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未解决

不对称半桥电路的闭环调试

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caochicqu
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  • 2018-12-19 10:23:46
10问答币
现在采用的不对称半桥电路其拓扑结构如图所示。其中在开关管Q2处串联了一个采样电阻,作为电流采样信号;

所选用的芯片是ST的L6591,此芯片电流型芯片,其数据手册如下。

现在整个电路的开环调试已经完成,而且输出纹波均是满足要求。在闭环调试的过程中遇到了几个问题。
1、根据芯片框图其采样电阻的计算公式应该为图2的公式。

2、闭环调试的过程中反馈环路能够起到作用,可以将7脚(COMP)电压拉低,但是7脚电压不能够自动调节,一直维持在拉低之后的电压保持不变。测试波形如图3所示。

下面说下我自己的想法:
按照我自己的理解,在实际的闭环反馈过程中,7脚电压应该是能够自动调节的。这个芯片是3脚(ISEN)的电压与7脚分压之后的电压进行比较产生PWM波。所以我认为是应该调节7脚电压来调节输出驱动波形的占空比;

因为这个芯片的资料自己找的不是很多,而且数据手册中也没有给出采样电阻的计算公式,所以这个方面还是存在一定的疑惑。

这个闭环个人也搞了一段时间了,所以希望有用过的同行能够指点一二。非常感谢!

拓扑结构

拓扑结构

采样电阻公式

采样电阻公式

7脚电压

7脚电压

L6591_datasheet.pdf

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不对称半桥DC_DC变换器研究_李荷丹.zip

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L6563S L6591_90.pdf

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mypower21DY
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LV10
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  • 2018-12-19 11:00:43
 
图呢                  
caochicqu
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  • 2018-12-19 11:02:56
 
刚一直想着排版一下,结果也不会排
星宇
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  • 2018-12-19 11:33:51
 
上原理图,
caochicqu
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  • 2018-12-19 13:33:31
 
谢谢!
原理图给出了原边的。

constant current.PDF

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星宇
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  • 2018-12-19 13:55:35
 
自已贴出来吧,没人要你的!
caochicqu
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  • 2018-12-19 14:51:13
 
。。。。。

constant current.PDF

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水星
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  • 2018-12-19 15:47:50
 
之前用过这个IC,半桥是有加一个比较大的隔离电容(我们当时好像叫隔直电容),刚再去看IC datasheet上面的典型应用也有(如附图的C14)。而你这线路上没有,不知道这是什么玩法,不会磁饱和吗?还是说你就是在玩磁饱和?

AHB.png
caochicqu
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  • 2018-12-19 16:04:34
 
对的,datasheet上的确实是这个样子;应该没有磁饱和,之前测过变压器电流的
想再多问几句
1、3脚(ISEN)电流采样电阻是如何计算的?
2、在闭环调节的过程中7脚(comp)电压波形大概是什么形状?
谢谢!


byf_200.png
水星
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  • 2018-12-19 17:47:54
 
1.  我们有用ISEN做过功率保护,所以我们是根据OPP要求来计算的;
2.  comp pin电压是比较稳定的。

小建议:1.  把稳压管ZD104的稳压等级提高到大于Vref(5V);
             2. 在现在的基础上,comp pin 加个电阻到地,阻值大小与R101搭配着调试;

caochicqu
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  • 2018-12-19 21:49:23
 
谢谢您的建议。
7脚电压比较稳定,那输入电压变化的时候如何实现输出电压的稳定的呢?
星宇
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  • 2018-12-19 23:39:38
 
先帮你把图贴出来,便于大家帮你分析! QQ截图20181219232335.png

水星
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  • 2018-12-20 08:50:59
 
你说的输入电压是指Vbus吗?
还是线路没画出来的AC输入
caochicqu
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  • 2018-12-20 12:27:43
 
对,是Vbus的电压变化的时候;
我现在闭环起作用的时候7脚电压也是稳定的,我一直认为7脚电压可以波动的。
还有,你们的输出是恒压的对吧,运放的工作电压是不是变压器副边辅助绕组提供的。
因为我现在副边运放工作电压变化的话对我7脚电压同样是由影响的(光耦流过的电流发生变化)
星宇
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  • 2018-12-20 12:56:38
 
自己给自己找事!
caochicqu
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  • 2018-12-20 13:00:37
 
什么意思啊?没太懂啊
星宇
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  • 2018-12-20 14:11:41
 
你后面的运放及光耦供电弄稳定不好吗?供电5伏都可以了,非要整个不稳定的,却想把环路整稳定?
caochicqu
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  • 2018-12-20 14:27:19
 
是我没表达清楚。我现在副边的供电电压是固定的,不过是单独供电的,不是从变压器副边供电的。因为看的都是恒压输出所以才会有这么考虑
水星
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  • 2018-12-20 15:17:36
 
是的,我们那个是恒压电源。

运放工作电压还是你标识出来的5V嘛,可以看下D300负极这里的电压5V是不是稳定的,如果这里的电压都不稳,那光耦的工作肯定会异常从而影响反馈。如果不稳,可以尝试加一个简易的稳压线路。如果是稳的,可以考虑调整光耦原副边的工作电流。

另外有个疑问,你这里的5V和2.5Vref怎么做到的?

2.png
caochicqu
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  • 2018-12-20 18:15:43
 
5V电压是稳定的,没有问题;
原理图上没表示出来,运放用的是TSM103自带2.5V基准的;之前问您的如果输入的Vbus发生变化,如何保持输出电压稳定的呢?(其实就是如何实现占空比的调节)

星宇
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  • 2018-12-20 21:05:31
 
今天仔细看了一下论文,你这个压根就与论文上的不是一回事,论文上的是变频控制,而你用的互补驱动!
caochicqu
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  • 2018-12-21 10:19:15
 
是我上传的两篇论文吗?若我上传的都是固定频率的
水星
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  • 2018-12-21 09:24:18
 

不知道你的Vbus变动有多大?
我们那个电源的Vbus变化是比较小的,好像就十几伏的纹波电压。然后是将反馈信号接到COMP做电压调节。
你这里其实也有做电压反馈啊,如果是Vbus变化很大,确认下变压器参数是不是满足要求;
如果变压器参数没问题,那么可以从电压反馈环节入手;
小建议:
1. 确认一下运放U3A的参数,稳压精度是否达到要求
2. 可以尝试在U3A输入端加入小电容过滤杂讯,比如pin2-pin3之间、Pin3对地
caochicqu
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  • 2018-12-21 10:25:09
 
谢谢!
对的,正常情况下前级PFC电压的波动时比较小的。反馈信号做电压调节是调节7脚电压的大小?
我现在没有加PFC,单独对后级进行调试的;假设Vbus电压从400到450V变化时,占空比能不能进行调节;后面想做的工作PFC电压会在较大的范围内变化

水星
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  • 2018-12-21 11:03:25
 
我的理解是反馈信号给到COMP pin 微调pin脚电压,IC调整驱动的占空比。你问的400-450V占空比能不能调,应该是可以的:把Vbus最低、输出带载最大的占空比设置在43%(建议留一定裕量)左右;当Vbus升高,占空比下降,就不会出现顶到占空比上限从而保护了。
可以先去调试看看。
caochicqu
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  • 2018-12-21 12:16:06
 
好的,谢谢;我也是这么理解的,但实际情况中占空比的调节范围时比较小的,而且不能稳定;我后面再调试看看;
水星
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  • 2018-12-21 14:27:41
 
占空比调节范围小————是因为你的输出功率变化也不大,我们之前的恒压电源,轻载时占空比是在20+%,满载会达到40%左右。不能稳定————反馈是一个动态的过程,肯定会有些小的变化的。

前面说的占空比43%是个误会,你自己调整好了。
caochicqu
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  • 2019-1-23 17:27:13
  • 倒数2
 
想再问一下,那个您那个恒压源的话,如果输入电压或者输出电压波动的话,7脚(COMP)的电压是如何波动的呢?
在恒压源中,后级负载不是满载的情况下, 3脚采集上管的电流信号是不是仅仅是个过电流的保护作用?
水星
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最新回复
  • 2019-1-24 16:14:57
  • 倒数1
 
1. 没有抓过这种情况的波形来看。

2. 我前面提到用3脚做过功率保护,这算是一个应用吧。
   3脚的实际作用在IC资料里面有介绍(如截图),3脚电压与7脚电压做比较,从而精确地决定上管的关断时间点。
1.png


现在是碰到什么问题了吗?
YTDFWANGWEI
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  • 2018-12-19 11:41:04
 
3脚就没采集到波形,不信你测测。
caochicqu
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  • 2018-12-19 13:37:34
 
谢谢。3脚我之前测试过的,不过不知道是示波器原因还是因为开关振荡引起的,测出来的波形振荡毛刺特别厉害。我等下再测试一下。

PS:真的谢谢!都快要搞崩溃了,没人指导,上面的老师只知道让找问题,
YTDFWANGWEI
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  • 2018-12-19 13:54:39
 
你的取样电阻位置应该是不对,你这样采集的只是一半的电流波形。还有,你这是对称半桥吧。
caochicqu
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  • 2018-12-19 14:43:31
 
能够采集到信号,而且与我仿真的波形是一致的。数据手册中给出的也是只采集一个开关管的电流波形,反正现在是一头浆糊
150_1.png
180_1.png
星宇
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  • 2018-12-19 15:25:17
 
你这是在玩磁饱和?
caochicqu
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  • 2018-12-19 16:05:44
 
为什么说会磁饱和呢,这个文章里面也是这种拓扑结构

电流源型LCL谐振式变换器的研究_马皓.pdf

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星宇
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  • 2018-12-19 16:16:12
 
感觉你的波波不对!
caochicqu
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  • 2018-12-19 16:27:18
 
谢谢!
首先波形我个人认为是没有问题的,因为整个的话与我的仿真是完全对的上的;
其次,现在最纠结的有两个问题
1、采样电阻的计算问题;这个数据手册上没有给出来,之前参考的是一个硕士论文里面的;
2、7脚(comp)电压的调节问题;
最后,可能是只能用于数据手册中的那种半桥,不能用于我这种半桥,虽然理论上说这两种电路是等价的,因为记得LLC里面就这么讲过。
下面给出了我的仿真文件。

LCL_1213.zip

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沧海v桑田1
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  • 2018-12-22 18:57:03
  • 倒数8
 
你这个电路中,用两个电容的不对称半桥,与单个电容的不对称半桥,从原理上,完全一样的,可以放心用。分析时,可以将它等效成单个电容来分析。同样,在对称半桥中,也可以只用一个电容的。

.
唯一,要注意的是:
在对称半桥中,这个电容的容量可以很大。
但在不对称半桥中,这个电容的容量就很讲究了,太大也不行,太小也不行。
容量大了环路调节的方向就混乱了,容量小了,输出功率受限制。

caochicqu
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  • 2018-12-22 21:11:54
  • 倒数7
 
谢谢!
按您的说法,电容的选取是很关键的,有相关计算电容容量的方法方面的资料推荐吗?
沧海v桑田1
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  • 2018-12-22 21:31:24
  • 倒数6
 
你不是会仿真吗?这个取值,仿真一下来得快啊。要说计算,我也没算过,因为,这种小众拓扑,即使人家论文中有将计算导出来了,但没有形成共识的,实际使用中,也不敢全信它。



沧海v桑田1
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  • 2018-12-22 21:40:22
  • 倒数5
 
如果你也不相信自己的仿真,那我根据经验,给你提供一下范围,在0.1u-2u这一范围,你在这中间取几个值来试一下,应该就在这一区间内的。
星宇
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  • 2018-12-23 08:28:11
  • 倒数4
 
他的仿真是否正确可以看波形!
caochicqu
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  • 2018-12-23 12:22:00
  • 倒数3
 
这种拓扑中电容选取的是0.1~2uF的CBB电容?
104348or8xf***hxmtlrs8_png_thumb.jpg
YTDFWANGWEI
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  • 2018-12-19 15:36:36
 
1、取样电阻的计算不对,应该是1.5/Ipk.
2、你看看人家的取样电阻是接哪里的,还有就是人家是不对称半桥,你这是对称半桥,工作原理是不一样的。
3、你的变压器可能有问题。你仿真电流波形那个样子?
caochicqu
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LV6
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  • 2018-12-19 16:16:52
 
电流波形如下图。
都是不对称半桥吧,因为开关管是互补导通的。同时,数据手册中的那个电路中的电容是可以用两个电容来替换的,记得半桥LLC里面就有。
谢谢

上下管电流波形

上下管电流波形
星宇
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  • 2018-12-19 23:52:00
 
不对称半桥是ZVS,你这个电流波明显不对!你仿真的不一定就是正确的!
Coming.Lu
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  • 2018-12-22 13:10:59
 
仿真仿真,再怎么仿它也不是真。
星宇
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  • 2018-12-22 14:19:13
 
我指的是他的仿真就不正确!
caochicqu
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LV6
高级工程师
  • 2018-12-22 14:42:59
 
啊!仿真波形和实现波形能对的上,然后两者都是不正确的,那我可能是什么地方是不对的呢?
而且仿真的时候电路也很简单,就是个半桥加变压器而已。
能再指点一二吗?
谢谢
星宇
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  • 2018-12-22 16:11:03
  • 倒数10
 
就是要仿真不对称半桥?
caochicqu
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  • 2018-12-22 17:02:20
  • 倒数9
 
对啊,
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