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未解决

反激开关电源环路不稳定

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zhonghello
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  • 2019-1-24 17:09:38
10问答币
最近在做一个车载变频器项目,里面的辅助电源为反激拓扑,控制芯片采用TI的LM5022。具体需求为:输入为蓄电池的12V,2路输出,15V为IGBT驱动电路供电(100mA),5V为MCU供电(300mA),开关频率为100KHz。问题是:当15V负载为电子负载时,纹波电压较小,占空比均匀,没有波动。而当驱动IGBT时,纹波电压有点不正常,占空比不均匀,感觉环路工作不稳定。

图中波形:Ch1为电机电流;CH2为15V纹波电压


001.jpg
002.jpg
003.jpg

15V驱动IGBT 2

15V驱动IGBT 2
zhonghello
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LV6
高级工程师
  • 2019-1-24 17:12:54
 
第一张图片为原理图;
第二张图片为15V接100mA电子负载时的波形
第三张图片为15V驱动IGBT时的波形
第四张图片为15V驱动IGBT时的波形,放大后

15V为反馈,不太理解为什么接电子负载很稳定,但接IGBT驱动负载就不稳定,不知哪位大神可以赐教一下啊
古通88
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高级工程师
  • 2019-1-24 21:57:09
 
IGBT驱动的瞬间电流波动大,而你的环路反馈相对慢了,自然波形波动大,电子负载吸收的电流是恒定的,波动自然小,两个属于不一样的情况。
zhonghello
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高级工程师
  • 2019-1-25 09:03:27
 
嗯嗯,这个我也知道,但是不太清楚环路如何调节,改了很多次都没有效果
古通88
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高级工程师
  • 2019-1-25 09:24:17
 
调环路的话,我想你这个参考是ti提供的应用线路吧(自己改的就另说了),环路部分最好不要动。试试在把15v的滤波方面做文章吧。
zhonghello
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LV6
高级工程师
  • 2019-1-28 11:52:33
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这个电源去TI的实验室调试过,他们的FAE也在,还是没有搞定
zhonghello
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高级工程师
  • 2019-1-28 10:57:26
  • 倒数9
 
使用simplis仿真了一下(在网友荨麻草提供的例子中改了下变压器和电容等参数),结果显示15V输出使用两个10uf的瓷片电容(红色),和两个100uF的铝电解电容(绿色)确实不一样。使用陶瓷电容好像环路是不稳定的。第一次用这个软件,还不清楚怎么看开环波特图
010.jpg
011.jpg
012.jpg
古通88
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  • 2019-1-28 11:32:01
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两个10uf和两个100uf的怎么比较?容量差10倍,是容量问题还是瓷片和铝电解差异问题。
zhonghello
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高级工程师
  • 2019-1-28 11:47:56
  • 倒数7
 
不但是容量问题,陶瓷的ESR是1mΩ,铝电解是1Ω
zhonghello
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高级工程师
  • 2019-1-28 11:51:23
  • 倒数6
 
重新仿真了一下,稳定性确实只和容量有关系,ESR只是影响纹波大小~但实际系统,带电阻负载,即使两个10uF的陶瓷电容也是稳定的呀
古通88
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高级工程师
  • 2019-1-28 13:13:16
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我还是觉得你的电容容量太小了,你看我在19楼的给你的贴子也提到。
zhonghello
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  • 2019-1-28 16:18:04
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实际系统将10uf陶瓷电容改为47uf电解电容还是不行,暂时没有找到100uF。

发现仿真时,把10uf的陶瓷电容的ESR由1mΩ改为1Ω,也可以稳定。查了下资料,这个地方应该影响功率部分传递函数的零点频率:1/2π x Resr x Cout

200.jpg
201.jpg
202.jpg
古通88
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  • 2019-1-28 16:50:51
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47uf还是太小,如果怕电容太大的话,可以考虑串电感试试。还有感觉你的原边的输入部分的滤波电容也太小了。
zhonghello
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高级工程师
最新回复
  • 2019-1-28 18:01:15
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主要是产品尺寸受限,所以才选择用陶瓷电容
andah
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  • 2019-1-24 17:46:10
 
R709  GND_CAN 接 Q***- 1、2、3 脚那里试试。
gong777802664
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  • 2019-1-25 08:34:28
 
如果是环路问题,最明显的特点就是驱动丢波,你把C716换为104,R721换为51K试一下
zhonghello
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  • 2019-1-25 09:06:38
 
好的,不过C716本来就是104啊
zhonghello
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  • 2019-1-27 12:52:02
 
本来想用Mathcad计算一下环路参数的,一直装不上这个软件。。。用simplis仿真了一下,确实不能稳定
zhonghello
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  • 2019-1-25 09:38:21
 
如图中所示,1处连续几次MOSFET开通,电压上升;但2处有几次因为电压太高,导致MOSFET没有开通了。感觉好像环路带宽不够导致的
005.jpg
古通88
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  • 2019-1-25 13:35:42
 
能提高开关频率么?频率高了,反应速度自然快了,不过牵扯其他问题也多了。
zhonghello
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  • 2019-1-27 12:46:54
 
提高频率到200K,或者降低到50K都试过,没有用哦,稍后贴图
古通88
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  • 2019-1-27 16:50:22
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我看你的E***(7o1)和702才47uF,似乎弱了些,C714增加到1000票,15v输出实在不行的话加一级LC的滤波电路。先确定看看是不是IGBT那边引起的故障再说。
gong777802664
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高级工程师
  • 2019-1-25 14:49:14
 
带宽不够,把那个电阻加大,加大到100K
zhonghello
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高级工程师
  • 2019-1-27 12:50:26
 
请问是将TL431那里的R721由100欧姆改为100K吗
gong777802664
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高级工程师
  • 2019-1-27 13:09:10
 
对啊,先调整下看看吧,变压器感量调整过吗
逐影
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LV8
副总工程师
  • 2019-1-26 13:45:35
 
感觉像是干扰一样
zhonghello
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LV6
高级工程师
  • 2019-1-27 12:55:03
 
开始是怀疑电机运行产生的共模干扰导致。后来不接高压电源,但还是用15V驱动IGBT,结果还是一样不稳定~~
不知是不是瓷片电容ESR太小导致?准备换大的电解电容试试看
cyx7610
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LV10
总工程师
  • 2019-1-27 13:02:50
 
调整一下RC补偿。
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