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LLC波形疑惑求助

LLC波形疑惑求助:數字控制半橋LLC,輸入400V,輸出24V,諧振頻率200K,諧振電容13nF,諧振電感22uH,勵磁電感73uH,驅動用的UCC27714D,測得的半橋中點電壓波形和下管驅動波形如下圖所示:

圖-1

黃色為橋臂中點電壓波形,藍色為下管驅動信號。

我的疑惑時為啥下管驅動下降后橋臂中點電壓就立刻上升了,而不是經過了死區時間之后才上升的?就像橋臂中點下降再到下管驅動上升那樣?

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2019-06-19 15:36

下管斷開瞬間,基本上相當于反激過程,中點電壓是立即升高的。

此時死區是對上管來說的,保證上管可以有時間安全開通。

當上管斷開時,下管電壓是立即下降的,死區時間可以足夠下管開通前降為0,從而下管可以安全開通。

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shao456
LV.6
3
2019-06-19 16:04
LLC的ZVS指的是ZVS開通,關斷不是ZVS,與上管和下管沒有關系
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Jery2019
LV.2
4
2019-06-19 18:15
@shao456
LLC的ZVS指的是ZVS開通,關斷不是ZVS,與上管和下管沒有關系
謝謝兩位的回復。就這個圖,我還有個問題,上管、或者下管關斷之后,下管驅動信號有一個高頻振蕩,整個LLC副邊的輸出電壓對應位置也有一個振蕩,波形完全一致,這個又是什么原因呢?
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shao456
LV.6
5
2019-06-19 20:30
@Jery2019
謝謝兩位的回復。就這個圖,我還有個問題,上管、或者下管關斷之后,下管驅動信號有一個高頻振蕩,整個LLC副邊的輸出電壓對應位置也有一個振蕩,波形完全一致,這個又是什么原因呢?
這個一般與功率地及驅動電路的布局走線相關,驅動地與功率地要單點接地,盡量減小環路面積。
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2019-06-20 18:53
@shao456
這個一般與功率地及驅動電路的布局走線相關,驅動地與功率地要單點接地,盡量減小環路面積。
死區都吃掉,很危險,容易炸機!
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xue007
LV.9
7
2019-06-20 19:33
這個波形很正常
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2019-06-21 09:34
@xue007
這個波形很正常
重載情況下,驅動震蕩會加劇,不會誤導通嗎?
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shao456
LV.6
9
2019-06-21 10:20
@cuoguohaoduo
重載情況下,驅動震蕩會加劇,不會誤導通嗎?
上圖看看,震蕩嚴重有直通的風險。
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2019-06-21 14:59
@shao456
上圖看看,震蕩嚴重有直通的風險。
很想知道這個干擾一般怎么解決?或者產生的原因
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shao456
LV.6
11
2019-06-21 15:29
@cuoguohaoduo
很想知道這個干擾一般怎么解決?或者產生的原因
5樓有回復
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xue007
LV.9
12
2019-06-23 21:18
@cuoguohaoduo
重載情況下,驅動震蕩會加劇,不會誤導通嗎?
功率管需要并聯電容,這樣就減小這個震蕩,不過受死區時間限制
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xue007
LV.9
13
2019-06-25 06:48
黃線下降到藍線升起是死區時間
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Jery2019
LV.2
14
2019-06-25 11:51
@shao456
5樓有回復

感謝各位的回復與討論。

莫非這個振蕩只能是布線造成的了?

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Jery2019
LV.2
15
2019-06-25 11:53
@xue007
功率管需要并聯電容,這樣就減小這個震蕩,不過受死區時間限制

加了300pF,效果很明顯,不過還是有,怎么都消除不掉。

還有一個規律:跟輸入電壓幅值大小強相關,400V輸入比250輸入大一倍!

另外頻率越低,振蕩幅度也越大

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2019-06-25 11:55
@Jery2019
感謝各位的回復與討論。莫非這個振蕩只能是布線造成的了?
驅動能力也不足,關斷電流也不夠,不能快速把IGBT關掉
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xue007
LV.9
17
2019-06-25 14:55
@Jery2019
加了300pF,效果很明顯,不過還是有,怎么都消除不掉。還有一個規律:跟輸入電壓幅值大小強相關,400V輸入比250輸入大一倍!另外頻率越低,振蕩幅度也越大

只能減小無法消除。再加大電容看看

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xue007
LV.9
18
2019-06-25 14:56
@Jery2019
加了300pF,效果很明顯,不過還是有,怎么都消除不掉。還有一個規律:跟輸入電壓幅值大小強相關,400V輸入比250輸入大一倍!另外頻率越低,振蕩幅度也越大
把波形的圖傳上來看看
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Jery2019
LV.2
19
2019-06-25 18:09
@xue007
只能減小無法消除。再加大電容看看
不敢加大,MOS管已經很燙了,害怕炸雞~~
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Jery2019
LV.2
20
2019-06-25 18:33
@xue007
把波形的圖傳上來看看

圖-1

圖-1是滿載情況下的波形,其中藍色的是下管驅動波形,黃色的是橋臂中點電壓波形,紅色是輸出電壓波形。

圖-2

圖-2是上下管VDS波形。其中,黃色的是輸入電壓波形,紫色的是上管VDS,藍色是下管VDS,紅色是輸出波形。

請幫忙看看,這個振蕩可能是什么原因呢?

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Jery2019
LV.2
21
2019-06-25 18:36
@米山人家
驅動能力也不足,關斷電流也不夠,不能快速把IGBT關掉
哦,那驅動能力不足、關斷電流小,這兩個要怎么改進呢?
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2019-06-25 19:21

我在這里回復一下我的理解。

這個UCC27714D還是比較高端的,驅動能力達4A,但是還是出現了驅動脈沖拉不下來的情況,但是對于上升沿是足夠用了,而且上升沿波形很好。

看圖中,你的VDS上升率,也就是du/dt非常高,在10ns內從0V快速上升到400V。

你用的MOS是什么型號,一定是并聯了很多數量的MOS管!另外,這個電源是多大功率?

你看我說的對嗎,如果是我理解的這樣,產生振蕩就很正常了。

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xue007
LV.9
23
2019-06-25 21:36
@Jery2019
[圖片]圖-1圖-1是滿載情況下的波形,其中藍色的是下管驅動波形,黃色的是橋臂中點電壓波形,紅色是輸出電壓波形。[圖片]圖-2圖-2是上下管VDS波形。其中,黃色的是輸入電壓波形,紫色的是上管VDS,藍色是下管VDS,紅色是輸出波形。請幫忙看看,這個振蕩可能是什么原因呢?
震蕩是必然存在的,這個是變壓氣的電感和并在功率管電容形成的
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xue007
LV.9
24
2019-06-25 21:38
@Jery2019
不敢加大,MOS管已經很燙了,害怕炸雞~~
只要死區夠就沒事,觀察輕載時死區的情況,這個電容越大。功率管損耗越小
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Jery2019
LV.2
25
2019-06-25 23:32
@米山人家
我在這里回復一下我的理解。這個UCC27714D還是比較高端的,驅動能力達4A,但是還是出現了驅動脈沖拉不下來的情況,但是對于上升沿是足夠用了,而且上升沿波形很好。看圖中,你的VDS上升率,也就是du/dt非常高,在10ns內從0V快速上升到400V。你用的MOS是什么型號,一定是并聯了很多數量的MOS管!另外,這個電源是多大功率?你看我說的對嗎,如果是我理解的這樣,產生振蕩就很正常了。

謝謝你的回復!不過我不太明白你說的“并聯很多MOS管”是啥意思?

我做的是個半橋的LLC,就上下兩個MOS管。

MOS型號是仙童的FCP150N65F

功率300W,頻率300K

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Jery2019
LV.2
26
2019-06-25 23:34
@Jery2019
謝謝你的回復!不過我不太明白你說的“并聯很多MOS管”是啥意思?我做的是個半橋的LLC,就上下兩個MOS管。MOS型號是仙童的FCP150N65F功率300W,頻率300K
那這個振蕩沒法消除嗎?不消除的話,我反饋控制很難做穩定,另外紋波也沒法做了
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Jery2019
LV.2
27
2019-06-25 23:37
@xue007
震蕩是必然存在的,這個是變壓氣的電感和并在功率管電容形成的

你說的很對,我變壓器就是有1nF左右的寄生電容,另外我功率管并了一個300pF的。

那這個振蕩有辦法消除嗎?不消除的話,我反饋控制很難做穩定,另外紋波也沒法做了

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xue007
LV.9
28
2019-06-26 00:41
@Jery2019
謝謝你的回復!不過我不太明白你說的“并聯很多MOS管”是啥意思?我做的是個半橋的LLC,就上下兩個MOS管。MOS型號是仙童的FCP150N65F功率300W,頻率300K
現在怎莫上來就是幾百K的頻率,只有降低頻率才能改善電源的特性
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xue007
LV.9
29
2019-06-26 00:49
@Jery2019
你說的很對,我變壓器就是有1nF左右的寄生電容,另外我功率管并了一個300pF的。那這個振蕩有辦法消除嗎?不消除的話,我反饋控制很難做穩定,另外紋波也沒法做了
你看看輕載的死區,有的話接著并電容,加大電容可以使這個震蕩頻率降低。震蕩幅度會降低
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2019-06-26 09:23
@Jery2019
那這個振蕩沒法消除嗎?不消除的話,我反饋控制很難做穩定,另外紋波也沒法做了

振蕩挺難消除的,MOS管本身有100pF的寄生電容,它也與諧振電感產生諧振。

頻率低的時候不影響,你這里300KHz頻率,就會顯著影響了。

另外,雖然4A的驅動電流已經很高了,但還是不滿足你這里的驅動要求。4A還是不能快速拉下來,你要試一下6A或更高的驅動電流了。

后級再加一級LC濾波,基本就能隔離這個振蕩了。

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Jery2019
LV.2
31
2019-06-26 09:56
@xue007
現在怎莫上來就是幾百K的頻率,只有降低頻率才能改善電源的特性
頻率是老板給的,說的是高頻率可以減小電感
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