4 负电流检测和防范

在正常运行过程中，SR 控制应始终与 LLC 转换器的初级侧 PWM 信号保持一致。然而，在大负载或线路瞬态运行过程中，LLC 转换器的开关频率会迅速变化。由于初级谐振电流和 SR 电流之间的响应差异，可能会高度引发 SR MOSFET 开启时间过长，从而在 SR MOSFET 上产生较大的负电流和较高的 Vds 尖峰。如图 4-1 所示，当出现负电流时，负电流会为 SR MOSFET 漏源电容充电，异常的 Vds 过应力可能会对 SR MOSFET 造成威胁。

图 4-1 SR 漏源电压迅速上升

在先前技术中， UCD3183A 控制器具有专用接口来处理 DTC 信号，以防范负电流问题 4。在 DTC 检测窗口内（如图 3-1 所示），如果未检测到 DTC 低电平时间或此时间非常短暂，就意味着 SR 关闭过迟。UCD3138A 计算当前周期的体二极管导通时间，并在下一周期调整 SR 导通时间。当检测窗口内检测到的体二极管导通时间小于某一阈值时，UCD3138A 会将它作为故障处理，并将 SR 导通时间缩短一个较大的预编程值。

虽然 C2000 器件并不为 UCD7138 提供 DTC 接口，但应用报告讨论了如何使用 CLB 实施与 UCD7138 相似的负电流预防方案。在正常工作期间，确保体二极管短时间导通是安全的，因此在图 3-1 中的检测窗口内将不会发生 DTC 高电平事件，而如果关闭 SR 过迟，DTC 将在输入下降沿后的一段时间内保持高电平。因此，可以计算 DTC 高电平的持续时间来检测负电流事件。

以下步骤显示了如何利用 CLB 模块尽快检测并防止负电流。

1. 定义 CLB 计数器的检测窗口，因为只需要检测 IN 信号的下降沿和 DTC 信号的上升沿之间的高电平事件。有限状态机 (FSM) 模块用于创建检测窗口，其中 E0 是指 IN 的下降沿，而 E1 是指 DTC 的上升沿，如图 4-2 所示。S0 的 FSM 公式可以推导为
   Equation1. $S0= \left(S0 且~ E0\right) | \left(~S0 \&E1\right)$

   因此，S0 用作计数器 0 的“RESET”（复位）输入，这意味着 CLB 计数器将在检测窗口外复位为 0。

   图 4-2 FSW 模块中的状态机
2. 然后，将原始 DTC 信号设置为计数器的 MODE_0 输入，以便采集 DTC 高电平时间。
3. 如果采集的 DTC 高电平时间大于阈值，则通过 HLC 产生 CLB ISR，指示存在负电流事件，然后在下一周期将 SR 导通时间减少一个较大的预编程值。请注意，建议以最高优先级设置 CLB ISR，以保证系统的高可靠性。

图 4-3 显示了完成的 CLB 逻辑块配置方框图，包括Topic Link Label3 中的谐振回路元件补偿方案和负电流检测方案。CLB ISR 由计数器 0 MATCH1 事件触发，其中 MATCH1 被设置为负检测阈值，例如 5 代表 50ns。此外，S0 还用于在 S0 上升沿（也就是 SR 周期结束时）触发 HLC，将计数器 1 的计数器值从 CLB 移至 CPU，以达到调整 SR 钳位导通时间的目的。

以下代码片段提供了一个示例，演示了如何处理 CLB ISR 中的负电流事件，其中 negative_current_flag 用于指示 SR PWM 寄存器将因负电流事件而临时改变，并且需要稍后恢复为预期值。

__interrupt void clb1ISR(void) { negative_current_flag =
                1; EPWM2_CMPA = EPWM2_CMPA-reduce_step; }