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这双管正激的波形正确吗?

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xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-6 17:37:38
10问答币
我按照刘胜利 《现代高频开关电源实用技术》中的利用TL494设计双管正激电路。工作频率选为50khz。如图1
输入:AC220V
输出:60V/1A
我的变压器选用磁芯EER42 ,初级 60T(0.4mm双线并绕), 次级20T,初级测的电感7.5mh左右,次级电感1.3mh左右,当时感觉初级电感是不是太大了?和设计的不符合啊。
电路焊接好后,先固定TL494输出驱动脉冲占空比25%,然后利用公频变压器输入交流36V,即直流测直流为50V。
此时测得输出为14.6V。感觉不对Vout=0.85*50*0.25/3=3.54V啊。通过示波器观察双管的波形,发现俩管GS波形一致,但是DS波形有问题,DS的上升速度过慢,下降速度更慢(如图2,上升时间为2us,下降时间为6us)。
正激变压器初级波形则更差了,如图2
请问这是不是由于变压器原边电感量过大引起的呢?



图2,上左为GS波形,上右为变压器原边波形,下右为下管DS波形,
变压器初级 高电平 56V,低电平 -54V ,这正常吗?

图1

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 看黄线,空载时Lm与与开关管的结电容谐振,就是这个样子。 正激的输出LC滤波及续流D的存在,空载Uo会失控升高。 对于RC的选取,你先网上查一下资料参考一下,这个问题说来话太长了。
晶纲禅诗
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  • 2010-8-6 19:18:03
 
基本正常!
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-6 22:00:24
 
那请问为什么输出时14.6V呢?变压器初级占空比不应该和驱动的占空比相等吗?上面波形初级上升时间+下降时间都有10微妙多、是不是太长了?
晶纲禅诗
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  • 2010-8-6 22:18:32
 
1.变压器初级占空比应该和驱动的占空比是相等的(差别很小的,假设漏感导致的占空比丢失为零)。
2.是不是太长...?只要占空比不大于等于50%即可。不知你右上角是不是空载电压波?
晶纲禅诗
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版主
  • 2010-8-6 22:23:29
 
输出有没接负载再测电压?
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-6 23:00:38
 
对,是空载波形,输出没有接负载。
要接上负载在测试吗?
我感到很奇怪。这个波形的高电平为54V多,低电平也-50多付,怎么会这么高?而且初级变压器由于上升和下降的影响,占空比大概为60%多,输出应该也达不到14.6v啊
50*0.85*0.6/3=8.5v
晶纲禅诗
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  • 2010-8-6 23:20:07
 
【而且初级变压器由于上升和下降的影响,占空比大概为60%多 】】这个说法是错误的!你加载再试试,
波形就不是这样了,占空比是栅极驱动波形给定的。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-6 23:25:31
 
嗯。先谢谢版主耐心解答!我明天马上去试试。请问版主为什么上升时间会那么长?都快6us了。而一个周期也就20us。带载和不带载主要区别是什么?我知道反激电源不带载测是没意义。一般要加假负载,正激电源为什么也要加呢?
还有,我想请问下。如果我上220VAC的话,变压器初级是否要并联个RC缓冲电路?如果需要,RC大小及功率等级为多少合适?
晶纲禅诗
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  • 2010-8-6 23:39:00
 

看黄线,空载时Lm与与开关管的结电容谐振,就是这个样子。
正激的输出LC滤波及续流D的存在,空载Uo会失控升高。
对于RC的选取,你先网上查一下资料参考一下,这个问题说来话太长了。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-6 23:41:34
 
再次感谢!
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-7 10:31:21
 
今天上午进行了测试,发现带100欧负载时候,输出为7V,变压器初级波形无大改善。
带20欧负载时候,变压器初级波形如图1,输出为3.42V。和计算结果相符合了。


1。请问这波形为什么会有负压啊?是不是负压时候就是变压器反向给电容充电?也就是磁芯复位?
2。请问我输出为60V,采取的PC817+TL431做反馈,没有做开机启动电路,那么,如果直接上220V的话,开机瞬间占空比回达到90%多,如果这个时候反馈不工作或损坏是不是回炸管啊?
先谢谢了。希望能得到 晶纲禅诗 和其他前辈的指点。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-7 12:41:38
 
我在固定25%占空比下AC220V输入。带100欧,5W负载,输出38V,
变压器初级波形如下。


输出Vout=312*0.9*0.25/3=23.4。为什么测得的是38V呢,是不是和负载100欧有关系?
感觉变压器匝比开始时候设计错了。当时设计的是NP=60T,NS=20T,匝比3:1
晶纲禅诗
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版主
  • 2010-8-7 22:05:31
 
与轻载有关。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-7 23:18:56
 
嗯。由于是在固定占空比下测试,所以没有加软启动,明天打算加上软启动测试。
我想请教下版主
1。如果带负载过轻回导致输出升高,这是因为我现在开环引起的吧?闭环输出轻载下应该也稳定?(我想是不是回减小占空比来实现)
2。闭环如何测试?闭环如果没做好,假设导致占空比远大于50%,MOSFET是不是会炸裂。我输出60V,用的PC817+TL431反馈,反馈原理及参数如图

这样在有软启动的情况下可以直接上220AC不?
晶纲禅诗
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版主
  • 2010-8-7 23:50:33
 
1.你的看法正确。2.你的芯片有没有最大占空比限定功能的?如有,既使出现问题,如环路不稳定等,短时间就炸管的概率好象不大。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-8 00:01:14
 
有,TL494在非推挽输出情况下最大占空比为92%左右,但是我感觉这个相当于直通,因为负载等原因。?
您认为我TL431和PC817的参数合理不?我进行了实验。但是是在低压情况下测试的TL494 3脚反馈电压,PC817初级以及次级电路的联系。但是不知道在带变压器和高压输出会不会出问题。
下面是我PC817+TL431和TL494测试的结果
TL494_3脚电压与输出占空比关系

PC817与TL431测试

晶纲禅诗
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版主
  • 2010-8-8 09:08:25
 
每个人的设计风格有别。
对于TL431和PC817的参数,我觉得通过38K与2K分压再相联的方法不太好。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-8 09:20:41
 
哦!谢谢版主!我今天测测,然后把结果发上来
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-8 18:18:12
 
今天测试了下。加上了光耦反馈,本来计算稳压在35V,示波器测得是33V,万用表测的是32V,
输出纹波比较大。峰峰值达1V,我想是后面滤波电路的问题,
我测量时候不敢上电太久,大概测量电压后就断电了。大概20s。
我现在有个问题。就是我带100R负载时候输出时32V,但是如果我将负载去掉,空载测试,输出则高达78V多。这应该是反馈设计不当导致的吧?如果反馈设计的好,空载应该也能稳定在32V?
晶纲禅诗
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版主
  • 2010-8-8 18:31:42
 
你这个电路的最小占空比是多少?如想‘空载’能稳压,
必需要有一个合适的假负载。输出是否能稳压,并非100%全依赖于环路的反馈空制。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-8 19:42:39
 
当初计算的最小占空比为27%~30% ,我想请问下计算所得的最小占空比是不是真正的最小占空比?实际会不会根据反馈进行调整呢?还有就是我这个电源是供给后面的DC/DC和DC/AC的,后级功率比较小,这样是不是对导致这个正激电源的输出不稳定呢?
按照版主的意思,是不是设定好了假负载,即使后面“真负载”从0变化到较大,对输出电压都不会有影响?
晶纲禅诗
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版主
  • 2010-8-8 19:57:28
 
我说的【最小占空比】是指芯片在接受到‘电压超过设定值’的反馈信号后,电路能给出的最小值。
【按照版主的意思,是不是设定好了假负载,即使后面“真负载”从0变化到较大,对输出电压都不会有影响? 】】
答案是肯定的。后面是靠反馈稳压的。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-8 20:07:21
 
最小占空比为0。我下午测试时候先将反馈送至单独一个TL494(电路仍然开环,这个TL494我只是用来测试会不会占空比一直最大,是MOSFET直通),发现反馈电压为5V多,第二次将反馈电压减小,刚测得反馈电压3.8V多,这个TL494就啪的一声烧掉了。由于反馈为3.5V的时候占空比就为0了,我测得就过电压时候占空比也为0 。
版主有什么建议呢?是不是正激产品一般都会设置假负载?还有像请教版主,如果单端正激没有设置复位绕组,用RCD复位,那么MOSFET承受的最大电压是否为两倍输入电压?
晶纲禅诗
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版主
  • 2010-8-8 20:40:26
 
【是不是正激产品一般都会设置假负载? 】 】对稳压电源来说,是需要有一个最小假负载的。
【如果单端正激没有设置复位绕组,用RCD复位,那么MOSFET承受的最大电压是否为两倍输入电压? 】】
理论上应该是这样的。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-8 21:46:37
 
谢谢版主!我回去多进行几次测试。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-12 20:45:36
 
版主,请问为什么,这个双管正激AC220V输入,DC 60V输出,驱动脉冲占空比只有2%?
晶纲禅诗
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版主
  • 2010-8-7 22:02:55
 
1.你的看法正确。
2.你有没软启动?
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-7 23:37:40
 
期待得到您的解答!先谢谢了。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-7 21:53:19
 
自己顶一下。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-12 20:44:08
 
闭环测试完了。发现AC220V输入,DC 60V输出,驱动脉冲占空比只有2%,这是为什么呢?有没前辈可以给出计算过程?
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-13 09:40:38
 
空载已经测试完毕,工作正常。在空载情况下也能稳压。
YTDFWANGWEI
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版主
  • 2010-8-13 10:15:52
 
你是不是完全空载或只带很小的死负载?增大一下负载看看。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-13 22:42:08
 
嗯。我是完全空载测试的。有人说正激应该先空载进行测试,然后再带负载。于是我就在带轻载(10K),然后空载进行了测试,输出能稳定,明天打算加大负载进行测试。
晶纲禅诗
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  • 2010-8-13 22:55:41
  • 倒数10
 
10k太轻了...你有没测过DC输出的波形?
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-17 00:14:42
  • 倒数9
 
嗯。DC输出纹波会偶然的出现一些VPP=1V-2V的大的尖锐脉冲波形、我带600欧的输出DC波形大概是这样的。

我用的输出整流管是HER107(因为一开始用的MBR系列的由于输出电压过高而烧了,所以先用这个调)。请问这样的尖峰脉冲正常吗?是不是后面应该加一级LC滤波?我看别人做的,不需要二级LC滤波纹波也很小。估计和布线和元器件都有关系吧。?
最近急着把几个板子的PCB赶出来,所以这个正激的测试暂时放边了。请问版主有无可分享的反激与正激的实例?
晶纲禅诗
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版主
  • 2010-8-17 00:20:07
  • 倒数6
 
的确不正常!不过要排除是否是测试时示波器探头引入了其它干扰?
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-17 00:22:43
  • 倒数5
 
额!有可能。示波器探头地线很不好,但是VPP应该有1V左右。每隔一段时间久出现(不是开关频率)。
请问版主正常的波形应该如何?是不是应该没有这些尖峰脉冲?
晶纲禅诗
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版主
  • 2010-8-17 00:30:22
  • 倒数4
 
正常为接近直线波,60V的电源轻载一般Vpp小于0.6V以下(经验值,供参考)。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-17 08:24:13
  • 倒数3
 
那版主认为应该从哪几个方面查起呢?我一开始打算后面添加以及LC滤波的。我以前一反激电源类似这样的尖峰,在后面加LC滤波后就好了
晶纲禅诗
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  • 2010-8-17 19:09:22
  • 倒数2
 
除了加LC滤波,PCB布线的合理性也不能忽视。
xxlxltrps
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初级工程师
最新回复
  • 2010-8-18 00:31:32
  • 倒数1
 
首先要谢谢版主的关心!我今天晚上换了个泰克的示波器测试,一般脉冲值0.5V以内,少数达到1V的。脉冲有正有负。正的多,负的很少,我说的0.5V是正或负的峰值。这应该算正常吧?
关于PCB布线,电路我一开始没有对布局进行好的规划,直接焊的测试板,所以布线应该对电源整体性能有影响!
不知道版主能够给个正激电路的布线作为参考?先谢谢了。我的邮箱是novaa@163.com
还有就是我测试了一下直流母线,发现隔几ms也会出现3~5V的脉冲(开关频率为50KHZ,输出的脉冲为40多us一个)。
下面是我画的变压器初级波形,由于凭记忆画的,蓝色区域我忘记了有没有过零了。好像过了吧!

xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-17 00:17:29
  • 倒数8
 
嗯。我开始10K,后来不接负载,直接空载测,然后后来接了600R负载和1.2K的负载测。
我打算接着把软启动和电流检测的加上去。然后拍一些测试照片留着分析。
xxlxltrps
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初级工程师
  • 2010-8-17 00:20:02
  • 倒数7
 
对了。我忘记和版主说了。一开始反馈不稳压发现时变压器设计错误。变比过小。将原来的变比3:1变成3:2后,变压器初级波形非常漂亮,就是驱动脉冲的波形,没有我发帖求助时候的现象了。
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