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电流型推挽全桥--推挽侧MOS管尖峰太高

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fyen
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  • 2018-3-21 10:30:38
10问答币
问题: 如何解决管子的尖峰问题?
参数: 输入电压40~60Vdc, 输出5Vdc, Iout=50A;fs=50k; 匝比:8:2:2;;输出电感不小于6.5uH;;
描述: 用MOS管体二极管当整流管时,管子Q6  Vds=56.8V,带载约200W,但用同步整流时,Q6的尖峰很大,Vds都超100V,目前用了100V 的MOS管csd19531.;变压器是8:2:2 ,采用了三明治绕法, 副边两个绕组是并绕的;并夹在原边中间;原边测的的漏感是约1.3uH,,副边漏感是约0.2uH;管子采用了RCD吸收,吸收电阻用了10R,吸收电容最大用过472两个并联;以及修改驱动电阻(10R~51R)(隔离驱动 ,用了TLP350),都对最高的那个尖峰,改善效果不明显。仿真时,这个尖峰也存在,是变压器漏感导致。

主电路.jpg (66.46 KB, 下载次数: 104)

主电路

主电路

PCB.jpg (119.91 KB, 下载次数: 114)

PCB

PCB

Q4 Vgs与Vds-120W.JPG (74.35 KB, 下载次数: 108)

Q4 Vgs Vds

Q4 Vgs Vds

Q6 Vgs与Vds 02.JPG (73.78 KB, 下载次数: 117)

Q6 Vgs Vds

Q6 Vgs  Vds

Q6 Vgs与Vds.JPG (72.3 KB, 下载次数: 115)

Q6 Vgs Vds

Q6 Vgs  Vds

Q6二极管-200W.JPG (65.33 KB, 下载次数: 112)

Q6 VD 体二极管

Q6  VD 体二极管

最佳答案

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感觉是你的控制时序问题,看你的控制时序,原边驱动和副边同步管驱动没有死区,Q2/Q5导通时,Q6正好关闭,这里你有对应的死区设置吗?如果没有死区,那么存在两种情况: 1. Q2/Q5导通时,Q6已经关闭,这样Q6相当于二极管,电路应该是正常工作的。 2. Q2/Q5导通时,Q6稍微延迟一点时间后才关闭。这种情况下,Q2/Q5导通时,变压器副边Q7导通,Q6也导通,变压器副边短路。变压器仅存在漏感了。这时电路应该是有问题的。[/backcolor] ...
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nc965
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  • 2018-3-21 10:57:42
 
你这个是普遍问题,主要还是漏感惹的祸,解决之道:
1、最大限度减少漏感
2、原边钳位
3、副边考虑反激成分或者钳位吸收

fyen
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  • 2018-3-21 12:52:24
 
1、变压器是否还有改进的方法?目前是用0.1*100的利兹线,用铜皮是否可改善?2、有源钳位的方法改动太大了。

3、增大了RCD吸收,R改成1k,C改成了104,尖峰可以减小30V 左右。但尖峰还是大。


加大吸收1k与104.JPG (69.16 KB, 下载次数: 117)

Q6 Q7 的Vds

Q6  Q7  的Vds
nc965
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  • 2018-3-21 15:03:01
 
1、最大限度减少漏感漏感包括原边绕组之间、副边绕组之间、原边与副边之间的漏感,都要尽可能最小化。
比如你0.1*100的利兹线8匝,各分50根出来做原边的两个绕组,对原边两绕组而言就是互感最大、漏感最小的绕法。
2、原边钳位,包括有源钳位,无源钳位,拓扑钳位。
你这个做好拓扑钳位即可,即三圈两地。
3、副边考虑反激成分或者钳位吸收,这是三个措施:反激成分、钳位、吸收,以效果优劣排序。
意思:吸收效果是最差的。
fyen
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  • 2018-3-21 17:10:04
 
三圈两地,不理解。能否解释的详细点。
用体二极管当做整流,尖峰就小很多,而用开关管当整流管用,除了尖峰大很多外,还有明显就是输入损耗增大很多,有约20W,是否还有别的问题?论文里,讲到的是,尖峰应该是一样的。控制有问题??

1212.jpg (72.48 KB, 下载次数: 108)

尖峰应该是一样的。

尖峰应该是一样的。

控制时序.jpg (31.93 KB, 下载次数: 107)

控制时序.jpg
nc965
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  • 2018-3-21 17:46:03
 
“三圈两地”可参阅此贴285楼:【三圈两地】开关电源PCB布板要领
何谓整流?何谓输入?你前后两图是反方向的,没看明白。
如果是整流(续流),用开关取代二极管叫同步整流,还是整流。其反压尖峰按二极管看待,与是否同步整流关系不大。
二极管反压尖峰,可以吸收,但不能直接钳位,否则破坏二极管反向恢复特性。
二极管反压尖峰,可以RC吸收,或许也可以RCD吸收,但RCD吸收应该没有特殊机制和优势,用RC即可。
二极管反压尖峰,不能(在二极管两端)直接钳位,但可以(向其它地方)间接钳位,效果优于吸收,详情可参阅此贴274楼:葵花宝典:消除副边二极管反压尖峰
fyen
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  • 2018-3-22 11:22:06
 
论文中写的就是用开关管当同步整流与用二极管整流,两者尖峰都是一样的。而我现在遇到的问题是 ,用开关管当 同步整流时,比用二极管整流时,尖峰大很多,同样的RC吸收下,空载下,尖峰都超100V了。100V的开关管都不能用。  都无法正常上电,否则就烧管子。

nc965
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  • 2018-3-22 20:27:58
 
你不驱动MOS试试
fyen
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  • 2018-3-23 11:13:03
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不驱动MOS管,就是用MOS管的体二极管,当作整流管时, 与 用二极管当作整流管时,尖峰是一样的。(吸收电路的参数相同)。 但只要开MOS管的驱动信号,MOS管用于同步整流时, 就出了问题,一是,损耗增加20W, 二是、尖峰超100V了。
nc965
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  • 2018-3-23 12:27:00
  • 倒数8
 
那就是驱动信号有问题
fyen
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  • 2018-3-23 16:33:21
  • 倒数7
 
同步整流控制信号,我增加个死区时间,进去看看。
ipower_cube
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  • 2018-3-28 23:33:04
  • 倒数5
 
感觉是你的控制时序问题,看你的控制时序,原边驱动和副边同步管驱动没有死区,Q2/Q5导通时,Q6正好关闭,这里你有对应的死区设置吗?如果没有死区,那么存在两种情况:
1. Q2/Q5导通时,Q6已经关闭,这样Q6相当于二极管,电路应该是正常工作的。

2. Q2/Q5导通时,Q6稍微延迟一点时间后才关闭。这种情况下,Q2/Q5导通时,变压器副边Q7导通,Q6也导通,变压器副边短路。变压器仅存在漏感了。这时电路应该是有问题的。


你看下是否是这里的问题,增加的20W也可能是Q2/Q5和Q6短暂共通时产生的损耗。
星宇
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  • 2018-3-22 21:26:19
 
很多人认为尖峰是漏感所致,其实不然,真正导致尖峰的原因,漏感只是一小部分,最大的问题是电流上升速率过快(DI/DT)引起,如果我们能想办法使开关管开通的时候,电流按一定斜率上升,那么输出二极管加点点吸收就可以将此问题解决掉。如果只是一味的减漏感,加吸收,那只是杯水车薪!我可以上我做的双管正激的波形图为证!
fyen
  • fyen
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LV6
高级工程师
  • 2018-3-23 11:25:42
  • 倒数9
 
降低DI/DT,增大驱动电阻?
星宇
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  • 2018-3-23 20:25:39
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那个有点作用,外加一个饱和电感不就可以了?
yewuqiaoxi
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本网技师
  • 2018-3-30 12:06:32
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前辈可有比较好的解决办法使   电流按一定斜率上升?非常感谢,最近遇到了这个问题非常棘手
星宇
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  • 2018-3-30 20:26:55
  • 倒数3
 
采用双管交错正激,然后再搞软,效果应该相当不错!
yewuqiaoxi
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本网技师
  • 2018-4-2 15:22:37
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前辈能不能传个图学习学习啊?
Ahah
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本网技工
最新回复
  • 2018-5-7 20:28:53
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楼主好!这个问题最后是怎么搞定的,遇到了类似问题,还请赐教
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