[参考译文] TIDA-010015：电源设计在低输入电压下不工作

您好、Balasubramani、

对于音频噪声问题、我建议尽可能减小 PFC 和 LLC 上的突发阈值。 这将有助于进行调试。 取消装配 R28和 R66。 最好查看输入电流的形状、以确定是否存在导致音频噪声的失真。 如果控制开关操作的引脚(TSET、ZCDA/B、VINAC 等)上存在噪声、则可能会发生这种情况。

 对于有源浪涌限制问题、MOSFET 和电阻器是在首次施加交流电时损坏、还是仅在负载增加时损坏？ Q3的栅极可能未在稳定状态下保持适当偏置、因此电阻器会看到较大的纹波电流。

此致、

本·洛夫

您好 Ben、

我们尝试删除 R28 (不是 LLC 突发设置) ，并观察到在低电压下平稳运行，完全没有噪声，但在低电压输入尚未通过的情况下进一步加载。 此有源浪涌 MOSFET 和电阻器保持散热、在一个阶段、此 MOSFET 完全熔断。  

我们使用的规格要比参考设计 FET 更好一些。 我们仍在寻找缺失的地方)。  

(注意：此 FET 仅在加载时烧坏，负载不超过25W@24V。)

请分享您的想法。  

BR、

巴拉。

您好、Bala、

有源浪涌 MOSFET 的栅源极电压是否稳定、是否足以使 MOSFET 保持偏置导通？ 这是为了确保浪涌电路将 FET 正确偏置为稳定状态。 我还建议测量 MOSFET 上的漏源电压。 该 FET 将看到输出纹波电流、因此具有更好体二极管的 FET 可能也会有所帮助。

此致、

本·洛夫

您好 Ben、

根据您的建议，FET 应始终偏置以提供浪涌保护。 但我们已经测量并找到了该波形。 这在每半个周期内并不稳定、运算放大器保持高电平和低电平转换。  

CH1 - VDS CH2门

这适用于230VAC。

115VAC_ FET 栅极与 HV 电压间的关系

CH1 - HV 电压 CH2 -门

230VAC_ FET 栅极与 HV 电压间的关系

CH1 - HV 电压 CH2 -门

请告诉我如何继续。

您好、Bala、

我建议将输入引脚上的电压与运算放大器进行比较。 引脚4上的电压应固定为5.1V。 引脚3上的电压应该是平均交流电压的分压版本。 根据我从波形中得出的结果、分压交流电压可能需要更多裕度。 我建议将 R11增加至60.4kΩ Ω、并将 C12增加至220nF、以便引脚3波形不会有太多的交流纹波。  

此致、

本·洛夫

您好 Ben、

感谢您的输入。 它真的很有帮助。 现在、我们可以分析问题和问题的根本原因。 我们将值更改为60k 和220nf、但仍然可以看到低于105VAC 的栅极中存在一些不一致的情况。  因此、我再次在 C12中添加了220nF (220nF + 220nF) 以使其正常工作、我可以观察栅极侧的序列变化。 如何解决此问题？

我想知道、尽管在几乎大多数 TI 电源设计中使用了相同的电路、但为何仍需要进行此类更改。 我问这个问题的原因是， 将来我们是否会有同样的问题，我们是否需要调整价值？

请在此处帮助您更好地理解。  

您好、Bala、

TIDA-010015的设计人员可能使用交流线路的峰值来计算交流分压器。 这在85VAC 输入时会产生5.6V 的电压、而 TI 原理图中的 R76等于49.9kΩ Ω。 在实践中、我相信您更有可能在比较器引脚上看到整流交流线路的平均值、该平均值等于2*Vac_peak/PI。 使用60kΩ Ω 作为底部电阻器和105Vac 输入、这将在比较器输入引脚上产生5.24V 电压、这与您在设计中看到的电压非常接近。 我将与参考设计工程师进行联系、以进行澄清。

关于您共享的新波形、这是在启动还是稳态条件下进行的？ 如果栅极低电平周期是 VCC 正在充电、那么我会说没问题、因为在 BLK 高于 BLKStart 阈值且 VCC 已完成高达26V 的充电之前、LLC 将不会开始开关。 在此期间、PFC 转换器上不会有负载。

此致、

本·洛夫

您好 Ben、

我希望根据低输入峰值更改阈值不会导致任何问题、我已经了解了 TI 设计设置的要点。  

该序列仅在启动时观察到。 我希望这以后也不会有问题。  

感谢您的澄清和支持、期待设计人员如您之前所述的最后一次回复。  

您好、Bala、

我向设计人员发送了一条消息。 我希望在第二天左右就交流分压器问题得出结论、并在有问题可用时尽快与您分享设计人员的意见。

此致、

本·洛夫

您好 Ben、

我们进一步修改了比较器输入中的值，现在它可以满足设计要求，但我们面临一些特殊的问题，例如在断开负载(电子负载关闭)时，电路板会重新启动。 这种情况几乎发生在2个电路板中的5个电路板上。 此电源板输出电压小于15V、在24V 时再次稳定。  

您好、Bala、

我怀疑断开负载的行为类似于从重负载到轻负载的瞬态响应。 LLC 将停止开关并等待输出恢复到调节设定点、然后再恢复开关。 当转换器未切换时、VCC 电压不会从偏置绕组中补充。 我怀疑 VCC 降至 VCC 上的10.5V 重新启动阈值、这将使控制器重新开启其 HV 启动、为 VCC 充电、然后通过软启动。 输出电压可能会降至15V、因为当控制器为 VCC 电容充电时、控制器不会进行切换、因此输出电压会继续下降。 我建议探测 VCC 电压、如果电压确实降至10.5V、请尝试增加一些电容。

此致、

本·洛夫

您好 Ben、

我检查了该电源轨，发现在该负载瞬变(满负载至无负载)期间，15V 电源轨出现压降，而且在某些情况下，我们还可以观察到 PFC 电压高于420V。  

您能指导我为什么此 LLC 停止开关吗？ 该 VCC_15V 电源轨中出现骤降的原因是什么。 我们不知道为什么这个15V 电压轨低于10.5v？  

请在此处帮助解决问题。  

您好、Bala、

LLC 停止开关、因为从重负载到空载看起来像是负载瞬态。 控制器正在等待输出电压下降到调节设定点、然后再恢复开关。 我们可以通过几种方法来解决这一问题。 我们可以增加 VCC 电容、以便在控制器等待输出下降时有更多电荷使控制器保持运行状态。 我们还可以在输出端放置一个小型电阻器虚拟负载、以便在从重负载变为无负载时、输出电压将更快下降到调节设定点、控制器将在 VCC 上的电荷耗尽之前恢复开关。

此致、

本·洛夫

您好 Ben、

我们转向了 UCC256302 LLC IC、因为我们对电源的直流输入有要求、这是因为 UCC25630-1具有 XCAP 放电功能、因此我们决定使用具有外部 XCAP 放电机制的 UCC25630-2 IC、这一新 IC 中不存在重启问题。 但是、当我们相应地调整 VINAC 设置、使其在100V-120VDC 范围内工作时、我们面临一些新问题、如  

它在直流电下工作正常、但对于交流电、我们在输出电压下存在调节问题。  

使用直流输入、我们可以实现我们设计的所有功率以及1%@24V 的输出调节。

使用交流输入时，我们只能实现85%的负载，如果我们增加85%以上的负载，则输出电压将下降到20V。

我们再次恢复了该 VINAC、然后检查了它几乎只为交流输入提供1.5%的输出调节。  

如果我们更改 VINAC 设置、并且它仅影响基于交流的输入电压、可能会出现什么问题。  

请在这里提供帮助吗？  

您好、Bala、

听起来 VCR 引脚已超出余量。 您能看一下 VCR 引脚峰间电压吗？ 如果大于=6V、您可以增大 VCR 和接地(C44)之间的电容吗？

此致、

本·洛夫

您好 Ben、

我将检查 VCR 电压，但我的怀疑是，在直流输入时，我们可以获得1%输出电压调节的满负载。 如何将其与交流输入连接，但我们仍然不知道。 VINAC 是否仍然与输出部分链接？  

如果我不调整 VINAC 的任何变化、我们根本不会面临任何问题(仅在直流电源下、将在125Vdc 左右之后开始工作)

您能在此处帮助理解此链接吗？   

您好、Bala、

更改 VINAC 分压器后、您是否会在负载大于85%时看到 PFC 输出电压下降？ PFC 可能会进入电流限制、这会导致 PFC 总线下降、从而使 LLC 难以保持稳压。

此致、

本·洛夫

你好，Ben，

是的。。。 发生此问题时、PFC 电压会下降至315VDC 左右。 (出现输出电压调节问题)

请注意：这仅在我调节 VINAC 分压器时发生、否则、如果我使用与基准相同的电压、则在 PFC/VOUT 上根本没有压降。

您好、Bala、

我建议检查 CS 引脚电压并查看电压是否超过 OCP 阈值。 这将解释输出电压的下降。 调整 VINAC 分压器可更改用于计算导通时间的 KT。 听起来使用的导通时间较大、导致 PFC 控制器进入过流限制。

此致、

本·洛夫

您好 Ben、

我们要求此电源应在100-120V 交流/直流范围内的交流和直流输入下工作。 因此、通过调整该 VINAC、我们只能在直流电源下运行电路板。

该 PFC 开关频率的最大导通时间应为多少？  

是否有任何其他设置需要这样做、以便它能够同时工作交流和直流电源。  以便我们能够保持最短导通时间、避免这种过载。  

您好、Bala、

我建议调整电流感应电阻的大小、以避免在最小输入电压和满载条件下进入 OCP。 这将是最直接的变化。 我建议首先检查 CS 引脚电压是否超过 OCP 阈值、以确认这正是输出电压在高负载、低输入电压下下降的原因。

此致、

本·洛夫

您好 Ben、

这是观察结果。 我们测量了 CS 引脚两端的电压、110VAC @满载时为41mV、220VAC @满载时为23.6mV。 我们似乎对 CS 引脚阈值很满意、因为它在范围内。 我们测量了满载条件下的吨时间、因为次级侧电压接近22.2VDC 时、该时间接近15uS。

您能不能指导我们检查哪些方面来克服这一压降问题。  

您好、Bala、

感谢您提供更多信息。 您能否在重负载下测量 COMP 引脚电压和 VINAC 引脚电压？ COMP 是振荡还是稳定？ 它的电压是多少？ COMP 电压是否钳制在4.95V？ 如果 COMP 振荡、则可能是补偿问题。 如果是稳定电压、则 VINAC 电压将允许我们计算器件使用的最大导通时间。  

此致、

本·洛夫

您好 Ben、

是的。 发现了 TSET 电阻器值问题。 我们已经纠正了这些值、现在解决了问题。 感谢您的广泛支持。