作者 主题:带有故障警告的同步整流器控制芯片。为什么要使用它们? (Read 849 times)

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你好
我刚刚遇到了一个梦幻般的 新的当前模式控制芯片可用于离线反激!

..就像UCC28C43一样,但是更好。只要 问题是您需要在芯片附近的PCB迹线中添加一个“环路”,以产生一些杂散电感(4nH或更大),以消除涉及MOSFET接合线等的杂散电感…………如果您不这样做不添加这个杂散电感,那么您将遭受误操作……..您需要添加的杂散电感量 可能会根据其键合线的布局和mosfet封装公差而有所不同,并且实际上会随着TO220引线的断开时间等而变化。

……。好的,如果您读了上面的内容,毫无疑问,您会以为该控制器实际上是非常差的,并且您会怀疑生产该芯片的Semico的合理性。

..但是这里有一个SMPS控制芯片,它遭受了这个确切的问题……它被称为NCP4303,并且是一个同步整流FET驱动器……。
数据表的第15页和第16页揭示了上述严重情况。
有谁知道为什么人们使用这些类型的同步整流器驱动器,这些驱动器依靠监控次级侧开关节点的芯片来控制同步器的开关 场效应管?我的意思是,他们的数据表中都带有这种割伤,骷髅和交叉骨的警告。

为什么人们不使用ICE2HSO1G LLC控制器之类的芯片? ……无需担心,即可控制同步FET……并与初级端的FET开关配合,从初级侧控制同步FET。它甚至不花更多钱。

NCP4303同步整流器驱动器
//www.onsemi.com/pub/Collateral/NCP4303-D.PDF
« 最后编辑:2021年1月5日,10:28:43 pm由opampsmoker »
 

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« 在以下方面回复#1: 2021年1月6日,上午05:00:57»
因为现代的自适应同步整流器控制器非常好,可以为您节省整个定制的磁性部件(脉冲变压器)或至少某种其他形式的隔离前馈机制。

您在做什么拓扑?

LLC:

TEA1995T / TEA2095T
MP6922A
UCC24624

飞回来:

TEA1993T
MP6902A
UCC24612
LD8526
 
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« 在以下问题上回复#2: 2021年1月6日,下午02:05:37»
谢谢,问题是,如果您的同步脚过时了,那么您 将它们更改为可能会导致键合线电感和故障发生不同的FET。同样,如NCP4303数据表所述,即使装配工将脚爪的腿切成不同的长度也会影响其并引起故障。

所有这些都假设您设法添加必要数量的PCB线路"compensatory  inductance"首先,没有太多的PCB重新设计以使项目经理放弃项目。

尤其是对于数字隔离器,额外的钱是很少的,并且甚至更少,这取决于所选择的芯片组ICE2HSO1G加隔离器的工作效果非常好 价格与NCP4303加主控制器相同。

的"isolator"基于解决方案的解决方案还使您能够将自己的Fet更改为便宜的Fet,而无需继续检查 杂散电感。
如果是"维修设计", the "isolator"如您所知,基于解决方案的解决方案要好得多,并且减少了现场失败的风险,并且涉及所有相关成本。
« 最后编辑:2021年1月6日,02:20:33 pm由opampsmoker »
 

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« 在以下方面回复#3: 2021年1月6日,下午03:54:52»
从历史上看,我认为同步整流是一件很难的事……但我认为您可能在此时不思进取。据我所知,我上面列出的芯片非常防弹。我用尽了所有这些功能,从未发生过任何灾难性的故障。一世'd说我们的PCB布局是"okay"但并不惊人。只有问题我'VDS感应SR控制器曾经有过很高的电流>40A,并尝试使用TO-220封装。在这种情况下,您只需要确保直接在MOSFET上进行检测即可'漏源,并且在测量中不要包括任何串联封装电感。同样,我们这里遇到的问题不是灾难性的,而是导通时间太短,因此体二极管的导通时间也太长。和/或使用PowerPAK / DFN样式的SMD封装。这些具有非常低的封装电感。

显然,可以随意使用单个封装解决方案,例如Infineon IC。它没有'看起来不好只是当心's是相当老的IC(就谐振控制IC而言),并且可能没有更现代的省电功能等。

I'我也不确定是否从原边控制SR 其实 最适合表现。我认为次级波形不't总是与主边完美匹配...因此,您可能必须摆弄一些东西才能使它正确。

TEA19161T + TEA1995T非常易于使用。有很多公司将电源适配器与这些类型的芯片放在一起,而无需过多地关注细节,并且它们工作得很好。

 
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« 在以下方面回复#4: 2021年1月6日,下午11:21:12»
引用
只有问题我'VDS感应SR控制器曾经有过很高的电流>40A,并尝试使用TO-220封装。在这种情况下,您只需要确保直接在MOSFET上进行检测即可'漏源,并且在测量中不要包括任何串联封装电感。
谢谢,我认为您是对的,但是正如我们所讨论的,TO220很难做到这一点,特别是因为腿长会弄乱东西。

如你所知'我没有顺便敲NCP4303 .......在onsemi.com上的优势'忙于这里涉及的问题...这些 问题不仅适用于NCP4303,而且还适用于所有Vds感应秒级同步整流器控制器。实际上,onsemi.com是 对这个问题坦白并提供解决方案,对他们很好。我只是觉得TO220's, there'可能会有很多麻烦,可以通过ICE2HSO1G之类的SR控制器来回避。
我认为不是ICP4303数据表中建议的PCB轨道循环,而是'd宁愿使用片状电感器封装,所以我可以改变"从4nH到10nH的杂散电感。
 

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« 在以下问题上回复#5: 2021年1月8日,上午02:43:46»
随附的是带有全桥控制器的双晶体管正向开关,该控制器具有同步整流驱动器输出,可如随附的LTspice sim和pdf方案中所示,通过一个小型脉冲变压器来驱动“续流”同步信号。 “飞轮”同步脚  只需降低占空比即可避免“功率”同步,并且  so just 二极管在这里可以。 [Vin = 390v,vout = 250w和24v]
我确信(?)许多人会同意,这是减少次级整流器损耗的理想方法。而且,它避免了那些次级同步同步控制芯片可能发生的可怕的拍摄问题。 它们“看”到嘈杂的交换节点时会受到噪声的困扰。此外,此处显示的方法意味着您可以并行打TO220同步整流,而不必担心引线或焊线杂散 电感效应。尝试散热那些“低杂散电感” SMD FET封装是一件容易的事,因为它们需要通过FR4 PCB进行散热,所以它们太烂了。 (尽管有散热孔,但与拧入仅100um厚的金属散热片的优质固态金属TO220接头相比,散热孔非常糟糕  insulating spacer)
LTC3723确保同步驱动器 延迟并“剪断”,因此没有直射。这意味着更少的现场故障,因此值得付出LTC3723的额外成本。
这也是以"维修设计" where SMPS's是由没有十年SMPS设计经验的工程师设计和维护的。我敢肯定,您会同意设计咨询公司的工作效果不佳,这是他们可以做到的。't maintain.
(顺便说一句,使用全桥控制器的另一个原因是它具有“备用”输出,该输出可能 用于pri侧引导 高侧驱动电容器刷新,..轻载时好。)
我想知道为什么没有半导体公司在制造这样的芯片? LTC3723可以如图所示进行“黑客攻击”,但其价格昂贵,每1000 pcs约为4.5美元。我确定这可以比LTC3723芯片便宜吗?  :-//

的LTC3723 in this use-age has been "hacked" to do the job.
LTC3723价格昂贵,但是我在这里没有使用其全部功能。我很惊讶没有可用的芯片可以在这里做什么?
它所需要的只是一个标准的pwm控制器,其输出是"delayed and clipped"与主门驱动器相反。 ("delay and clip"以获取无用时间)....我找不到像这样的现成商品。其他人?  :-//
« 最后编辑:2021年1月8日,12:17:29 pm由opampsmoker »
 

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« 在以下方面回复#6: 2021年1月8日,下午04:39:29»
再一次,我想你'重新使它复杂化。除250W @ 24V外,您还有其他要求吗?使用复制粘贴的LLC应用程序注释设计可以轻松处理此问题。 (请参阅下文。)您的态度似乎是,您比世界顶级的电源和半导体制造商更了解。一世'我不是说他们不'有时会做出愚蠢的设计决策,但总的来说'很好,并且经过优化。如果你不这样做'如果您有高度专业的要求,请使用Mouser并从Delta,Cosel,Meanwell,XP Power,Recom等订购一些现代200-400W电源,并做一些记录。

对于给定的功率水平/形状因数,这些品牌通常会采用相似的解决方案,这有充分的理由。当然,有 some 互相复制的程度's features, but that'它是如何工作的。除非您真的知道自己在做什么,否则尝试重新发明轮子只会使您陷入一个过于复杂,过于昂贵,缺乏竞争力的产品的痛苦世界。

我的次级控制器've提到的功能非常强大。我怀疑你'合理布局等会有任何问题。 THT与SMD ...也不一定正确。低RDS(on)MOSFET使得使用DFN5x6 / PowerSO-8样式的封装完全合理。我现在看到的通孔的主要好处是允许您使用垂直空间,而不是依靠水平PCB区域进行散热。如果您有底侧板空间,我不会'看不出有使用通孔的充分理由。

//www.nxp.com/docs/en/nxp/user-guides/UM10972.pdf

 
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« 在以下方面回复#7: 2021年1月10日,上午10:17:05»
谢谢,
TEA19161 / TEA1995组合看上去非常好。
尽管应用笔记原理图的第26页没有显示跨同步脚使用的任何RC缓冲器,这很奇怪。
ps://www.nxp.com/docs/en/nxp/user-guides/UM10972.pdf

LLC的TEA1995秒同步同步驱动器看起来很有趣。它声称能够将同步脚的漏极-源极电压实际调节到某个导通状态值。这将需要某种非常快速的负面影响 反馈循环,因此他们设法做到这一点似乎令人惊讶。
这样做的好处似乎是,它允许在需要关闭时非常快速地关闭同步FET。 (在每个传导周期结束时,每5us左右。
据推测,当同步脚的rdson较高时,TEA1995在很多时间都无法调节漏极-源极电压,因此该脚垫可能只是被完全驱动了。
看起来很重要,但我仍然不愿意将其放入带有通孔FET的电路中。不过,我很感谢您对SMD FET所说的话。
[此外,即使使用带有两个或三个并联SMD FET的TEA1995(和类似的产品)也让我感到紧张]

这些TEA1995样式的驱动程序似乎没有带有并行安装SMD FET的评估板(当然也没有通孔FET)……实际上,很少有评估板……我认为这说明了这些芯片有多难处理……在开发周期中可能需要进行许多微调和重新布局PCB。 (由于同步驱动程序的drian-source意义上的噪声)。
我发现很多 合同,重新设计原型PCB的想法非常令人沮丧,他们希望第一个原型在第一时间就非常正确。
« 最后编辑:opampsmoker于2021年1月10日上午10:23:41 »
 

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« 在以下方面回复#8: 2021年1月10日,下午07:55:14»
的LLC converter is a bit 一个不同的案例。
实际上,如果可能的话,带有同步整流器的LLC最好使用“电抗型”同步整流器来完成。这是因为在低于较高谐振频率的情况下,一个“正常”同步整流器驱动器可以简单地将 同步整流器仅在主FET on_time内间隔开通,会遭受通过同步整流器的高反向电流。这种反向电流不会造成损害,但会大大降低效率。如所附仿真所示……在次级侧有一个反向电流,一个没有反向电流。
显然,需要具有次级侧同步整流电流检测功能来检测此反向电流。因此,“反应型”同步驱动器在LLC转换器中获得了一些“通过仪式”。
尽管再次,他们仍然需要SMD FET。
我必须承认,只要有一个简单的控制器,它每天都会给我一个2晶体管的晶体管,该控制器会简单地发出(适当裁剪的)飞轮同步整流驱动信号 我会开心地扔  it 使用脉冲变压器跨过隔离栅并使用它,还有一点额外 电路,以简单而牢固地驱动TO220同步整流。无需重新旋转 首款原型PCB,因为其噪声太大,或者我没有按照NCP4303数据表添加必需的杂散电感。 -非SMPS工程师易于维护。
 

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« 在以下方面回复#9: 2021年1月11日,晚上09:00:40»
引用
TEA19161T + TEA1995T非常易于使用。
谢谢,LLC的TEA1995 Synch rect驱动程序看起来很有趣。它的数据表声称它具有"No minimum on time".

NCP4303和SRK2000 Synch Rect控制器也适用于LLC。他们说,有必要防止由于杂散cct电感和mosfet结电容的振铃而导致同步整流器过早关断。

您知道为什么TEA1995称其没有最小同步时间的优势吗?

NCP4303:
//www.onsemi.com/pub/Collateral/NCP4303-D.PDF

SRK2000:
文件:/// C:/Users/andrew/AppData/Local/Temp/srk2000a.pdf

1995年TEA:
//www.nxp.com/docs/en/data-sheet/TEA1995T.pdf
 

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« 在以下问题上回复#10: 2021年1月12日,上午01:30:36»
感谢您为深入研究该理论并尝试理解它所做的努力。在这一点上,我还没有时间深入了解整个控制机制。这证明了这些新控制器的相对易用性。所以,不幸的是,我'回答一些更深层次的问题可能没有多大帮助。但在这儿's my attempt:

关于RC缓冲器:在大多数应用程序中将需要缓冲器。您可以在每个MOSFET上使用两个,一个,也可以在变压器绕组上放置一个(从SR MOSFET#1的漏极到SR MOSFET#2的漏极)。在大多数应用程序中这应该足够了。

关于新型SR控制器,是的,的确确实有一个非常快的控制环路,可将漏极-源极电压调节到一定水平。几年前的控制器可能为50-75mV电平。较新的控制器为20-50mV电平。据我了解,通过栅极电压调节VDS的目的是使MOSFET沟道在开关周期结束时保持导通,尽管其有效RDS(on)高于MOSFET上的有效RDS(on)。'的规格表。还是'比单纯通过人体二极管传导更好。

在传统的LLC SR控制器(如NCP4303)中,栅极驱动器为100%开或关。关断阈值是一个固定值,控制器可能会更早关闭(与较新的控制器相比),以避免产生负电流。通过体二极管的开关周期百分比可能太高,这会导致上述I * V(体二极管)损耗。对于新型控制器,VDS调节电压约为50mV,如果您假设体二极管的压降约为500mV,则可以使损耗(接近MOSFET关断)降低多达10倍。


在TEA1995T,MP6922A,UCC24624(及其他产品)上,当dI(漏极)/ dt为负(半正弦的后半部分)时,而不是在VDS崩溃到设定值时关闭,栅极驱动电压降低以推动MOSFET的通态电阻。通过控制器调制RDS(on),可以将漏极电压调节至"reasonable"可通过内部模拟电路检测到的电平(即〜-50mV)。该级别可能受到IC的灵敏度和噪声性能的限制's感应电路(我想)。如果它's太低,可能会在噪声中丢失,从而导致开关不可靠。

我不知道为什么TEA1995T宣称没有最小的准时控制...我想它一定有一些?也许他们're saying there'您无需工程师担心。他们'已经照顾好了吗?

关于SMD MOSFET,在我们的低成本180W电源上,我们使用2 x TO-220和带有TEA1995T的单侧PCB。非常普通的布局,没什么可写的。 SR波形都很好,没有发现栅极时序有任何实际问题,并且可以处理所有故障事件。我们还将2个TO-220用于450W电源...只有电流约为40A的12V版本给我们TO-220带来了麻烦。其余的都很好。最初使用的UCC24624适用于12V版本,但该控制器的缺点是两个MOSFET均采用单源感测连接,并且体二极管导通时间过长。我们尝试使用单独的源连接来测试TEA1995T,并且可以看出,性能要好得多。当然,我必须承认布局不是理想的,使用更好的布局可能还可以。

在功耗方面,在我的测试中,PowerSO-8(LFPAK56)样式的封装可以处理至少200mW的功率,而无需进行任何实际的PCB散热,以获得可接受的温度上升。添加一些PCB散热片,您可以轻松推动500mW +。因此,如果您运行数字,'我可能会看到为什么可以使用单个MOSFET来输出200-250W甚至更高的功率的原因。我认为评估板可能随附SMD套件,因为它 确实 最大限度地提高SR控制器的性能,他们可能希望您看到它以最佳状态工作。

 
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