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请大家帮忙看看我ZVS全桥震荡问题

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zcyzvs
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  • 2011-9-22 15:15:35
50问答币
近来调试一个全桥移相软开关电源,发现电流波形有些问题,特向万能的21论坛请教。
下图为负载电流为58A的原边电流波形,可以明显看到,此时主功率输出之后,电流应该还是缓慢下降的一个斜坡维持原电流方向流动,此时称其为续流阶段,但在此时我的电流波形明显看到是没有经过那个斜坡而直接下降了,我推测可能是我的输出滤波电感饱和了,此时我的电流波形开始晃动了,电路工作开始不稳定了。请看下图中的园圈位置。请大家帮忙看看,是否是输出滤波电感饱和呢?还是谐振电感饱和?
YTDFWANGWEI
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  • 2011-9-22 15:26:20
 
这个阶段是超前桥臂关断后,跟副边没关系吧?应该是谐振电感的问题.估计是谐振电感饱和了.
星宇
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  • 2011-9-22 20:19:00
 
同意王工的看法!
zcyzvs
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  • 2011-9-22 21:12:36
 
在这个时刻桥臂的上管关断,电源供电通路被阻断,原边电流明显减小,由于原边等效电感Lr+ n*nL的存在,电流方向不会立即改变,电流由一个斜坡下降的,很明显我的这个波形这此时已经看不到斜坡了,足以说明了此时的等效电感感量非常的微小了,所以电流直接下冲了,但此时的等效电感=Lr+ n*nL,所以,我无法判断是谐振电感饱和,还是输出电感饱和的(,n*nL:输出滤波电感折算到原边的电感量), 下图为正常时候的电流波形,明显可以看到在换流时候有个下降的斜坡的。
Bodoni
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  • 2011-9-23 08:33:14
 
判断电感是否饱和的方法最直接的是量测其电流,楼主可以试试看你的怀疑的电感看看。。祝你好运。。
zcyzvs
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  • 2011-9-23 20:28:07
 
电感电流不好测的嘛,当然,波形的问题解决了,确为谐振电感饱和,但是问题依然存在,当呆在电流加到60A的时候,带载1分钟左右,波形开始晃动了,电路噪音出来了,慢慢晃动会越来越厉害的,上传一个正常的全桥原边电流波形给大家看下,
YTDFWANGWEI
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  • 2011-9-23 08:53:41
 
如果是副边电感饱和,正常工作的时候波形都不应该这么正常吧?最简单的方法,直接将原边谐振电感去掉比较一下就可以了吧.
zcyzvs
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  • 2011-9-23 20:34:06
 
谐振电感去掉,对于全桥软快关来讲,如果带大功率的话,可能要炸管子的了哦,我现在的问题是,每次当我把负载电流加到60A附近,带载一会,就会出现波形晃动了,电路开始有噪音了,当我把输出电压抬高的时候,带相同的负载,甚至负载远远超过先前的负载,只是电流不要超过60A,电路一切正常的,我去掉了副边的电流环,原边的过流保护,反复去调整环路,都没有过60A啊,已经奋战了2天了的,上传一个抖动时候的电流波形看看。
zcyzvs
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  • 2011-9-24 14:32:27
 
已经排除谐振电感,输出滤波电感的饱和问题,问题还没搞定的,
下一步排除寄生参数造成的影响。也期待大家能给点建议啊。
YTDFWANGWEI
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  • 2011-9-24 19:44:33
 
1、谐振电感去掉,对于全桥软快关来讲,如果带大功率的话,可能要炸管子的了哦。。
为什么?是损耗的问题还是电路本身特性决定的?
2、从波形上来看还有开通同电流降低的波形?有没有看过波动时候电流的低频波形什么样子?
zcyzvs
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  • 2011-9-24 21:51:58
 
1。如果谐振电感去掉,那么管子就工作在硬开关状态,那么开通损耗和关断损耗会增大很大的,且管子的电压应力会超标,软开关的VDS电压等于输入电压,波形是标准的方波,而硬开关的VDS电压会有尖峰的,一般要加吸收电路,故软开关全桥如果谐振电感直接拿掉还是很危险的。
2。低频波形还没看的,周一看看,谢谢你的关注。
YTDFWANGWEI
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  • 2011-9-24 22:07:08
 
开关损耗我明白,电压应力我再考虑考虑,既然MOS管并联有体二极管我觉得MOS管的电压应力最大就是输入电压。
zcyzvs
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  • 2011-9-24 22:11:05
 
在全桥硬开关电路中,体二极管是不导通的,哟由于是硬开关,故开关的时候,会有很大的尖峰的,一把需要加RC吸收电路的,而软开关电路中开通和关断都是ZVS的,所以是没有电压尖峰的。
YTDFWANGWEI
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  • 2011-9-24 22:18:33
 
晶纲禅诗
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  • 2011-9-24 22:33:41
 
17楼的分析本身是没错的,但不是拿掉Lr容易炸管的根本原因。
YTDFWANGWEI
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  • 2011-9-24 22:37:05
 
尖峰应该是发生在MOS管关断的时候吧?这个时候如果尖峰电压超过输入电压,同一桥臂的体二极管不导通吗?我承认硬开关会有尖峰需要RC,但我觉得尖峰过大体二极管还是会导通的。
晶纲禅诗
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  • 2011-9-24 22:42:54
 
拿掉Lr或减小Lr炸MOS管我也遇到过几次! 原因还真没去仔细分析过,只是永远记住了,别拿掉Lr。
现在想想,如主变压器漏感较大,拿掉Lr估计不会炸了,猜想的。
YTDFWANGWEI
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  • 2011-9-24 22:46:03
 
是同等功率下拿掉炸,还是拿掉不管什么功率下都炸?减小Lr副边整流二极管尖峰好像小一些,前几天就是由于输出电压升高整流管尖峰超标所以减小了Lr。
晶纲禅诗
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  • 2011-9-24 22:49:59
 
是在同等功率下。
王工您说的副边尖峰是指导通尖峰还是关断尖峰?
YTDFWANGWEI
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  • 2011-9-25 09:02:59
 
开始错了,是原边开始向副边传递能量的时候,也就是开通的时候。
晶纲禅诗
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  • 2011-9-24 22:26:57
 
您加大滤波电容容量试试,而且“波抖动”不一定就100%是有电路问题! 不知前级有PFC吗?
zcyzvs
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  • 2011-9-24 22:33:24
 
哈哈,我只ZCSZCS哦,不是周工哦,我今天把输出滤波电感加大了一备,但是电流加到60A左右后就开始抖动了,纠结死了,本来要在9.30号左右要实地去测试了的,时间紧迫啊。
晶纲禅诗
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  • 2011-9-24 22:36:03
 
哈哈,改过来了
YTDFWANGWEI
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  • 2011-9-24 22:34:07
 
,他的功率等级是2KW的好多倍,应该是没有PFC,寿工提的很对,是不是最大占空比的问题?输出电压变了吗?
zcyzvs
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  • 2011-9-25 16:37:42
 
   我远边是有最大占空比限制电路的,但是我的占空比是可以满足我的输出功率的。3895的20脚电压限定在3.2V,实际反馈过来的最高电压才2.5V不到的。输出电压随做带载电流的加大时没有变化的,且当我把输出电压提高,功率加到我的额定负载功率,只要输出电流不超过60A,电路一切正常,效率也是颇为理想,波形也是很漂亮的。
晶纲禅诗
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  • 2011-9-25 18:52:47
 
是否限流环路起控导致?59A就正常?
猜测也可能是意外的干扰问题导致的也难说...
zcyzvs
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  • 2011-9-25 19:16:13
 
原边有过流保护和逐波限流,副边有恒流模式下的电流环,但是都去掉了,还是刚到60A附近带载一分钟就开始震荡了,58A可以长期工作,59A也工作不了多久的,但比60A稳定工作时间长的,这个问题比较的难搞啊。
晶纲禅诗
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  • 2011-9-25 19:45:01
 
换副边超快整流二极管再试试。
zcyzvs
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  • 2011-9-25 20:33:35
 
你说的很有道理的,我之前用的管子是35ns的,这次用的是45NS的,不会有这么的玄乎吧,周一去换了看看
zcyzvs
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  • 2011-9-26 22:42:34
 
今天换了35ns的输出整流管,还是没有改善的,折腾到刚回来,今天炸机一次,郁闷啊,我怎么遇上了这样个问题呢?
YTDFWANGWEI
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  • 2011-9-25 21:17:19
 
寿工为什么这样想?认为是二极管导致哪里出了问题?
晶纲禅诗
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  • 2011-9-26 22:48:46
 
二极管的EMI与工作电流成正比,同时还发现温升与EMI也成正比,这在RC补偿取值不理想时很明显。
一种猜测EMI在干扰电路的正常工作,另一种猜测是这种“抖动”是正常的,是100Hz纹波引起的。
zcyzvs
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  • 2011-9-26 23:10:56
 
我在想,我电路应该是没有问题的,因为把输出电压加高,不超过60A电流,满载工作,一切正常的。
当我把输出电流加到60A时,带载一会,慢慢的波形就晃动起来,噪音也来了,越来越厉害了,不敢久带就关了,58A可以长期工作,这个在某一方面反映出电路中的功率器件随温升而寄生参数在变化,我目前已经排除了磁性元器件的问题,输出整流管问题,今天本来换MOS管的,换了之后上三项电,一上就挂了,狂郁闷的。然后驱动板也给我炸坏了,搞了一天。
明天继续啊。非常感谢寿工,王工。我把问题解决后,整理个报告搞上来。
晶纲禅诗
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  • 2011-9-26 23:50:16
 
【换了之后上三项电,一上就挂了】
上三相立刻炸管———兄弟你要认真审查的地方不少啊!
YTDFWANGWEI
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  • 2011-9-27 08:14:04
 
1.三相电是300HZ纹波
2.你开始提到输入纹波,我以为是指占空比不够,如果占空比足够,即使是输入纹波引起的抖动的话,那么电流波形不应该是哪个样子(不会电流向下倾斜)
如果EMI影响电路工作倒可以考虑考虑.
zcyzvs
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  • 2011-9-25 16:33:09
 
我前级是无源PFC的(三相电),滤波电容也是够大的。非常的怪异的。
二胡
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  • 2011-9-22 17:39:16
 
58A精神上给予力量
Bodoni
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  • 2011-9-23 18:01:35
 
uc3895??输出2KW?
不知道全桥跟半桥差异在哪了,初级电流波形很像。。
xiaoliangyl
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  • 2011-9-23 19:05:00
 
半桥用两个MOS管,全桥用4个MOS管,输入滤波电容只需一个,而且每个管的电流为半桥的半
Bodoni
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  • 2011-9-24 10:05:02
 
那就是变压器的电流波形是差不多咯。。
差异只是在管子上面。。
zcyzvs
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  • 2011-9-23 21:00:35
 
3895 啊,哈哈,功率是2KW的N备哈
zcyzvs
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  • 2011-10-8 23:07:27
 
3问题描述:
8KW产品在第二版加软件的时候出现以下问题:
输出100V/58A的时候,带在1分钟左右,出现原边电流波形晃动,电路工作不稳定,当把电流减小到57.5A时震荡消除。此时变压器原边电流有效值为11.5A,最大值为14.1A。已经排除了环路问题,磁性元器件饱和问题,副边电流环问题,原边限流问题。晃动波形如下:

绿色为变压器原边电流波形,蓝色为MOSDS电压波形。
zcyzvs
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  • 2011-10-8 23:08:57
 
4.排除实验:
a.电路中最大占空比限制电压,限制在3V(UCC389520脚最大电压不能超过3.6V),猜测当反馈电压接近3V左右的时候,理论上如果在加载输出电压会下跌,电路是不会出现震荡的,但是为了排除反馈电压刚好在3V和限定的3V在来回竞争而出现震荡,故把20脚电压限定值改动了3.6V,电路依然在输出60A附近震荡。把20脚电压限定值改动了2V,依然还是在输出60A附近震荡。可以排除反馈电压和限定的3V在来回竞争而出现震荡。
b.当把输出电压提高到140V,功率加到8KW,电流加到58A,电流没有超过60A,电路工作正常,这排除了功率限制问题。当把输出电压设定在100V,电流加到60A,负载功率在6000W,工作一分钟后,原边电流开始抖动,把电流减小到57A,电路工作正常。
c.输出反馈环路运放带宽问题:之前第一版用的是国办的LM2904MX,带宽为1.2MHZ,后第二版批量购买的是TILM2904PSR,带宽是700KHZ,故怀疑运放带宽不够,故更改为MC33172,带宽为1.8MHZ,故障依然存在。

d. 把电路的控制模式修改为电压模式控制,原边穿了一个4UFMKP材质的电容,还是带载到58A左右,电路开始震荡,震荡波形和先前一样,这个实验排除了先前峰值电流模式控制不稳定的嫌疑,排除了斜率补偿电路导致震荡的嫌疑。
综上所述,目前已经排除了:
环路问题,磁性元器件饱和问题,副边电流环问题,原边限流问题,峰值电流模式控制不稳定问题,峰值电流模式的斜率补偿设计不当问题。

MOS管寄生参数造成的震荡问题:先前用的Infineon SPW17N80C3,待载没有任何问题的,但这个管子的可靠性远不如Microsemi APT17F80B,故如果解决了这个震荡问题,那么用Microsemi APT17F80B这个管子,将会大大提高电路的可靠性。使用MicrosemiFREDFET MOSFET,这种MOS有更快的反向恢复时间的体二极管,在ZVS转换中会有更高的可靠性。,尤其是对于高压时的情况(800V1000V)。以的经验来看,以800V或者1000VFREDFET来设计的ZVS转换器,它的长时间故障率比使用标准高压MOSFETZVS转换器小的多。
故如果解决了使用Microsemi APT17F80B震荡问题,则整个电路的可靠性大大的加强。
请大家给点建议啊!小弟感激不尽啊!
Deshine
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  • 2011-10-9 00:24:23
 
LZ厉害啊,8KW的电源!
YTDFWANGWEI
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  • 2011-10-9 08:16:47
 
哪一条排除了限流问题?你的电路输出限流采用的是原边限流?
zcyzvs
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  • 2011-10-9 08:48:34
 
限流问题的排除:
在峰值电流模式控制下,反复更改原边电流检测电阻的阻值,并且去掉了过流保护,只保护驻波限流。还在止步58A
在电压模式控制下,去掉了原边的逐波限流,还是止步58A。
以上两种控制模式下,都去掉了副边的电流环路(电压环和电流环是并联的),如果电路采用峰值电流模式控制,那么我的电路具有原边具备逐波限流和原边过流保护功能,副边具有恒流模式工作的功能,且可以实现短路回缩功能,如果采用电压模式控制,那么电路只原边过流保护功能,和副边具有恒流模式工作的功能,且可以实现短路回缩功能。
现在在调试的时候,我去掉了所有电流相关的设置。
YTDFWANGWEI
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  • 2011-10-9 09:07:49
 
又从头开始看了一遍,你开始用17N80C3是没问题的吗?还有从你刚贴的这个震荡时候波形上来看,跟前面原来震荡时候波形是不一样的?原来的震荡是如何解决的?
zcyzvs
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副总工程师
  • 2011-10-9 10:50:16
 
以前是的谐振电感有饱和的现象,后来更换了,波形很正常了,但是还在止步58A,第一版用的COOLMOS 17N80C3,带载85A都正常的,现在第二版用APT的MOS,这个MOS可靠性要高很多的,一直调试,MOS从来不炸的,以前调17N80C3挂了不少的,切APT的这个MOS比较适合在大功率的ZVS电路中。
chen
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高级工程师
  • 2011-10-9 11:05:30
 
好厉害啊,做这大功率的,这回是不是变压器饱和了?
YTDFWANGWEI
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版主
  • 2011-10-9 12:17:40
 
从你最后提供的图上,看不出来哪里振,从你的描述也不清楚到底是哪里问题,帮不到你什么了,祝你好运,问题解决了别忘了上来说明一下,大家学习学习,呵呵.
zcyzvs
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副总工程师
  • 2011-10-14 21:52:22
 
现在电流带载问题已经解决了,带到80A都没有问题的,解决的思路如下:
在排除了所有的嫌疑之后,我忽略了一个基本的问题,那就是驱动问题,我空载测试驱动波形都是非常的完美的,加载的时候,由于是上三相电,所以,就没有去测试上管波形,下管波形在带载的时候,随着负载的加重,MOS管已经完全进去快关了,很明显的看到了米勒平台完全的消失了,但这仅仅是下管低端的波形,上管没有去测试带载的时候波形,
而问题就是出在这里,后来用差分探头测试,随着负载的加深,波形变得非常的糟糕,刚好在58A的时候,驱动电压掉到只有7V了,且开启的时候有很大一段负压,关断的时候也是有很大一个负压,学术名称叫自举高端驱动浮动地负过冲,这个服过冲如果超过5V,那么就要面临直通了,但也是幸运的是,刚刚在58A,驱动电压不够了,那个闭锁的负压在4V了,问题找到了后,我就用以前预备的驱动变压器搞了个驱动板,电流就很自然的突破到了80A 了,一阵窃喜,今天在加载软件调试充电曲线,就在晚上8点之前,一切都很正常的,但是就在我一转身的时候,忽然发现我的电流波形变形了,哎,一波刚平,一波又起啊。
第一个图:在80A正常的时候的电流波形,可以看到波形非常的完美,且正负完全的对称。

明显看到最大值和最小值已经完全相同了,逐波限流发挥到极致哈。

第二个图: 有问题的电流波形,在功率传输的阶段,有震荡的。现在带载30A也都有这个鬼波形了,真的要累死我啊。


放大后的图,且看功率输出的阶段的波形
zcyzvs
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副总工程师
  • 2011-10-14 21:54:58
 
请大家踊跃发言啊,哈哈,我搞完这个机后,给大家整理一个报告上来,用实际波形说明MOS在ZVS下米勒平台的消失,为什么自举驱动不适合大功率电源,等等,
zcyzvs
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副总工程师
  • 2011-10-14 21:58:14
 
如果有人问,为什么我先前的17N80C3都没有驱动问题的,这也是我忽略的问题,哈哈,17N80C3是COOLMIS,驱动损耗很小,驱动电流要求的也是比较小,估计在80A可以没有工作,超过100A也是要挂的。而我现在用的管子非COOLMOS,驱动损耗要大很多的,驱动电压掉的比较明显了
slslsl651
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副总工程师
  • 2011-10-15 00:48:42
 
楼主加油啊,我第一次搞2KW的移相全桥也是给它弄的死去活来的,你太厉害了弄这么大功率的。
adriangong
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高级工程师
  • 2011-10-17 16:50:11
 
我顶你啊,猛男,mark了
jing43
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本网技师
  • 2011-10-17 17:27:29
 
猛男呀,精神上给予支持!
zcyzvs
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副总工程师
  • 2011-10-17 17:46:01
 
谢谢大家关注,我在前天基本结束了硬件的调试了,现在搞充电曲线了,有空我整理下发个文档上来。
batixie
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高级工程师
  • 2011-10-18 09:26:17
 
支持楼主啊
slslsl651
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副总工程师
  • 2011-10-19 09:00:42
 
最后这个震荡是怎么回事?是不是之前不正常运行有器件软损伤了?
jackxiang
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  • 2013-1-28 20:22:08
 
好久咯,没看见你的报告哦
YTDFWANGWEI
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版主
  • 2011-10-15 10:36:54
 
你原来的驱动电路是什么样子的?原理图
工程随风
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高级工程师
  • 2011-10-18 15:12:36
 
关注,学习
司马仲达
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  • 2015-10-30 13:11:18
 
请问楼主,“高端驱动浮动地负过冲”这个问题是如何解决的?
飘飘飘
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副总工程师
  • 2015-10-30 16:41:34
 
看了好多个做移相全桥的帖子觉得此贴的楼主做的波形比较完美,和书本上说的波形很一致呀,真是个高手呀,要能得到他的指点应该获益非浅了。

搜索
司马仲达
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总工程师
  • 2015-10-30 16:52:45
 
你有楼主说的这个负过冲吗?你也是3895?
开开鼠
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副总工程师
  • 2015-10-31 08:46:35
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你怎么又把人家的墓葬的帖子给挖出来了
司马仲达
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总工程师
  • 2015-10-31 08:59:40
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哈哈哈,多学多看。
起来,起来。
inocencelove
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  • 2016-7-30 17:19:34
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话说楼主图里 这个震荡 怎么能消除       司马兄 有啥建议没
司马仲达
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饱和吧
inocencelove
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变压器 饱和?   谐振电感?  
inocencelove
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变压器 饱和?   谐振电感?  
司马仲达
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总工程师
  • 2016-8-1 18:59:29
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电感。但是不一定能说饱和,也可能电感量小了,电流IP本来就应该上升的
miao0256
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高级工程师
  • 2017-10-17 13:26:07
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你好,大家都想知道震荡鬼波形,怎么处理的?请分析分析。
goodgft
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高级工程师
  • 2012-11-16 10:18:48
 
期待LZ整理的文档啊,期待!
justbecause
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高级工程师
  • 2013-10-8 17:07:00
 
楼主你把问题搞得了,把解决方法给大家讲讲,不胜感激!
andywang
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副总工程师
  • 2013-10-8 19:56:07
 
好久没有看见的好帖了。
zzx921102
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助理工程师
  • 2016-1-13 17:20:42
  • 倒数8
 
请问我的ZVS移相全桥电源,经常会出现变压器原边电压波形震荡或者出现缺口,但ZVS电流波形却比较好。楼主你有遇到过这种情况么??是怎么解决的呢??
budaoweng6789
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副总工程师
最新回复
  • 2019-11-18 21:06:54
  • 倒数1
 
看到这个帖子后得出一个结论,楼主威武,关键时刻还得靠自己呀。不过遗憾的是,最后那个震荡好像也没有给大家透漏一下
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