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UCC28950 带载到一定阶段后驱动抖动问题!!

我正在进行UCC28950的3KW DC-DC的样件调试,遇到一些问题,需请教下TI的FAE ,

 首先介绍下,工作条件:input 400-700V  输出 27V/110A;

我现在遇到问题是: 不加不同整流情况下, 加载到12A ,输出稳定,驱动稳定,但此时已移相到最大占空比( 540V输入条件下), 再往上加载,COMP脚电压不变,驱动开始不稳抖动,是不是我的反馈环路有问题,从0-12A的加载条件下 ,COMP上升,移相持续加大,未出现驱动不稳的情况 ,

现在持续加到30A,芯片保护,开始ss脚 打嗝重启了。请帮忙看下是什么问题导致的 。

此问题困扰我一个星期了,通过调整电压反馈参数未有根本改变,还希望高手能指导下!不甚感激

我的设计 

变压器匝比:24:2 , PQ50

输 出电感: 2.0uH,

开关频率:100KHz

目前谐振电感: 6uH

附件的为30A负载下 波形

CH2,CH3分别是 OutA OutD的Vgs, CH1: 变压器原边Vtx , CH4: COMP 脚电压 

如下是30A 负载下波形 

其中 CH4为 CS脚波形 

如下为 12A 负载下波形 

Patrick Zeng:

您好,

  能否把清晰原理图贴出来,方便大家一起讨论,谢谢~

Regards,

Patrick

Jason(FAE) Liu:

您提到移相角到了最大值。请尝试提高输入电压,减少移相角试试。

CS上噪声太大,请确认是否为测试噪声,是否触发过流保护。

daw y:

1、540V就达到最大占空比?说明你的变压器设计存在问题,你400V输入,27V输出,24:2的变压器是谁设计出来的?

2、SS端重启,说明IC受到了干扰,肯定是地线上出现了超过IC允许的负值的信号。

3、你应该首先重新设计变压器,然后改善PCB布局。

Johnny qu:

回复 daw y:

感谢您的分析回复, 

我也怀疑是变压器设计有问题,所以重新设计的变压器如下

Np= (Vin_min -2* Vds_on) *Don_max_pre / (4*Bm *Ae* Fs)

其中 Vin_min= 400V , Vds_on= 0.8V ,  Don_max_pre= 0. 9    Bm=0.15T , Ae=328mm^2  

Np= 23 

匝比 Nt =  (Vin_min -2* Vds_on)* Don_max_pre/ (Vo +Vf )

其中 Vo=27V , Vf=0.6V 

Nt= 13 

Ns= 2

还是 23:2:2 

还有输出级用的是全波整流 。

请帮忙看下 设计有没有什么问题? 

Johnny qu:

回复 Jason(FAE) Liu:

感谢您的回复, CS脚上的前沿尖峰很大, 会触发CS〉2V的过流保护, CS前端有加 1K , 220pF的RC滤波,好像没什么效果。

不知这前沿尖峰,是什么造成的,是Layout干扰吗?还是 漏感和 Coss的谐振? 如何降低其影响? 

在不同输入电压下, 带载在0-10A下没有问题, 可再加载,我看到移相角已到了当时输入条件下的最大移相处,同540V 输入处, 是不是我的反馈环路有问题?

COMP脚上升太快,导致移相到最大?  

 

Johnny qu:

回复 Patrick Zeng:

如下是主功率板的原理图,请帮忙看看,分析下,在此多谢了!

Jason(FAE) Liu:

回复 Johnny qu:

计算没大问题,但考虑动态调整需要,最大占空比设计不能按0.9计算,推荐0.7~0.8.
在0到12A范围,应该是DCM模式,甚至burst mode,占空比随负载增加而加大。
关于测试的电流尖峰,请用地线环方法,排除测试带来的干扰。

   是不是匝比导致最大占空比限制,可以提高输入电压试试,看可带是否负载增加。

Johnny qu:

回复 Jason(FAE) Liu:

感谢,Jason的回复,

变压器重新设计如下:

开关频率: 80KHz ,占空比 Dmax=0.8, Bm=0.15T  , Vin_min=400V , Vin_max=700V , Vo=28V 计算

变压器变比 21:2:2

0-12A 时确实是占空比岁负载增加而加大的, 但超过12A负载后,占空比如何变化的,12A后,我看占空比已经是所在Vin下的最大占空比了,即 540V下,Dmax= 0.54 ;  这是什么原因,按照我的理解,应该是负载到满载时110A时, 占空比才到最大。 难道不是这样的?

还望指教,这问题困扰我好久?

还有关于CS 引脚的电压波形,在导通瞬间又很高的Spike尖峰,不知是什么原因,轻载时就有,还滤不掉,是不是布线干扰?

关于地线环方法测试电流尖峰,是怎么测试,我只是把普通10:1 的探棒,地线绕到最小,测试的,还有我有用电流勾枪测试原边电流波形,也是在导通瞬间有电流尖峰,这应该可以排除测试干扰吧。

 

Jason(FAE) Liu:

回复 Johnny qu:

您这儿所说的最大占空比是Dmax=0.54吗?

如果是,那就是正常的。CCM工作的全桥移相(属于Buck类变换器)的占空比不随负载电流变化,D=N*Vout/Vin, N为变压器匝比。

为方便理解,您可以看副边滤波电感前的电压波形,测量电压和占空比,两者乘积约等于输出电压。

Johnny qu:

回复 Jason(FAE) Liu:

感谢提点,  还有一个疑问, 你说 就是CCM工作全桥移相的占空比不随负载变化而变化,那负载的增加,全桥移相如何进行反馈调节的即表征到驱动占空比的匹配, 我的理解是负载从0 -〉最大负载,全桥移相角逐渐移相到最大,也就是最大占空比Dmax=0.54, 难道不是这样的, 还请指教,负载增加,全桥移相如何工作的,谢谢!

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