及 Q800 FET 的 VDS 电压?
    谢谢
    Sanchayan   

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    尊敬的先生:

    在上一个波形中、电感器电流探头方向相反。 我今天已经更正了探头方向。

    我将测量通过的电流 L800(1–3 绕组) 以及中 Q800 的 VDS 。 但我仍在观察 尖峰/异常电流模式 和明显的电流相位 电流波形延迟

    其他意见:

    • 我已经上拉了 将 GDA 和 GPB 连接到 12V 消息流 10kΩ 电阻器
    • PFC 输出会被调节至 375V 直流
    • 我正在使用 Tektronix A622 电流探头 (直流至 100kHz 带宽)。
    • 这些测试是使用执行的 控制器交流电源 0°相移 210 VAC 50Hz 输入、和 交流电流限制为 2.7A

    由于尖峰行为和意外的波形模式、我尚未在主交流电源上测试装置。

    请找到随附的波形以供参考。

    e2e.ti.com/.../Inductor-Current.zip

    此致、
    Anand

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    尊敬的 Anand:
    尝试使用高带宽电流探头进行测量。100kHz 的频率太低、无法测量电感器电流。开关频率会大于此频率。 使用带宽至少为 20Mhz 的探头。  
    谢谢  
    Sanchayan