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未解决

LLC原边电流不对称_求助

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zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-2-21 22:28:57
10问答币
不知道大家有没有遇到过,半桥LLC谐振变换器原边谐振电流不对称,半桥分压电容上面偏压厉害。分析的原因是在高频、轻载时,原边开关管无法完全软开关,上下管驱动轻微的不对称,导致上下管一个趋向于硬开关,一个趋向于软开关,导致原边谐振电流在特定负载区域很不对称。在重载时,开关频率低,励磁电流幅值比较大,可以保证上下管完全的ZVS,半桥分压电容的偏压则很小。
cyx7610
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总工程师
  • 2019-2-21 22:35:54
 
LLC注意要选用Trr比较小的带快D的管子。
zhongshusky
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LV4
初级工程师
  • 2019-2-22 08:57:59
 
管子是用的英飞凌的IPW65R041CFD
anthony
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版主
  • 2019-2-22 09:29:21
 
上电路图和波形图才好分析
zhongshusky
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LV4
初级工程师
  • 2019-2-22 14:25:12
 

关键波形如下,绿色为原边谐振电流波形,CH1和CH2为半桥分压电容电压,
为放大刻度,已经减去了200V直流电压,CH1/CH2零轴重叠在一起。
紫色是变压器原边电压波形。

下图CH1、CH2为两个管子的Vds电压波形,CH4为原边谐振电流,
CH3为副边(全波整流)两个绕组公共地线电路(两个二极管电流之和)

下图是用PSIM的仿真结果,在0.002s时,驱动加入了2%的偏差,
然后谐振电流变得不对称,分压电容偏压厉害。

                     PSIM仿真结果
目前初步的分析是,驱动的偏差会导致分压电容的偏压,在开关
管不能完全软开关的工作区域里,这个偏压会使得谐振电流往一边
偏,进一步加剧这种偏差。但是由于半桥分压电容有隔直的效果,
最终的偏压是不会一直增大的。

BingSun
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总工程师
  • 2019-2-25 15:11:37
 
感觉电压振荡很历害。
zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-2-26 15:37:54
 
电压振荡厉害是因为在变压器副边串了导线进去测电流导致的。
qiuyuqiang01
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高级工程师
  • 2019-2-22 09:40:51
 
大部分的初级电流不对称是次级绕组不对称造成的,你说初级驱动轻微不对称,能测试一下有多轻微吗?除非芯片收到严重的干扰,否则不会出现因为驱动不对称造成这种现象
zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-2-22 14:27:53
 
驱动发波是非常对称的,是DSP发波,最终Vgs的不对称,来自于驱动电阻的精度,上管是自举驱动,驱动电压比下管低1V。直接用示波器测,几乎测不出来驱动的偏差,但是偏差肯定是存在的,2%的偏差是有的。我在楼上的帖子里贴了波形和仿真波形。
qiuyuqiang01
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高级工程师
  • 2019-2-22 16:49:20
 
我觉得上下管2%的偏差不会导致你这个现象,模拟芯片的上下管导通时间误差应该能达到这个范围了,但是也不会这个样子
电子古董
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  • 2019-2-22 17:23:07
 
多数时候都是变压器漏感不对称所致,检查变压器绕制工艺!
powergoods
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高级工程师
  • 2019-2-23 21:49:47
 
初次极的匝比不合理也有可能。
zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-2-25 10:54:40
 
匝比不合理该如何理解呢?
zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-2-26 15:41:48
 
测量了变压器副边上下绕组漏感,偏差非常小。
电子古董
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  • 2019-2-26 15:47:56
 
是原边到副边的漏感,电容是有极性的,正向漏电流小,反向漏电流大;原副边的漏感反映到原边之后,就不对称了
zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-2-26 16:01:18
 
我没有理解您说的“电容是有极性的,正向漏电流小,反向漏电流大”和漏感有什么关系呢?  怎样测量比较合适呢? 短路原边分别测副边的两个绕组,还是分别短路副边的两个绕组,测量原边电感量?
电子古董
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  • 2019-2-26 17:30:30
 
你先上电路图看看,再去理解一下半桥的工作原理,理解一下拓扑
zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-2-26 17:49:18
 
我不能直接把原理图贴出来,电路参数是图里所示的,变压器匝比是17:5:5

电子古董
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  • 2019-2-27 09:37:04
 
你这个是仿真呀,实物你那个电容是不是用电解呀?
zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-2-27 12:16:15
 
PFC输出400V母线电容是电解电容,半桥分压电容是谐振电容,是用的薄膜电容,不是电解电容;LLC输出滤波电容是用的电解电容。
zhuliu09
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LV8
副总工程师
  • 2019-2-25 15:36:02
 
输出有没有同步整流?同步整流在轻载的情况下,是不是工作状态不一致?
zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-2-26 15:38:40
 
用了同步整流,把同步整流管换成二极管整流,不对称波形基本不变。
沧海v桑田1
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LV6
高级工程师
  • 2019-2-26 18:21:05
 
先要分析一下,电流严重不对称,有二个原因:
1、上下管GS驱动占空比不对称。
2、变压器副边匝数不对称。

原因知道后,那我们逐个来分析:
驱动不对称,示波器很容易测量出来,何况这么严重的不对称。所以,驱动可以排除掉了。

所以,你这现象,估计是变压器的副边匝数不对称。
如果你检查过,变压器副边的匝数是对称的,那还有一个原因是你将中心抽头弄错了。
中心抽头弄错了,两个副边的匝数虽然是对称的,但对于电路来说,副边匝数是1:2关系,是严重的不对称了,。


zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-2-26 19:24:39
 
谢谢您这么认真帮地我分析!
Gs严重不对称确实是没有的,DSP发出来的波是非常一致的;
变压器副边绕组用错的情况也是不存在的,这个问题是成熟产品里一直遗留下来的问题,我们的电源模块是大量发货的。
不对称的问题,并不是在所有的负载条件都存在,在负载较重,开关频率较低的时候,是非常对称的。在频率较高150k~180k,负载较轻的时候,才出现严重不对称。
沧海v桑田1
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LV6
高级工程师
  • 2019-2-26 19:44:40
 
如果能完全排除驱动与变压器副边匝数问题,根据你刚才说的负载轻时才不对称。那有可能是辅助电源引起的,通常辅助电源都是半波整流的,如果是半波整流,本身就是不对称的,但这个不对称,只有在越轻载时,会越表现得明显。
zhongshusky
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LV4
初级工程师
  • 2019-2-26 20:26:00
 
我刚确认了一下,辅助源是由PFC输出400V母线也就是LLC的输入供的电,按理不应该影响的。
沧海v桑田1
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LV6
高级工程师
  • 2019-2-27 20:24:22
 
除了输助电源以外,再确认一下,变压器还有哪个绕组接到半波整流的二极管?还有如果电流保护不对称取样,也有可能造成轻载不对称。
zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-2-28 10:04:02
 
好的,我有了新的进展,再上来交流一下。
gaohq
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总工程师
  • 2019-2-26 21:17:49
 
这个问题经常遇到,暂时也无解。
zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-2-26 21:47:50
 
我以为是只有我们的模块有,就不知道到底是原理上存在这样的问题,还是设计问题。
Bodoni
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总工程师
  • 2019-2-28 12:01:13
 
请问解决了吗?
你项目谐振参数是什么样的
zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-2-28 19:46:49
  • 倒数10
 
暂时还没有,参数在这个图里。

Bodoni
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总工程师
  • 2019-3-1 11:09:52
  • 倒数9
 
估计问题出在你的变压器设计上

zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-3-1 12:45:25
  • 倒数8
 
上面也有专家说问题很可能在变压器上,我后面做一些验证,有进展发出来。
gaohq
  • gaohq
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总工程师
  • 2019-3-1 23:52:19
  • 倒数7
 
变压器是怎么个样子的?磁集成吗?气息开在正中间吗?
zhongshusky
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初级工程师
  • 2019-3-3 14:48:27
  • 倒数6
 
变压器谐振电感是单独的,励磁电感是通过开气隙得到的,气隙是开在中柱上的。
BEYONDJINCHAO
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  • 2020-5-13 18:52:19
  • 倒数5
 
我在调试时候也遇到了一模一样的问题,请问有没有找到不对称的根本原因?有没有什么好的解决办法?
humao850122279
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高级工程师
  • 2021-7-15 15:37:35
  • 倒数3
 
请问你们的问题解决了吗?

BEYONDJINCHAO
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助理工程师
最新回复
  • 2023-2-14 21:34:35
  • 倒数1
 
大概率是电感的问题
xutong
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LV10
总工程师
  • 2020-5-13 20:17:10
  • 倒数4
 
信号差距比较大啊
lixiang7425
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初级工程师
  • 2022-6-16 11:37:17
  • 倒数2
 
我这边也遇到了,大佬怎么解决的啊
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