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用“毀波器”看半橋IGBT Vge驅動波形,電流波形

IMG_20140710_082947

如上圖:

黃線為示波器探頭直接接在上臂IGBT的驅動Vge兩端。示波器無電池,電源線已經使用隔離變壓器進行了隔離,但是,如圖所示,面目全非。

藍線為經過電流互感器得到的線圈中電流波形,看的我心臟七上八下的。

因為曾經發生過接入示波器炸管的情況,所以此次測量特意設計只讓半橋工作3個周期。如此看來,炸管是必然的。就這樣的驅動波形,不炸都對不起它。

再來一張示波器探頭沒有加在Vge的電流波形

IMG_20140710_083245

沒錯,兩個圖的藍線是相同的,驅動的探頭撤掉之后,整個世界都清靜了。

不過這個電流的波形距離正弦波還是有距離的。怎么看怎么像是畸變過的波形。

大家是如何測量驅動波形的呢?我曾經看到過有大俠測到的波形非常光滑平整,漂亮的梯形波。真誠向大家取取經。

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2014-07-10 20:43
用根線在主變里面繞個一倆圈然后探頭夾那根線就好了,或者夾變壓器次級也行
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edongdong
LV.2
3
2014-07-10 22:05
@poiulkjh543210
用根線在主變里面繞個一倆圈然后探頭夾那根線就好了,或者夾變壓器次級也行
沒有變壓器
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2014-07-11 20:19
@edongdong
沒有變壓器[圖片]
焊機里面沒變壓器開什么玩笑,不通過變壓器隔離降壓不安全的,斬波除外
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2014-07-11 20:19
@edongdong
沒有變壓器[圖片]
非晶也一樣么
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igbtsy
LV.9
6
2014-07-11 20:58

不能正確掌握示波器的使用就只看一路,單獨看驅動波形或者單獨看CE波形。不過樓主的驅動波形是不能用的,這樣的驅動上機不炸管是靠運氣了。

 

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igbtsy
LV.9
7
2014-07-11 21:13
@igbtsy
不能正確掌握示波器的使用就只看一路,單獨看驅動波形或者單獨看CE波形。不過樓主的驅動波形是不能用的,這樣的驅動上機不炸管是靠運氣了。 

給個驅動波形圖你參考,這是驅動輸出沒有加載時的波形,加載后變化不大,只是上升沿及下降沿各有0。5微秒的鈄坡。驅動電壓幅度正負15V,單電源15V供電。

 

 

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王秋冬
LV.5
8
2014-07-12 07:41
@igbtsy
給個驅動波形圖你參考,這是驅動輸出沒有加載時的波形,加載后變化不大,只是上升沿及下降沿各有0。5微秒的鈄坡。驅動電壓幅度正負15V,單電源15V供電。[圖片]  
示波器,個人感覺還是模擬的好,測試反應快。是不是高檔的數字示波器會好些。
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igbtsy
LV.9
9
2014-07-12 08:48
@王秋冬
示波器,個人感覺還是模擬的好,測試反應快。是不是高檔的數字示波器會好些。
看這種波形還是模擬的好,信息量多,某單位生產線上用的是進口的數字示波器,從UCE波形上無法看出電流相位大小,在我的建議下全部改用模擬的,調試人員從CE波形上一眼就可以看出電流相位大小,電路阻抗匹配、磁路阻抗匹配情況、整流后濾波電容是否合適、是否有干擾反射波、死區時間及零電壓電容適配情況、頻率跟蹤情況等等。
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edongdong
LV.2
10
2014-07-12 13:53
@igbtsy
不能正確掌握示波器的使用就只看一路,單獨看驅動波形或者單獨看CE波形。不過樓主的驅動波形是不能用的,這樣的驅動上機不炸管是靠運氣了。 

1、藍線那路是通過電流互感器測量的。所以是隔離的,綠色環保無污染。

2、這個波形上機工作肯定是要炸管無疑的。所以,我只讓驅動輸出3個周期的硬開關脈沖,上臂-死區-下臂-死區 為一周期。

用這樣的試探方法來觀察我的電路運行情況。

3、沒有加負載的驅動波形我看過,挺不錯的.回頭我再傳一個圖.

4、另外,請問當關掉驅動信號之后,檢測到的自由振蕩頻率是否是諧振頻率?跟我計算的頻率差了很多呢.還應該是什么地方有問題.

我的計算頻率的公式是按照某文檔介紹的.

兩個諧振電容C ,Cr=2C

線圈電感Lr

則頻率

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edongdong
LV.2
11
2014-07-12 13:55
@poiulkjh543210
焊機里面沒變壓器開什么玩笑,不通過變壓器隔離降壓不安全的,斬波除外
我是想做電磁感應加熱。驅動用IGBT驅動光耦隔離的。
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edongdong
LV.2
12
2014-07-12 13:56
@poiulkjh543210
非晶也一樣么
非晶也一樣?什么意思?沒看明白
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edongdong
LV.2
13
2014-07-12 13:58
@王秋冬
示波器,個人感覺還是模擬的好,測試反應快。是不是高檔的數字示波器會好些。
我比較喜歡數字的,可以捕捉瞬間的東西。之前學習單管的時候,數字存儲示波器給了我很大幫助。
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edongdong
LV.2
14
2014-07-12 14:04
@igbtsy
看這種波形還是模擬的好,信息量多,某單位生產線上用的是進口的數字示波器,從UCE波形上無法看出電流相位大小,在我的建議下全部改用模擬的,調試人員從CE波形上一眼就可以看出電流相位大小,電路阻抗匹配、磁路阻抗匹配情況、整流后濾波電容是否合適、是否有干擾反射波、死區時間及零電壓電容適配情況、頻率跟蹤情況等等。

您在測量UCE的時候,是直接使用高壓探頭接到CE兩端就可以測了么?我總覺得自己的示波器探頭上去就會炸管。

要學的還真是很多啊。

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edongdong
LV.2
15
2014-07-12 14:06
@igbtsy
給個驅動波形圖你參考,這是驅動輸出沒有加載時的波形,加載后變化不大,只是上升沿及下降沿各有0。5微秒的鈄坡。驅動電壓幅度正負15V,單電源15V供電。[圖片]  
0.5us的陡坡是人為加上去的?目的為了讓IGBT延緩開通?
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王秋冬
LV.5
16
2014-07-12 14:17
@edongdong
1、藍線那路是通過電流互感器測量的。所以是隔離的,綠色環保無污染。2、這個波形上機工作肯定是要炸管無疑的。所以,我只讓驅動輸出3個周期的硬開關脈沖,上臂-死區-下臂-死區為一周期。用這樣的試探方法來觀察我的電路運行情況。3、沒有加負載的驅動波形我看過,挺不錯的.回頭我再傳一個圖.4、另外,請問當關掉驅動信號之后,檢測到的自由振蕩頻率是否是諧振頻率?跟我計算的頻率差了很多呢.還應該是什么地方有問題.我的計算頻率的公式是按照某文檔介紹的.兩個諧振電容C,Cr=2C線圈電感Lr則頻率[圖片]
你的這個公式是對的,不趕快上圖就是你的不對啦。
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igbtsy
LV.9
17
2014-07-12 14:24
@edongdong
您在測量UCE的時候,是直接使用高壓探頭接到CE兩端就可以測了么?我總覺得自己的示波器探頭上去就會炸管。要學的還真是很多啊。
直接加上去,示波器的三芯電源插頭的地線要剪掉,測量時外殼是帶電的,注意安全。上了高壓就不要去調節示波器,事實上示波器調節好后久不要再去調節的,因為我只看CE波形,其它的從來沒必要去看的。
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igbtsy
LV.9
18
2014-07-12 14:31
@王秋冬
你的這個公式是對的,不趕快上圖就是你的不對啦。

公式是不會錯的,但是死讀書是不行的,公式中的電感應當是有載電感,有載電感你測得了嗎?即使測了有載電感,你的負載電流發生了變化,等效電感又變了,所以幾乎計算不到正確值。我從不去計算這東西,估算一下,直接上功率,看CE波形和看電流值,就知道該如何辦了。

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edongdong
LV.2
19
2014-07-17 15:08
@王秋冬
你的這個公式是對的,不趕快上圖就是你的不對啦。

回復晚了,很抱歉。這幾天一直忙著編程來著。對于那個驅動波形,我搞錯了,我之前看的波形是沒加母線電壓也沒加負載的驅動波形,所以。。沒啥意義了。

如下:

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igbtsy
LV.9
20
2014-07-17 15:39
@edongdong
回復晚了,很抱歉。這幾天一直忙著編程來著。對于那個驅動波形,我搞錯了,我之前看的波形是沒加母線電壓也沒加負載的驅動波形,所以。。沒啥意義了。[圖片]如下:[圖片]
死區太大了吧,有5微秒了。
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edongdong
LV.2
21
2014-07-17 16:15
@igbtsy
死區太大了吧,有5微秒了。
有什么影響么?
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edongdong
LV.2
22
2014-07-17 16:45
@igbtsy
死區太大了吧,有5微秒了。
我甚至有一個想法就是保持頻率不變,增大死區,縮小開通時間,來調功哩,這樣不可行么?
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igbtsy
LV.9
23
2014-07-17 19:45
@edongdong
我甚至有一個想法就是保持頻率不變,增大死區,縮小開通時間,來調功哩,這樣不可行么?
這樣做與開關電源調脈寬是一個原理了。不過調脈寬時如何做到軟開關?電壓、電流都是軟開關狀態,這個還沒去試驗過。
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edongdong
LV.2
24
2014-07-18 08:55
@igbtsy
這樣做與開關電源調脈寬是一個原理了。不過調脈寬時如何做到軟開關?電壓、電流都是軟開關狀態,這個還沒去試驗過。

我能保證絕對是ZCS,過零開通橋臂。但是無法保證ZVS,在我的理解看來,能夠實現ZCS,ZVS同時存在,必須橋臂開通時間足夠長,讓回路能量充分,達到一個閾值,使得當電流趨于0時,續流二極管導通。

具體的我再考慮考慮。因為沒有實際做過實驗,所以都是假設的情況。思來想去,總覺得當開通時間短之后,能量減小到一定程度,振蕩的頻率應該會做出調整。保持諧振的頻率未必就是理想的波形。例如開通短時間,之后,為了滿足諧振頻率,勢必要大幅增加死區時間,這樣的話,電流趨于0的時刻,可能就不是諧振的那個時間點,可能很快就達到0了。(按照常理來看,電流振蕩的頻率是不會變的,就像是鐘擺,只要是擺臂長度固定,不論擺到多少角度,擺動的周期是固定的。這不就是固有頻率么。但是半橋中自由振蕩的頻率貌似跟諧振頻率不是一回事,之前看過波形,停止驅動輸出后,電流自由振蕩的頻率要比諧振頻率高很多)這樣的話,會不會可能發生下面的事情。

f0是諧振頻率,f是由于開通時間較短,能量不夠,所以幅值上不去,相應的振蕩頻率也變高。如果是這樣的話,為了保證工作在諧振頻率很可能在電流過0后的死區產生自由振蕩,若干個自由振蕩周期后的某個電流過0來開通橋臂。如圖:

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igbtsy
LV.9
25
2014-07-18 20:26
@edongdong
我能保證絕對是ZCS,過零開通橋臂。但是無法保證ZVS,在我的理解看來,能夠實現ZCS,ZVS同時存在,必須橋臂開通時間足夠長,讓回路能量充分,達到一個閾值,使得當電流趨于0時,續流二極管導通。具體的我再考慮考慮。因為沒有實際做過實驗,所以都是假設的情況。思來想去,總覺得當開通時間短之后,能量減小到一定程度,振蕩的頻率應該會做出調整。保持諧振的頻率未必就是理想的波形。例如開通短時間,之后,為了滿足諧振頻率,勢必要大幅增加死區時間,這樣的話,電流趨于0的時刻,可能就不是諧振的那個時間點,可能很快就達到0了。(按照常理來看,電流振蕩的頻率是不會變的,就像是鐘擺,只要是擺臂長度固定,不論擺到多少角度,擺動的周期是固定的。這不就是固有頻率么。但是半橋中自由振蕩的頻率貌似跟諧振頻率不是一回事,之前看過波形,停止驅動輸出后,電流自由振蕩的頻率要比諧振頻率高很多)這樣的話,會不會可能發生下面的事情。[圖片]f0是諧振頻率,f是由于開通時間較短,能量不夠,所以幅值上不去,相應的振蕩頻率也變高。如果是這樣的話,為了保證工作在諧振頻率很可能在電流過0后的死區產生自由振蕩,若干個自由振蕩周期后的某個電流過0來開通橋臂。如圖:[圖片]

你的設想應當讓做開關電源的去試驗。

如果用現在開關電源調脈寬的方式可以調功(對開關電源的來說是調輸出電壓),并且是理想的軟開關方式,那么開關電源的效率將會從80幾%提高到96%以上,我想他們也是求之不得的。之所以沒有實現,還是停留在現階段,肯定具體實現起來不是這么回事,還是讓他們來解釋吧。

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LV.6
26
2016-02-05 15:14
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2016-02-19 20:21
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