Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PCIM Europe 2019
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

[Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada

Pawel1812 01 Kwi 2016 21:09 1842 8
  • #1 01 Kwi 2016 21:09
    Pawel1812
    Poziom 26  

    Witam
    Walczę od kilku dni z przetwornicą - fabryczną, nie projektowaną przeze mnie. Wymieniłem już sześć sztuk SMPSów, musiałem drugi raz zamówić. Mosfet STP4NK80ZFP nie pada, wymieniony profilaktycznie.
    Zachowanie jest takie, że po włączeniu na bieg jałowy przetwornica pracuje aż do wyłączenia, pod obciążeniem uszkadza się natychmiast. Po następnym włączeniu przetwornica nie startuje, brak impulsowania, na oscyloskopie cisza. Napięcie startowe jest zdecydowanie poniżej poziomu startowego, wynosi 2V, ładowane przez rezystory w sumie 6M. Gdyby wymiana kontrolera nie pomagała - podejrzewałbym gdzieś upływność w kondensatorze startowym albo elementach ładujących.
    W kilku kontrolerach było zwarcie mosfeta HS Drive na poniższym schemacie wewnątrz struktury pomiędzy n. 5 i 6, .
    Oczywiście obciążenie nie zwiera, urządzenie pracuje zasilane z zasilacza warsztatowego.
    Zacząłem podejrzewać awarię trafka impulsowego, uzwojenie pierwotne ma indukcyjność 900 uH mierzone przyrządem U1733C Agilenta, ale nie mam drugiego trafa na podstawienie. Na trafku jest napis: EE28-600uH WM
    Przetwornica jest bez izolacji galwanicznej, mimo, że jest trafko i transoptor, masa obwodu pierwotnego i wtórnego jest galwanicznie połączona ścieżką.

    Mierzę na świeżo spalonej przetwornicy rezystancja pomiędzy n 5 i n.6 230R w obie strony. Rozładowanie elektrolitu sieciowego 33uF trwa kilkanaście minut po odłączeniu od zasilania, tak więc pobór prądu przez przetwornicę po uszkodzeniu jest minimalny.

    Zdjąłem kilka przebiegów z bramki i drenu po założeniu nowej przetwornicy. Do momentu całkowitego zatrzymania i rozładowania elektrolitu sieciowego można badać dowolnie, na Vgg jest 15V, po zatrzymaniu już nie rusza, na Vgg 2.6V.


    Przetwornica pracuje w układzie kaskody:
    [Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada
    Problemem jest zwarcie Gate Bias Vgg do DRV

    Cytat:

    7.3.5 Solving for High Frequency Ringing
    Cascode drive circuits are well known for high speed voltage gain. This topology can have small signal
    bandwidth well over 100 MHz and it can exhibit high frequency ringing. The internal HS Drive MOSFET shorts
    the gate to source of the external HVMOSFET during the turn-off interval of the switch cycle. This prevents the
    HVMOSFET from undesirably exciting the LC resonant circuit in the converter (the magnetizing inductance of the
    transformer and the stray drain capacitance). High frequency ringing can appear within the built-in dead-time




    between the turn-off of DRV and the turn-on of the HS Drive. A large amount of energy is transferred through the
    power components during this dead-time. Excessive high frequency ringing can cause EMI problems and
    become destructive in some situations


    Wychodzi na to, że uszkadzający się HS Drive ma za zadanie jedynie zwierać bramkę do źródła zewnętrznego mosfeta podczas okresu, kiedy jest on wyłączony. Tak więc praca przetwornicy ze zwartym tym mosfetem jest niemożliwa, tak więc do awarii dochodzi przy wyłączaniu.
    Kontroler pada natychmiast, gdy załączyłem przetwornicę z pełnym obciążeniem, jedynie zaświeciły LEDy urządzenia i piknął brzęczyk. Prawdopodobnie jakieś oscylacje pojawiają się podczas pracy pod obciążeniem, które nie występują przy pracy bez obciążenia.

    W przetwornicy u mnie brak jest (konstruktor nie przewidział) koralika ferrytowego w obwodzie bramki, brak też diody Dg w obwodzie bramkowym, jak zalecił producent w datasheet. Jedynie rezystor 4R7 oraz Cdrv. Z jednej strony można dołożyć, ale przecież ta przetwornica do czasu awarii pracowała, co najmniej kilka miesięcy, a teraz - praktycznie wcale.

    [Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada [Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada

    [Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada[Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada[Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada[Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada[Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada[Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada

    Oscylogramy przedstawiają od lewej impulsy bramkowe w dłuższej podstawie czasu, impuls bramkowy w powiększeniu, oscylacje w powiększeniu w bramce - zrobione sondą 1:1 oraz w drenie sondą 1:10 wysokość szpilki napięcia oraz impuls z obciętą szpilką - oscyloskop nie ma skali 10V/Div, a ja mam zepsuta sondę 100:1. Ostatni oscylogram przedstawia oscylacje w drenie w powiększeniu aby było widać ich okres.

    0 8
  • #3 02 Kwi 2016 12:50
    Pawel1812
    Poziom 26  

    Gasik w uzwojeniu pierwotnym to dwa rezystory 510k równolegle, połączone w szereg z diodą US1M. Równolegle do diody US1M jest kondensator 1n. Równolegle do rezystorów 510k jest kondensator 3300p.
    Oczywiście, kondensatory zostały sprawdzone przyrządem Agilent U1733C jeszcze przed napisaniem tutaj, mają pojemność w granicy tolerancji. Dioda sprawdzona testerem diod, nie została podstawiona.

    Mnie dziwne wydają się być oscylacje w bramce, ale MOSFET sterowany jest źródłem, a nie bramką.

    Fotografia przedstawia schemat układu gasikowego. Nieopisany kondensator ma 3.3n.
    [Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada

    Przetwornica została naprawiona. Pusty okazał się kondensator snubberowy 1n włączony równolegle do diody. Był to ostatni kondensator, który zapomniałem sprawdzić. Co więcej, oscylogram zdjęty z niby bramki MOSFETa był zdjęty ze źródła...
    Oscylogramy podczas prawidłowej pracy zdjęte tak jak poprzednio, czyli źródło pierwszy i dren - dwa następne wyglądają tak:
    [Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada[Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada[Flyback] UCC28610 - Padają kontrolery, mosfet ok, po włącz. raz pracuje i pada

    1
  • #5 02 Kwi 2016 20:52
    Pawel1812
    Poziom 26  

    Ceramik na 500V. Właśnie to, że jest ceramiczny uśpiło moją czujność i z uwagi na trochę trudne dojście aby go wyjąć pozostawiłem go.

    0
  • #7 02 Kwi 2016 23:32
    Pawel1812
    Poziom 26  

    THT ukryty w gąszczu za MOSFETem i trafkiem, niebieski. Nie trafiłem w swojej praktyce na awarię kondensatora ceramicznego THT. SMD kiedyś tak. Z drugiej strony nie zdawałem sobie wcześniej sprawy z tego, jak ważny jest układ snubberowy w konwerterze Flyback.

    1
  • #9 04 Kwi 2016 22:03
    Pawel1812
    Poziom 26  

    Dioda sprawdzona - akurat miałem nawet na podstawienie US1M a sprzęt działa i poszedł do klienta.

    0
  Szukaj w 5mln produktów