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讨论 第十期产品组

高压BUCK电路实测分享

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星宇
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  • 2018-11-22 23:46:09
如果楼主的作品对你的研发学习和知识储备有了很大的帮助,欢迎点击活动页面投上你宝贵的一票吧!


BUCK电路是开关电源的基本拓扑之一,结构简单,生活中要用的地方也很多,但是高压输入的BUCK电路要做好也是一件不容易的事情,记得当年刚毕业的时候就接触了大功率的BUCK电路(40KW),记得是SG3525控制,具体电路已经记不起。在那个时候,BUCK电路不好做,容易炸鸡,给我留下很大阴影,我记得主管是用的300A/1200V的IGBT,驱动频率是多少不太清楚了,只记得IGBT与续流二极管都是加很大一堆RCD吸收电路,那个主管的尖峰还是高的吓人,动不动就炸鸡了,炸的老板想尽一切办法都想去掉BUCK电路。这次由于项目的需要,不得已还是要加一级BUCK电路。

实际产品裸板如下:


1.png
星宇
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  • 2018-11-22 23:50:51
 
一、技术要求:
1、输入电压范围:430-650VDC
2、功率:4000W
3、输出电压:340VDC
4、效率:≥96%
二、保护功能
1、过流保护
2、过温保护
3、输出过压保护
4、输出短路保护

弄花惊弦
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  • 2018-11-23 10:02:10
 
输入是否类似电网,可提供功率视为无限大,是否可以考虑交错BUCK。

星宇
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  • 2018-11-23 11:39:46
 
低压的做过四相交错,高压的iR有款驱动芯片可以做!画板周期长,而且每路都要有电流均流控制,调试要麻烦些!
弄花惊弦
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  • 2018-11-23 16:49:43
 
星版,请教下,最近手上一个数字MPPT案子,同步buck,IR自举驱动,现在调试过程中,先接太阳能板,再接电池,主MOS不开通,非得要先接入负载后再接入电池主MOS才开通,怀疑是自举问题。

星宇
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  • 2018-11-23 18:57:45
 
最好上个图,才好分析!
星宇
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  • 2018-12-18 00:48:49
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你看一下专用交错BUCK驱动芯片的时序,IR的好是IR21844!
gaohq
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  • 2018-11-23 15:04:40
 
4000W没搞过,2KW ,两路交错BUCK

3000.png
星宇
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  • 2018-12-10 00:27:34
 
测试波波分享上来呗,还有你这个有均流电路么?
ruohan
  • ruohan
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  • 2019-2-23 16:42:38
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只有两路高边得,低边续流是二极管6D18,6D19
asimilar
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  • 2018-11-28 19:58:49
 
还以为是40KW,原来这里做的是4KW的呀。输入技术指标有点像是给氢燃料电池真空泵供电的电源呀
飘飘飘
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  • 2018-11-23 08:01:43
 
又抢到沙发了。
XIE52062
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  • 2018-11-23 08:58:33
 
期待版主的大作
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  • 2018-11-23 09:17:14
 
期待分享学习。。。感谢支持
nc965
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  • 2018-11-23 12:19:07
 
想起了与兄弟第一次见面的情形,一个5KWBuck案例。
星宇
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  • 2018-11-23 12:50:32
 
我都忘记了!你还记得?
星宇
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  • 2018-11-23 22:51:28
 
BUCK电路具结构简单,硬开关也可以高效率,成本低!但是要做好,也不是一件易事!
先把原理图发上来,空了再把相关的一些计算发上来,欢迎大家一起探讨! BUCK电路.png
后面我会给大家共享一个ZVT_BUCK电路!看似很简单的一个电路,要做好也不容易,PCB布局很重要,还要选择合适的开关频,如果开关频过低,那么电感的体积就会很大,如果频率过高,那么由于PCB布局带来的杂散电感及电容会给开关器件带来很高的尖峰,通过吸收电路是可以吸收掉,这会降低整机效率,关于PCB布局要点,李工在论坛里讲的很多了!具体怎么发挥还在个人的领悟了!图上标的参数都是实际使用的!



星宇
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  • 2018-11-25 21:46:46
 
先给大家点测试的波波!计算数据再给出来! 1.png
1CH是电感电流,2CH是驱动,3CH是VDS
2.png
下面再发两组效率测试图
3.png
4.png




nc965
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  • 2018-11-26 02:11:52
 
都临界了,何不QR一下?此外,互感器可移至L2串联位置,或可减少一路甚至完全取消RC吸收,进一步提高效率。
星宇
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  • 2018-11-26 10:46:36
 
Qr的测试过一个小功率的,搭棚的,要想做到理想化,目前还没有合适的Ic!
星宇
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  • 2018-12-14 23:06:28
 
说到QR BUCK我还真测试过一把,把波波分享给大家! 1.png

下面给大家发一个VICOR电源的波波,有兴趣的朋友可以想一下他这个是怎么做的!

2.png
星宇
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  • 2018-11-27 22:47:41
 
这个我测试过,没有RC吸收的时候,尖峰一样很小,实际吸收只加在MOS管两端的。下面上两张实际产品的图片!
1.png
2.png
星宇
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  • 2018-11-27 22:52:11
 
再长再张测试突然加载(空载到满载),空载卸载(满载到空载)的波波!
3.png
                   空载到满载加载的波波
4.png
                     满载到空载卸载的波波
nc965
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  • 2018-11-27 23:49:23
 
环路响应还可优化,要能看见一点过冲(超调)的意思为度。
星宇
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  • 2018-11-28 00:17:22
 
输出加一个防过冲电路就可以了!板子放不下,删除了,这点过冲还算比较小吧!
nc965
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  • 2018-11-28 07:02:35
 
不是一个意思,我说的是环路响应速度,目前15mS左右,还可以再快一些

超调过冲,能看见一点点最佳
33e.png

星宇
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  • 2018-11-28 22:34:20
 
今天做整机的短路测试,下面把测试情况的波波分享给大家! 5.png

4.png


星宇
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  • 2018-11-28 22:36:52
 
下面发一个装配好的整机图片! 1.png
2.png
3.png



星宇
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  • 2018-11-29 22:35:30
 
下面是我的MOS管及电感以及整机安装工艺,欢迎大家提意见!
1.png
2.png
雨梧Harry
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LV2
本网技师
  • 2018-12-12 12:13:11
 
我是初学者,想请教一下在电路板已经安装好了的情况下,怎么测量电感电流 捕获.JPG

星宇
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  • 2018-12-12 12:38:14
 
第一步,找把刀,第二步,用你找到的这把刀割开电感处的pcb,第三部,找一个电流探头或者电流互感器!第四步,把电流探头或者互感器串刚才割开的缺口处,连线,缝合!第五步把电流探头接到示波器上,调试好示波器,第六步,上电开机测试!
jlmjlm945
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LV3
助理工程师
  • 2018-11-27 23:28:01
 
   你确定加了RC不会影响可靠性?尤其是并在DS两端。
星宇
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  • 2018-11-27 23:44:39
 
输出短路都测试过,331C/1000V的电容+30R/5W的电阻,能影响啥子可靠性?还请赐教1,2!
nc965
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  • 2018-11-27 23:46:43
 
做得好的话,本来就无需RC,跟可靠性扯不上关系。
弄花惊弦
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LV6
高级工程师
  • 2018-11-26 16:37:59
 
看了这个图,MOS和电感都放低端,驱动好做。有个问题,SGND和VIN-。Vout怎么送入芯片检测?若是用单片机做,Vin和Vout的检测不好弄吧,单片机地接哪个点。

nc965
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  • 2018-11-26 16:42:31
 
他这个应该是过渡电源,本级可以开环运行,临界模式的话也可以前馈控制。此外,差分采样也是常用的方法。
星宇
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  • 2018-11-26 19:49:30
 
我这个是硬件控制的,反馈加光耦隔离的,要用单片机也控制也可以,驱动隔离或者隔离运放等等或者按李工说的差分采样也可以!
星宇
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  • 2018-12-11 00:24:06
 
李工来看看这个PCB布问题,指点1 2 !
7.png
nc965
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  • 2018-12-11 09:08:14
 
指点1、主要回路远没到位,先理清这6个元件的相互关系(其他任何事情放后):
10.png
指点2、T3 最好挪到 L2上面去(意在缩小Ip回路),驱动回路(红圈)尽量简短。
星宇
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  • 2018-12-11 10:44:34
 
体积大小,长宽都有限制的,功率还要那么大,实际功率有4200瓦!
nc965
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  • 2018-12-11 11:46:00
 
这件事与体积、面积和功率无关。
星宇
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  • 2018-12-11 13:51:16
 
那你说说这些器件在这有限的空间怎么摆放才好?
nc965
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  • 2018-12-11 15:09:24
 
44楼说的就是怎么摆放(而不是说怎么连接)才好,况且这个事现在才来说已经晚了。
星宇
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  • 2018-12-11 17:29:32
 
不晚,亡羊补牢为时不晚!
nc965
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  • 2018-12-11 17:55:05
 
自己弄了,我最近忙
nc965
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  • 2018-12-17 20:33:22
  • 倒数10
 
把文档发我看看
lyklyklyk110
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LV6
高级工程师
  • 2019-2-21 14:55:10
  • 倒数2
 
您好,想问下,输入部分高频电容与电解电容摆放位置怎么考虑的
迟到的春天
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本网技工
  • 2018-11-25 23:55:07
 
星宇,你现在搞这么大功率的。
靖哥哥
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副总工程师
  • 2018-11-27 14:03:23
 
学习学习再学习
robin2017
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LV3
助理工程师
  • 2018-11-28 14:19:25
 
学习学习,投的第七票
qq335702318
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LV8
副总工程师
  • 2018-11-29 23:34:47
 
厉害了!!!请问最高输入电压时MOS的电压尖峰多大?


sjj421912541
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本网技工
  • 2018-11-29 23:41:55
 
没搞过额
星宇
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  • 2018-11-30 00:16:16
 
跟这里分享的波波一样!
星宇
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  • 2018-12-1 00:14:54
 
这个BUCK的参数,我是设计在额定电压的时候2000W以前为DCM,2000W以后进入CCM的!控制电路也做的很简单!这里贴出来,欢迎大家指正!
1.png
星宇
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  • 2018-12-2 13:28:43
 
最近忙的很,相关计算空了再写了贴上来,这里发一篇有点参考意义的PPT给大家!希望对大家有用! Buck电路原理分析.pdf (2.37 MB, 下载次数: 136)
菜鸡电源新手
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本网技师
  • 2018-12-7 11:23:34
 
大佬学习了

星宇
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  • 2018-12-8 00:58:47
 
谢谢各位大佬的捧场!
zxy_20120225
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LV8
副总工程师
  • 2018-12-11 10:38:54
 
负端BUCK(峰值电流检测)
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  • 2018-12-13 22:35:28
 
再给大家上一个实用的电路,这个是ZVT_BUCK!先上点干货。原理空了再分析,大家也可以自行分析!
3.png
                    这是拓扑原理图
4.png
                  仿真波形图
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2018-12-15 20:02:56
 
666666
星宇
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  • 2018-12-16 10:24:16
 
插播一个小广告,记得坛子里有人说要把APFC+LLC做到0V起调,时间过去半年多了,不知道那位高人进展怎么样了?今天为我的宽范围输入(9-36V),范围输出(6-12V)的LLC打一个小广告,板子已经完工了,准备撸个5-10W.顺便贴个仿真波波与PCB图。 8.png

              这是仿真波波
2.png
            花了一天时间刚画好的PCB

ailuer_shijidianyuan
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  • 2018-12-17 16:27:08
 
这个电路我看着ZVT部分是个同步整流的buck-boost,C7两端电压应该是VIN*D/(1-D),D是M2主MOS管的占空比,既然是同步整流的buck-boost,C7、L1分别是buck-boost的输出电容和拓扑电感,同步整流的buck-boost的输出C7负载为0,则平均电流为0,强制连续模式,其拓扑电感电流在M2开通时必为负的峰值,关断时达到正的峰值,那么M2开通之前电流为负,意味着给M2输出电容放电并通过体二极管流通,M2零电压开通,
星宇
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  • 2018-12-24 00:27:39
  • 倒数8
 
这个是有源钳位的方式!
逐影
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高级工程师
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学习一下  在哪投票
星宇
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版主
  • 2019-1-15 12:38:10
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谢谢楼上帅哥的光临!
admin
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管理员
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zxy_20120225
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副总工程师
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短路可以做成限流成最小电流
and3518
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学习了。
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