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采用IR2110搭建BUCK電路,在高占空比時,Vgs波形混亂的問題!

采用IR2110,低端封鎖,只高端輸出,驅動BUCK的開關管,啥也不說,先上電路圖(單擊圖可放大):

新建 Microsoft Word 文檔

          圖1

PWM輸入來自單片機(PIC16F877A),由于該電路是用來測試MPPT算法,因此單片機的輸出占空比從0.1至0.9,步進0.01,設置為0.5秒步進一次。

單片機的輸出波形如下(10KHz,這是在某占空比情況下的截圖)

PRINT_00

               圖2

經過2110之后,BUCK電路無輸入電壓情況下,Vgs的波形很好,如下圖,分別是低占空比和高占空比下的Vgs波形:

PRINT_02

       圖3

PRINT_01

         圖4

然后,BUCK電路前端Vin加入20V電壓(因為光伏電池板也是20V左右的開路輸出,采用恒壓電源模擬電池板的開路電壓),輸出電壓能夠隨著占空比的變化而變化,在低占空比下Vgs波形如下:

IR2110供電15V,下面這個柵源電壓也大概15V,沒什么問題。

PRINT_03

        圖5

但是,隨著占空比的提高,在Vin=20V的前提下,Vgs不僅幅值上逐漸降低,波形也失真,Vgs的局部和整體波形圖如下兩圖:

PRINT_04

          圖6

PRINT_05

     圖7

總而言之,就是BUCK電路不加輸入時,Vgs正常;加輸入電壓時,在小占空比情況下Vgs正常,在大占空比情況下Vgs明顯降低并失真!

我做了以下改進措施,但是在大占空比情況下,Vgs波形幾乎沒有改善

1、PWM頻率現在是10KHz,我改為5KHz、20Khz和40KHz,基本無效;

2、自舉電容C3按照理論計算為330NF左右,我嘗試換470NF、680NF、1UF、2.2UF、3.3UF、4.7UF、10UF,獨石電容、貼片電容、鉭電容都試過,也基本無效。如圖6的Vgs隔一段時間就丟一個周期,我懷疑是自舉電容的電荷太少,無法“舉起來”,但是換大電容也不行,我就納了悶了。

求大家的解決方案或改進方案,有什么想法可以提出來,我可以按照大家的想法做測試后再上圖。

全部回復(12)
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2016-03-31 09:43
我也同時發了求助帖給了IR公司的工程師了,希望能有解決方案
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2016-04-01 10:18
已經被添加到社區經典圖庫嘍
http://www.cubesun.cn/bbs/classic/
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2016-04-01 18:05
@ericjackson05
我也同時發了求助帖給了IR公司的工程師了,希望能有解決方案

你這個Vgs波形是用差分探頭測量出來的嗎?

建議1:先把電感換小,換到220-470UH看看

建議2:在自舉電容旁邊并上一個數百PF瓷片電容

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2016-04-03 20:39
@電源網-fqd
已經被添加到社區經典圖庫嘍http://www.cubesun.cn/bbs/classic/
本電路PWM信號的點空比最大只能50%,大于50%時2110的上端只能單獨電源供電才行!
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2016-04-04 12:22
@百能電器
本電路PWM信號的點空比最大只能50%,大于50%時2110的上端只能單獨電源供電才行!
為什么,能否說下原因
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2016-04-05 15:03
@百能電器
本電路PWM信號的點空比最大只能50%,大于50%時2110的上端只能單獨電源供電才行!
單獨電源供電,怎么個接法?您有電路圖嗎?或者大概說一下,謝謝
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2016-04-05 15:10
@ericjackson05
我也同時發了求助帖給了IR公司的工程師了,希望能有解決方案

IR工程師也沒有有效的方案,他說:

Thanks for your inquiry.

 What is the purpose of R2? Please remove it and try again.

我去掉了這個Rgs,沒啥用!

我嘗試著把自舉電容換成了330UF的電解電容,稍微有點作用,占空比稍微能提高一點,但是作用不大。

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2016-04-05 15:24
@ericjackson05
IR工程師也沒有有效的方案,他說:Thanksforyourinquiry. WhatisthepurposeofR2?Pleaseremoveitandtryagain.我去掉了這個Rgs,沒啥用!我嘗試著把自舉電容換成了330UF的電解電容,稍微有點作用,占空比稍微能提高一點,但是作用不大。

工程師新來了回復,好像換了一個工程師解答:

The circuit is good. and R2 is ok to be here. The bootstrap capacitor --Cbs is high enough with a 1uF value.

1. Please measure the voltage between Cbs, does it go down to 7V when Vgs declines to 7V?

2. Even with Vgs=10V, it is quiet low with Vcc=15V, I would like to know where is the voltage drop except 1.5V Vf at the bootstrap diode.

3. When Vin is connected, what is about the load, is the RL 50 ohm connected? if yes, would you try with a resistor with lower value --10 ohms?

Best regards,Infineon Technologies

Daisy Teng, Customer Service Professional

我今晚按照他說的試試,再把最新試驗結果匯報給大家

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2016-04-05 16:31
@dianzigou666
你這個Vgs波形是用差分探頭測量出來的嗎?建議1:先把電感換小,換到220-470UH看看建議2:在自舉電容旁邊并上一個數百PF瓷片電容

不是差分探頭,沒有差分探頭,用的普通單端探頭。

小占空比情況波形正確,大占空比波形不正確,這是沒采用差分探頭引起的嗎?

如果單端探頭會導致波形錯誤,那么小占空比也會錯誤呀

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2016-04-05 19:10
@dianzigou666
你這個Vgs波形是用差分探頭測量出來的嗎?建議1:先把電感換小,換到220-470UH看看建議2:在自舉電容旁邊并上一個數百PF瓷片電容
一語點醒夢中人啊!!!!!!!!!!!沒有差分探頭,所以我剛才用示波器里面的MATH功能:A通道減去B通道,作偽差分!高占空比情況下,成功!!!!!
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2016-04-05 20:20
@ericjackson05
單獨電源供電,怎么個接法?您有電路圖嗎?或者大概說一下,謝謝
在C3上接一組電源。正負接C3的正負極,電源的負端不共地!
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聶默
LV.4
13
2017-03-17 16:49
@百能電器
本電路PWM信號的點空比最大只能50%,大于50%時2110的上端只能單獨電源供電才行!

您好!請教一個問題;Buck電路測試時,未加軟開關的情況下,波形正常,可高達2kW;

而采用ZVT軟開關后,VBVS之間波形異常;

于是,在VBVS的自舉電容兩端并聯了一個金升陽的24V轉15V的隔離電源,正常情況下,

VBVS應當為穩定的15V,而事實情況如下圖所示:

其中,紅色部分為主功率管柵源波形;而藍色波形為自舉電容兩端的VBVS波形;該波形是在自舉電容兩端并聯隔離

電源后所測得的;

會有什么因素可以使得并聯隔離電源后,VBVS之間的電壓依然會有如上圖所示的波動???

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