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未解决

半桥电路在DCM模式下临近CCM时候有低频振荡

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zhushouw
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高级工程师
  • 2017-11-29 14:19:46
10问答币
上传了4张图,两张波形图,其中绿色的为输出纹波,很明显有低频振荡,黄色为副边二极管Vds。说一下我使用的拓扑,原边半桥架构,副边全桥整流。
输入24转48V150W,模块在DCM临近CCM模式0.7A负载附近有低频振荡,振荡频率大概1kHz。环路的穿越频率也在此频率附近。不知道有没有联系。另一块班子24转36V也有同样的问题,在大概0.8A负载有震荡。
绿色输出纹波,黄色副边二极管Vds.jpg
绿色输出纹波,黄色副边二极管Vds —.jpg
震荡的负载点环路.jpg
震荡时候环路.jpg
zhushouw
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高级工程师
  • 2017-11-29 14:24:34
 
说一下,这个时候的模块环路没有调整。模块半载和满载的环路都调试过,穿越频率和相位裕量都是足够的。
zhushouw
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高级工程师
  • 2017-11-30 09:27:37
 
没人回复啊?就没有工程师遇到过此类issue吗?好尴尬~~~
Coming.Lu
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  • 2017-11-30 10:01:38
 
1kHz的时候,相位好像就不够了吧。
一般好像说要45度以上吧。
图上才30多度。
zhushouw
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高级工程师
  • 2017-11-30 15:31:04
 
DCM模式下的环路本来就会很差吧?其实更低一些负载时候相位也是差不多的,甚至更低,但并没有出现震荡。而且30度的相位不代表环路调整不到稳态,只是振铃次数多一些罢了。
greendot
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  • 2017-11-30 15:39:06
 
续流电感感量和输出电容容量=?
zhushouw
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高级工程师
  • 2017-11-30 15:46:00
 
输出电感是30uH,电容是70uF MLCC外加60uF电解电容。不知您有没有一些想法,希望能给分享一下。
Coming.Lu
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  • 2017-11-30 15:49:08
 
CCM更差。
zhushouw
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高级工程师
  • 2017-11-30 15:55:25
 
陆版主说明白一些啊,跟不上您的节奏,慢一些。我觉得还是CCM环路好一些吧,DCM的穿越频率很低,导致其动态响应很慢,所以一直认为是DCM差一些吧
Coming.Lu
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  • 2017-11-30 16:19:23
 
一般来说,CCM 的电感相对较大,电流变化较慢。
另外,CCM有某些情况下,因为占空比变大(给次级放电的时间变少),
而导致从占空比加大后,输出因没有跟着变大,而要等到变压器储能上来后,输出才能变大。
也就是说,CCM 只能是更慢,不可能是更快。
greendot
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  • 2017-11-30 16:29:57
 
LZ 的意思是一个既定的机子,DCM 比 CCM 差些,那是对的.
Coming.Lu
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  • 2017-11-30 16:33:42
 
哦,同一个电源,DCM段比CCM段差?那这倒是有可能。
我说的是做同一功率的电源,做成全DCM的,要比做成 DCM+CCM 的好。
zhushouw
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  • 2017-11-30 16:46:06
 
做成全DCM的电源因为电感设计的小了,dI太大效率会有影响啊,而且输出纹波也变大了。EMI也不可控吧。

Coming.Lu
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  • 2017-11-30 16:56:52
 
反激本来就不会做太大功率。
如果做成CCM,反向恢复带来的EMI问题也不小。
zhushouw
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  • 2017-11-30 17:20:42
 
还是回到1楼吧,版主们给点建议啊。我是真没想法了,不知道问题出在哪儿。模块的供电驱动也都看过了,没有问题。之前怀疑环路的问题,将环路开环,外灌Vctrl电压来设置输出,还是会有震荡出现。
Coming.Lu
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  • 2017-11-30 17:26:01
 
想办法让过0dB的位置右移就好。
这样,就在相位比较足的那段了。
zhushouw
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  • 2017-11-30 17:30:00
 
我有将将环路开环,外灌Vctrl直接到控制芯片,不通过电压环。输出在同样的负载点附近依然有震荡,这个时候震荡和环路没关系啊。
Coming.Lu
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  • 2017-11-30 17:34:44
 
开环还振,那只能是负载或电源(母线)在搞鬼了。
还有可能是LC谐振,但在这里可能性不大。
zhushouw
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  • 2017-11-30 17:41:28
 
母线电压是OK的,负载也有换过直流负载测试,震荡依旧啊
Coming.Lu
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  • 2017-11-30 17:42:37
 
有没有用电阻试过。
zhushouw
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  • 2017-11-30 18:04:44
 
也有看过,容性负载和阻性负载震荡的负载点和震荡的波形基本一致。当时我是用的chroma的负载设置CR模式测试的,没有用水泥负载测试。
Coming.Lu
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  • 2017-11-30 18:05:51
 
有机会就用真电阻试试。
Coming.Lu
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  • 2017-12-1 17:24:35
 
不好意思,看见 DCM 和 CCM 就先入为主以为在讲反激。
刚刚才发现是半桥。
如果是半桥开环还振的话,还有一种可能:电流型CCM模式时,需要斜率补偿,要不也有可能会振。
zhushouw
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高级工程师
  • 2017-12-1 17:37:03
 
那个震荡是电流大小波在震荡,频率应该没这么低吧?
Coming.Lu
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  • 2017-12-1 17:47:30
 
看看是不是占空比在变,但电流峰值没变。
zhushouw
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高级工程师
  • 2017-12-1 17:54:55
 
陆版的意思是通过这样来判断没有斜坡补偿导致的电流震荡吧?
Coming.Lu
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  • 2017-12-1 17:55:25
 
是。
zhushouw
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高级工程师
  • 2017-12-1 17:49:06
 
而且我的斜坡震荡是输入前馈补偿做的,没有用到电流控制模式啊,陆版。
Coming.Lu
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  • 2017-12-1 17:55:01
 
还是上个原理图吧。全在这里瞎猜。
zhushouw
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  • 2017-12-1 18:01:56
 
半桥拓扑,副边用的是全桥整流,公司有保密啊,不敢往上发。而且电脑都不能用截图,一用截图软件电脑就自动黑屏
Coming.Lu
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  • 2017-12-1 19:54:53
 
那没办法了,你自己慢慢摸索吧。
公司这种制度,也只能是这样了。
zhushouw
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  • 2017-12-8 12:31:56
 
更新一下目前的情况,这个低频振荡问题折磨人啊:1、将模块相位裕量提上去(2K,110°),振荡依旧存在;2,将模块输出开环,外灌Vctrl电压至控制芯片调节到需要的输出,振荡依旧存在;3、模块带纯水泥电阻测试,振荡依旧存在且幅值和频率均没有变化;4、模块输出带大电解电容,振荡依然存在,只是低频震荡频率变小了;5、模块外灌原副边辅助源供电,震荡波形没有变化;6、测试Vbus电压是稳定的,但是半桥电容上的电压震荡频率和输出电压的震荡频率一致,但不是正弦波的样子,加大半桥电容震荡依旧存在;7、震荡的时候模块的占空比是稳定的。而且实际看了一下随着输入电压越高,震荡的电流点也是逐渐提高的,震荡点再往上0.3~0.4A的样子基本上就完全进入CCM模式了。
震荡时候下面的半桥电容对地电压波形.jpg
上下板桥电容个并联220uF大电容波形.jpg
greendot
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  • 2017-12-8 16:09:31
 
第7点是开环闭环?
zhushouw
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  • 2017-12-9 22:54:51
 
开环闭环的占空比都看了,只在意Ton的时间是固定的,没有变化,因为我的模块是定频,就没在意频率是不是有微小的变化,大的变化肯定没有。
zhushouw
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  • 2017-12-13 15:48:52
 
也确认了,Ton和开关周期都是固定的,占空比是固定不变的。因为这个是定频的,所以当时测试只关注Ton时间了,没看周期。目前确认周期和Ton都是固定的。
franky
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  • 2017-12-8 17:39:21
 
如果不用前馈补偿会如何?
zhushouw
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  • 2017-12-9 23:01:26
 
有尝试前馈补偿用外供电做,一样有震荡。
franky
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  • 2017-12-1 14:54:44
 
可以上个电感的电流波形图, 看是否低频振荡时, 电感电流在DCM 与CCM 两个状态跳动..

zhushouw
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  • 2017-12-1 14:57:44
 
输出电感用的平面电感,不是成品电感,没法测试电流啊~不过看1楼上面测试的副边全桥整流二极管的应力波形可以看出来应该是临近CCM模式或者刚切进来CCM模式出现的现象。
franky
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  • 2017-12-1 15:26:15
 
参考附件, 如低频振荡只在状态转换时发生..
complex dynamics and fast-slow scale instability in buck converter.pdf (559.61 KB, 下载次数: 33)
zhushouw
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  • 2017-12-1 17:20:32
 
谢谢分享,打算周末看看您给的paper,下周针对paper再做针对性的测试。然后再把结果发上来。
st.you
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  • 2017-12-11 11:39:33
 
以前遇到过TL431偏置电流不足导致低频纹波增大。
zhushouw
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高级工程师
  • 2017-12-13 15:57:34
 
更新目前测试结果,目前在开环条件下原副边GND加Y-cap,震荡可以减少很多(800mV变化到 200mV)。但是闭环以后加Y-cap与不加对震荡基本没有影响。
franky
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  • 2017-12-14 00:53:47
  • 倒数10
 
如下电路开环仿真有看到近1kHz 的波动, 感觉是CCM 换DCM时,输出电压由高转低, 原因待解..
ScreenHunter_01 Dec. 14 00.34.jpg
ScreenHunter_02 Dec. 14 00.39.jpg
ScreenHunter_03 Dec. 14 00.40.jpg

zhushouw
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高级工程师
  • 2017-12-14 09:28:21
  • 倒数9
 
说实话开环条件下的震荡想不通。目前这个低频振荡是一点想法都没有。
franky
  • franky
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副总工程师
  • 2017-12-14 17:28:34
  • 倒数8
 
请问上下半桥电容多大 ? 控制芯片为何 ?
zhushouw
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高级工程师
  • 2017-12-14 20:28:03
  • 倒数7
 
上下半桥电容都是30uF,控制芯片是isl6742的芯片,励磁电感2.8uH,原副边匝比1:6.
greendot
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专家
  • 2017-12-15 11:33:17
  • 倒数6
 
找到原因没有?
zhushouw
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高级工程师
  • 2017-12-15 12:26:34
  • 倒数5
 
没有啊,想不清楚为何就那几个点有震荡。
Kyl123
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本网技工
  • 2018-10-4 16:55:12
  • 倒数4
 
你好,请问开环输出低频震荡的原因找到了吗?我们该拓扑也遇到类似的问题
zhushouw
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高级工程师
  • 2020-1-1 15:46:00
  • 倒数2
 
请问你们震荡的幅值和频率大概多少?
sjh949340842
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本网技师
  • 2019-12-4 09:54:21
  • 倒数3
 
楼主你好,我现在做的拓扑也遇到了这种情况,请问这个问题你最后解决了吗?
zhushouw
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高级工程师
最新回复
  • 2020-1-1 15:46:53
  • 倒数1
 
请问,你们震荡的频率和幅值是多少,什么样的波形,可以发出来看一下。
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