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ucc28019 不工作 ,附电路图,PCB,测试数据,电感设计

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zshxie
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  • 2016-11-30 15:40:57
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ucc28019 :输入85-265,输出250w,输出电压385V,根据设计:
1. Ti ucc28019 的datasheet:
  计算得出:Lbst(min)> 1.7mH, Cout>187uF,取220uF/450V;其他参数见电路图:
  关于电感的计算,如果采用:boost电路PFC电感的计算-周洁敏的计算公式:L》1.414Uimin*Dpm/dI*f=0.53mH;
          第一个问题想问一下:为什么两个算法,算出的电感量差别那么大?  大家实际中怎么取电感量的?

我现在调试的电路中的电感,因为是前期别人帮忙搞的:用的是PQ3225,感量0.55mH,也没有开气隙。 怀疑是否电感设计的问题。

上电后,输入  220vac,vcc12v外接输入,输出一直是320v,ucc28019 没有工作。8pingate 一直没工作。 测得4 脚电压3.55;5脚电压3.9,6脚电压4.079;vcc 12v;之前也有调整过RFB2,使得V6pin在4.75-5.25之间,也是没工作。求助各位,帮忙看看问题出在哪里?

  刚才又开了下机,电感发出吱吱的声音,在电感发声的同时,测了下输出,在400v左右,过了一会儿,电感不吱吱叫了,又测了下输出,又变回320v了。

Ucc28019 电路图1.png Ucc28019 电路图2.png ucc28019 pcb1.png

电路图上的mosfet 驱动只用了一个,短路了FSB560/660构成的驱动,从第8脚直接驱动。具体的驱动形式和参数和datasheet上的电路一样。

ucc28019 pcb2.png

UCC28019的PCB如上。 pfcch.rar (477.44 KB, 下载次数: 164)

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感觉电压环太慢了,C18有没有改小一点?103或者104都可以试一下,C17可以NC掉,R24也可以适当调一下;电感响的问题试着调一下C10和C16,C10可以试一下102或者222。(仅仅是个人经验,不一定有用),2mH的电感感量会不会有点大?可以换个500-700uH的试一下(电感参数不一定要按理论计算的来,我之前调四五百W可以用,调一两千W的用起来也没问题) ...
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  • 2016-12-6 15:53:32
 

1.建议不要用铁氧体磁芯,设计的值容易饱和,铁氧体0.3T就要饱和了,而且饱和的非常快,你的频率不是太高,一般是频率太高了,磁粉芯材料不能满足要求,例如大于300KHz~500KHz,我有朋友在做2MHz开关频率的充电器电源,这个频率就必须要用铁氧体了,损耗低。此外,开气隙后,容易引起漏磁,很麻烦。

2. 采用铁硅铝就能满足要求,你设计的铁硅铝磁芯太大了,77090的外径46.7mm哟,不符合实际。功率才250W,开关频率可以增加点儿,铁硅铝是软饱和的,如下图,不会像铁氧体那样很快就饱和了,你可以设计到0.5~0.8T。选型有不优化哈,090磁导率如下图所示,电感值随电流上升变化较大,一般选择60的磁导率。例如CS400060,CS330060,两款型号肯定能满足你的。

21电源回答1.JPG

借用一个X宝的尺寸:这个外径是40mm的,比你选的体积接近小50%。其实这个对于你就大了,CS330060就够了,提高开关频率后CS270的环就够了
21电源回答2.JPG
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  • 2016-12-11 20:14:11
 
谢谢哈,用TI的ucc28019 计算工具计算了下,参数都改成计算工具的数值了,接1.7mh的PQ40/40 电感,一上电。。。兹兹响大概10秒,此时输出电压大概400v,然后响声没有了,输出电压也重新掉回320v了。之前 用PQ3225 ,0.55mh的电感,也会出现这个情况,一上电,吱吱响一段时间,电压输出400v左右,响声停后,电压又掉回320v了,请问是否提示电感出问题了呢?
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  • 2016-12-11 21:34:54
 
ucc28019 电路2016 12 11.png

最新的电路图是这样的,根据ti的计算工具计算的。电感为PQ40/40,1.7mH。 接上后,偶尔上电的时候能工作十几秒的样子。测量得:VIcomp=0.4V,vINS=2.3v,Vcomp=7.6v,Vsense=4.3V,vcc=13.5v


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  • 2016-12-11 22:03:29
 
肯定是电感出问题了。有一个问题,请问坚持10s后,再次上电会到达400V吗?或者电感是否已经坏掉了?

我的推断是:
电感开始开始几秒钟还能坚持,可用于PFC,但是电感没有设计好,因为PFC过程是有尖峰电流的(经过电感的),除非控制软启动做的很好,铁氧体电感抗饱和性能差,有过电流就饱和了,电感值突降,下一个周期Mosfet On的时候电感更小,这个是一个加剧的过程,电感饱和后,PFC不能正常工作,输出电压下降,控制上由于电感太小了,控制失效,等效成了无源整流,220V无源整流出来大概在310V。




建议PFC电感用磁粉芯电感,可以用铁硅铝磁环电感的,价格比较便宜,损耗也小。一般PFC很少用铁氧体电感(正弦电流,设计的时候要保证峰值电流不饱和,用铁氧体不划算)
你的功率小,可以用这个就OK了,500uH 3A。。或者600uH 3A
https://item.taobao.com/item.htm ... et=15#detail



21电源回答31.JPG









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  • 2016-12-11 22:14:51
 
问题是,我手头有一块ti 28029AVEM的demo板,350W的,demo板上的电感 拆到我的电路上,也是没法工作。电感应该没有坏掉。一直在看datasheet,VICOMP的电压为0.3v,说是该电压小于0.6,控制器被禁止,问题是,实在不知道怎么调高VICOMP啊

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  • 2016-12-11 22:21:13
 
电感设计参数如下:1. 用面积积法设计开气隙电感:参数如下:
   感量:1.7mH,直流电流4.44A,交流电流0.88A,输出功率250W,电流密度400A/cm2, 纹波频率65K,工作磁通密度:0.22T,

选用:PQ40/40;导线Aw(B)=0.0113,选用AWG 17号线,绕线101匝,气缝隙lg=2.34mm,磁导率 u=43,Bac=0.032T,Bpk=0.355T,。

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  • 2016-12-12 21:26:16
 

VCOMP  和  ICOMP是外接RC网络,构成PI控制器的。这个是调节PI控制器的地方,你算出来的参数应该和 demo板相差不大才对的。


21电源回答41.JPG
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  • 2016-12-11 23:27:29
 
不是每次上电的时候,输出都会到400v的,只有偶尔会到,大部分情况下,输出都是320v,也就是ucc28019 没工作

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  • 2016-12-12 21:38:38
 
    数据手册上的是对的哈,要花时间认真看一下,跟着他的步骤计算。UCC28019的数据手册 36页是电流内环的补偿器设计,电流内环好控制平均电流的跟随性,其响应速度必须比正弦的二倍 100Hz要快很多,然而开关频率为65kHz,控制内环的截至频率必须小于5~20倍,一般取20倍左右吧,容易实现稳定一点儿,所以65kHz开关频率,取3kHz的电流内环差不多。

电压外环的截至频率要低于 100Hz较多哈,主要输出直流上面有100Hz的纹波电压(例如390Vdc+AC20V),这个环的增益可以抑制、衰减100Hz的纹波频率。所以把截至频率要低于100Hz,一般取10Hz左右,想要电压响应快一点儿就取到15~20Hz,再慢一点儿的话就取5~10Hz吧。。




你先认真看那个芯片的内部原理框图吧,基本理解后,按照后面的公式,一步一步的计算,逐步理解。。你自己设计的参数,特别是PI控制器的参数应该和他的差别不大的,你们功率等级差别不大,电感值也差别不大。





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  • 2016-12-12 21:46:56
 
ucc28019 电路2016 12 11.png

刚开始的电路图现在已经被修改成这样的了。我根据数据手册一步一步算的结果和用ti的设计工具算的基本一致。最新的电路图参数如上,和demo板的确区别不大。但还是基本不工作。
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  • 2016-12-12 21:49:43
 
New-Edit.rar (856.37 KB, 下载次数: 142)
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  • 2016-12-13 12:09:58
 
你先调试那个demo板吧,做测试。从空载开始,看启动电流的波形。然后负载,小负载,办负载,全负载测试,用是示波器观察启动波形,很有意思的,然后再调节输入电压。差不多半天时间就测试完了


我之前是用UCC28070做的PFC,600W。是一款交错并联的PFC芯片。没问题的,原理和你这个差不多的,电感用两个铁硅铝电感,很小的体积。你不要急,先从开发板调试开始。


PS: 你的文件电路图是用的什么软件啊
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  • 2016-12-13 16:24:11
 
protel99se ,我也被它搞了很久,一开始不是我设计的。
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  • 2016-12-13 12:12:27
 
上电的时候最开始要空载哈,把空载调通。输入端要加保险丝和断路器,拿着热像仪看启动的温度,同时接示波器测输入电压,输入电流,输出电压。这个测试要差分探头,电流钳才可以的哈,注意安全
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  • 2016-12-13 16:29:43
 
谢谢大家的安慰和提醒啊。。最近搞的外焦里嫩的。。
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  • 2016-12-13 21:03:28
 
今天忙了一天,傍晚的时候开始调试。参数都没变化,不懂是磨了那么久了,该出来了,还是昨天上次调过了参数了。一上电后,PQ40/40电感就吱吱响,此时电压385左右,过一会儿就不响了。。电压降到320左右。。。。
  后来又换了一个ETD-39的1.7mH电感,也是上电后吱吱响,电压在385附近稳定。过一会儿,电压开始掉。。知道320v左右,电感不响。  重新上电,重复这一过程。。
是否表示电感饱和了?

新定的铁硅铝电感,明后天到货,到时候试一下看看是否电感的问题。。


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  • 2016-12-13 21:43:39
 
刚才换了demo板的铁硅铝电感,发现问题依旧。

之前大概带了30w的轻载。后面把载去掉,变成空载了。发现上电一会儿后,电压还是从390左右掉回320.而且空载工作的时间还更短(空载输出390v的时间比带载更短)。明天再看看环路什么的了。。

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  • 2016-12-14 09:54:30
 
工作一会儿正常,感觉是环路失稳了,难道哪一个积分环节有问题,但是时间10秒左右,不应该有这么大的积分呢。

21电源回答5.png
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  • 2016-12-14 11:03:50
 
昨晚将 Vins分压电阻等比例缩减为原来的1/5。断电一晚上后,早上重新上电,ETD-39磁芯,空载;工作了大概80分钟后(电感工作时有吱吱声),输出电压又从390v左右掉回320v了。重新上电,输出电压快速的从390掉回320v。
摸了下各处器件,没有发现有发热的器件。

是否电路哪个元件通电工作后失效,静置一段时间又恢复正常? 或者磁芯饱和?
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  • 2016-12-14 20:16:09
 
你有测试电流输输入电流波形,或者输出电压波形(启动过程的波形)吗?你把分压电压减小到1/5这个会改变电压环的环路截至频率。你的电压外环参数把截至频率调低些,低于10Hz。输出电容和功率成正比的哟,不过空载的时候还好,加在后纹波就会出来的。
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  • 2016-12-14 20:20:04
 
你的铁氧体磁芯开的气隙多少啊?电路中电阻电容参数一般不会变化的,电感除了启动的时候有剩磁影响,放久了剩磁会减小到0,断电过程中,把电流突然减小的0,磁芯元件存在剩磁。开气隙后剩磁会很小的
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  • 2016-12-15 17:16:56
 
磁芯的气隙开了2mm;但是我现在没有用PQ40/40的了,现在用的是铁硅铝的电感。
经过调整电压和电流环路的参数,现在已经能正常输出390v左右的电压了。带载100w,工作了半个小时左右,也都正常。
现在新的问题是: 输出电压的跳变有点厉害。从380-400左右一直在跳变。不知道要怎么调才能稳定下来。还有就是电感会吱吱的响。
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  • 2016-12-18 13:27:20
  • 倒数8
 
恭喜调通了哈
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  • 2016-12-18 13:31:15
  • 倒数7
 
输出电压跳动有波形吗? 你参考设定在 390V,带负载的时候是有波动,如果波形是 100Hz的,是正常的(你输出电压波形不大的,这个与电解电容的大小关系的)。

如果你的波形是 跳变 ,很高频的spike,电压尖峰,那说明你DC侧没有加高频解耦电容,一般需要加高压瓷片电容,电压尖峰就可以搞定了

请问,你电感的声音响的厉害吗,是否有输入的电流波形
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  • 2016-12-15 17:17:48
  • 倒数10
 
等比例调整RVins1 后,能正常工作了。
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  • 2016-12-17 08:57:27
  • 倒数9
 
感觉电压环太慢了,C18有没有改小一点?103或者104都可以试一下,C17可以NC掉,R24也可以适当调一下;电感响的问题试着调一下C10和C16,C10可以试一下102或者222。(仅仅是个人经验,不一定有用),2mH的电感感量会不会有点大?可以换个500-700uH的试一下(电感参数不一定要按理论计算的来,我之前调四五百W可以用,调一两千W的用起来也没问题)
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  • 2016-12-18 19:52:40
  • 倒数6
 
现在最新的情况是这样的:一开始上电的时候电路能稳定输出397.7-8V;此时电感没声音;大概几分种后,输出电压开始在390-410V之间跳变,电感吱。。。。的开始一下一下叫。大概1-2秒 响一次的样子,用示波器观察,发现有响声的时候对应与驱动电压和输出电压的瞬间跳变;后端接的是一个LLC电路,目前正准备开始调试,不知道这种周期性的电压跳变是PFC电路引起的还是后端的干扰。

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  • 2016-12-18 21:34:49
  • 倒数5
 
空载的时候有声音还是带载有声音?可以把PFC后级断掉,直接接高压负载调试,先把PFC调完,再调后级电路,这样的问题只能一个一个排除了,有时候布板也会有干扰
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  • 2016-12-18 23:09:32
  • 倒数4
 
IMG_20161218_223602.jpg IMG_20161218_223715.jpg IMG_20161218_223756.jpg IMG_20161218_224243.jpg



第一 -三 张图时:Po=100W 时的Vgs 和电感上的波形;
带载时,一上电就吱吱叫,电压在390左右跳变;空载时,先稳定在397v,过一会儿才开始跳变并发出声音;
第四张手绘图是同样带载下的 demo板Vgs和电感波形;

PFC和后级LLC 电路连在一起,没法分开,除非重新焊一块只有一个PFC或LLC部分的电路板;
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  • 2016-12-19 10:41:39
  • 倒数3
 
1、3脚出来IS1接过去的那个PFC限流检测电阻用的多大的啊?换个几十mΩ的试一下。2、同时检测VCC电压,可以放到13V左右,看一下有没有波动,3、4脚的电压在不在范围内?你这个4脚电压不会是直接从AC取的吧?换到PFC那里取,电压稳定一些。这种情况应该是芯片脚信号异常了,导致芯片关掉不出驱动了
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  • 2016-12-19 22:33:25
  • 倒数2
 
限流电阻从0.1欧姆-->0.067欧姆;对第四脚Vins的分压电阻进行了一些调整。Vins 接整流输出,应该没错啊,我看datasheet电路也是这么接的 。兄台的意思是可以把vins 改为从PFC输出来分压给第四脚?
   目前带载100w的情况下,输出的幅度大概是:387.5-392.5左右;较之前有改善。但是空载的时候稳定不了了,跳变幅度20v左右。
感觉调整第四脚的分压电阻,对输出电压的影响很大。目前用的分压电阻是:1.1M,1.1M,1.1M,620k,51K;
供电电压13.44v,非常稳定。各脚的电压(带载100w)是:2脚:1.04-1.10;三脚 :-0.007---  -0.01 四脚:3.4-3.6;5脚:0.68-0.85;6脚:4.85-5.01 跳变。
驱动波形,和电感波形毛刺很多,感觉存在两个可能:一:驱动不足???  二: 布板干扰? 还是电压环和电流环的问题?
有点调毛了。。兄台留个QQ号?向你好好学习下
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LV6
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  • 2016-12-20 20:06:35
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你的陶瓷电容都没加,输出毛刺很正常。驱动波形你是用什么测试的,不要用单端探头,如果用单端探头就不要太相信单端探头的测试结果。测量的时候要用双绞线。
你的输出突然一下尖峰,这个应该是控制上造成的,你试着调整一下PI参数吧,芯片的供电要用0.1uF陶瓷电容做解耦作用的
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