UCC28180在输出4KW，电感电流波峰处出现畸变？

stevenchensina

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输出4KW的时候，电感电流出现畸变，初始怀疑电感感量衰减过大造成，增加感量，但是在同等电流情况下并没有改善，这个就有些让人觉得不对劲；另一个方面，从电感电流波峰处对应的是直流母线电压还未满足400V，又因PFC电压环带宽很低，所以动态响应性能差，所以在波峰处，电压未达到设定值，反馈计算出占空比增加输出能力，目前测试占空比仅为0.38，且波峰处占空比相比波谷还是减下了很多，并不是急剧增加占空比，导致电流增加较多从而畸变；调节环路参数，有一定的改善，但是作用不大，整个环路计算的依据是按照规格书中核算的相关公式，但是这里有一点疑惑的是，M1*M2的乘积计算结果并不是和规格书中那样与M12相等，这里面有效率电流很多参变量，如图2所示，这个公式的含义到底是什么？

5 年多前

0 KW X 5 年多前

Guru 94471 points

这是典型电感饱和现象。有可能电感真正饱和；或局部饱和导致实际感量变小而控制边界不稳定。这种状况下；增加感量是徒劳的，建议降磁密看看。

0 stevenchensina 5 年多前回复 KW X

Prodigy 120 points

最大电流时候对应的磁密不会超过0.6，离饱和磁密还远，所以应该没有饱和，只是铁硅铝磁材直流偏置下感量衰减太快；

另外从控制上看，M1,M2是影响环路的关键，需要匹配好，所以很想问你一下，这个M1*M2=M1M2，但是我计算的时候这两个差了一倍，完全不等，但是我的核算参数是没有问题的，如果这两个不相等会影响什么？

0 KW X 5 年多前回复 stevenchensina

Guru 94471 points

超过0.45T；铁硅铝基本就怂了，那感量是直线往下掉。建议新产品用硅铁粉材料，如伯科磁材的NPH系列。价格差不多但可以玩到1.6T。一线厂家基本都切换到这类磁芯上了。

0 stevenchensina 5 年多前回复 KW X

Prodigy 120 points

另外你说这个芯片用不了大于4KW？这个理由是什么？之前我跟你们工程师讨论说，他们说可以

0 KW X 5 年多前回复 stevenchensina

Guru 94471 points

4kW是可以用这IC的，关键是磁芯。

0 daw y 5 年多前

Guru 22315 points

有没有饱和很简答，不要看磁密多少，直接看波形就OK了。捕捉最大尖峰时候的电感波形，看一个开关周期波形的样子就知道是否饱和了。

0 Wenbin Huang 5 年多前回复 daw y

TI__Prodigy 60 points

这个电感电流的畸变是由于芯片电流采样饱和引起的，并不是电感饱和。

解决的措施是降低IC PFC电感电流采样的电阻值。

0 KW X 5 年多前回复 Wenbin Huang

Guru 94471 points

半电流时，波形已经张胡子啦！那时远没采样饱和！

0 stevenchensina 5 年多前回复 Wenbin Huang

Prodigy 120 points

谢谢，如果是这样，我把阻值进一步减小，按照规格书，芯片内部软过流及封波电流门限都会进一步抬高，那么我的电路对电流的保护能力进一步变弱了，这个怎么解决？

0 Johnsin Tao 5 年多前回复 stevenchensina

TI__Guru**** 308311 points

Hi
如果和负载较大有关，是应该关注电感能承受的功率（峰值电流）

0 Wenbin Huang 5 年多前回复 stevenchensina

TI__Prodigy 60 points

电阻的设计只需要保证满载再增加20%的裕量就够了。这样可以保证保护的可靠性。
如果在轻载都有这种问题，你需要仔细去查看电流采样电路到芯片Isensepin脚是否采样失真导致芯片误认为过流了。（即电流采样电阻+进芯片之前的RC）

0 KW X 5 年多前回复 stevenchensina

Guru 94471 points

0.6T对铁硅铝就够说明问题了。过小电流取样；并不可取。

0 stevenchensina 5 年多前回复 KW X

Prodigy 120 points

采用铁硅直流偏置是会好很多，但是在波峰处依旧出现该现象，电流畸变，从目前波形看，不像是电感饱和了

0 stevenchensina 5 年多前回复 Wenbin Huang

Prodigy 120 points

但是目前从电流采样电阻减小为3mΩ，过载150%，但是依旧只能到5KW，还是会出现畸变，而且这个时候芯片的电流保护理论计算要达到140A才会封波，这个电流保护基本没啥作用了吧

0 Wenbin Huang 5 年多前回复 stevenchensina

TI__Prodigy 60 points

项目是按照4000W来设计的吗？为什么要加大到5000W，输入电压范围是多少？
采样电阻如果为3mohm这个级别，需要非常注意layout，同时需要注意电阻是否有寄生参数导致真实电流和采样值不符。可以试着通过在采样电阻上串入电流来看看真实值和采样值是否有偏差。

0 stevenchensina 5 年多前回复 Wenbin Huang

Prodigy 120 points

这个功率7KW，现在采样分流器改为1.5mohm，能解决畸变问题，但是这个分流器改小到这个值，芯片本身的过流封波功能基本上没什么用了。这个分流器改为这么小，是需要注意布线，否则干扰大了，肯定有问题。当时做这个功率是跟你们TI的几个技术支持工程师沟通，你们说可以用这颗芯片，现在看来，不能做这么大功率，根本问题是电流太大导致电流内部增益计算饱和，限制调节功能，哎.......造成目前的窘境

0 KW X 5 年多前回复 stevenchensina

Guru 94471 points

这个尖峰有真有假，但和磁芯无关。
由于采样率问题；这种泰克示波器会采用插值法，导致尖峰不准。建议提高采样率再测下。
25M采样率对10uS标尺，实在太低了。。。

0 KW X 5 年多前回复 stevenchensina

Guru 94471 points

亲；其实也没啥好抱怨的。对于这种功率；最好的办法就是用无桥。
这种传统PFC虽然也可以做很大功率，但是；电流采样电阻损耗变得很难受。所以；要么用高速霍尔；要么用高速运放放大信号。
对于你的应用，建议用0.5mohm取样；再用OP37两级放大（每级十倍；当地放大）后给这个IC就没问题了。
通常；频率越高，开关频率需要越低。除非交错软开关，7kW基本34k就是上限。你的现频率太高了。

0 Wenbin Huang 5 年多前回复 stevenchensina

TI__Prodigy 60 points

您好。针对您提供的7000W的输出功率，我利用UCC28180的excel calculator来计算得到的采样电阻是1.8mohm. 你可以尝试一下1.8mohm。您不用担心保护的问题，芯片还是能够及时保护的。
您提到用1.5mohm没有畸变证明这个畸变来源于电流采样环节，并不在电感上。
还是需要提醒您，这么小的采样电阻采样很容易产生采样误差。因此layout和电阻选型需要注意。
为什么您没有考虑使用UCC28070两相交错方案呢？

0 stevenchensina 5 年多前回复 Wenbin Huang

Prodigy 120 points

我们也有交错的东西，这个设计每一个电路的出发点是不一样的/客户群体也不一样，所以此处就采用传统PFC来做了；如果方便可以发一下ucc28180的excel到我邮箱吗？stevenchensina@126.com，谢谢！此外还想问的是软过流门限就变为0.259/0.0018=143.889A；封波门限：0.438/0.0018=243.333A，这个保护值，对我的电路来说基本上保护不住了，所以你说的能够及时保护原因是什么？

0 Wenbin Huang 5 年多前回复 stevenchensina

TI__Prodigy 60 points

您好。已经发给你了，请注意查收。
我提到的能够及时保护是指当电流超过这个值，IC还是可以及时ocp保护的。
对单相来说，您设计到7000W，mos 应该也是使用很多个并联，我不太理解您哪个电路保护不住。

0 stevenchensina 5 年多前回复 Wenbin Huang

Prodigy 120 points

首先，感谢你的回复。的确，如果超过143A进行软过流保护，超过233进行封波，芯片是可以在这个情况下才保护；mos肯定是并联，但是关键的原因不在电流大小伤及mos，而是在一些突加载等动态过程中，这么大才进行限流，会使得di/dt很大，进而导致MOS的DS电压应力很高，耦合到驱动，很容易造成MOS失效，这才是这么大电流保护起不到多大作用的根本原因。

0 Wenbin Huang 5 年多前回复 stevenchensina

TI__Prodigy 60 points

多管并联的驱动确实需要额外注意。请注意驱动电阻要每管独立，适当的时候需要在驱动线上串入高频磁珠来抑制不同开关管开关时刻不一致导致的震荡。关于UCC28180的电流畸变的问题已经清楚，我建议把这个post关闭。后续有其他问题，您再重新发起post。谢谢。

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