半桥LLC为什么突加负载进入限功率钳位？-综合电源技术-世纪电源网社区

xinshoudianyuan

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2023-4-12 17:51:57

10问答币

最近做了一款500W的半桥LLC，采用原边功率钳位方式，谐振频率100K，最低频率72K，额定输出48V10A。测试发现如下：

1.在额定电压48V输出下，CC模式逐步加载从0加到10A左右，此时工作频率为100K左右，并且还可以继续加载；但是如果是在CC模式下突加负载，从0突加到10A，则会导致原边进入限功率钳位，跌到最低频率72K并且跳不出来，输出电压电流严重不足；
2.在CV模式下机器输出10A，电压从40V上升到48V，也可以正常输出，没有进入功率限制。

请问会是什么可能性原因导致这个突加负载会进入限功率钳位？而且进入了之后还原不到正常的模式。

收藏1

		2 nc965 nc965 在线 LV7 版主积分：93892 \| 主题：115 \| 帖子：27415 访问空间发消息积分:93892 版主 2023-4-12 19:14:30
		短路保护了回复 \| 举报 \|

			3 xinshoudianyuan xinshoudianyuan 离线 LV6 高级工程师积分：1425 \| 主题：55 \| 帖子：231 访问空间发消息积分:1425 LV6 高级工程师 2023-4-13 08:39:25
			没有的，短路保护的引脚暂时屏蔽了，通过0欧姆电阻短接到GND。回复 \| 举报 \|

				9 nc965 nc965 在线 LV7 版主积分：93892 \| 主题：115 \| 帖子：27415 访问空间发消息积分:93892 版主 2023-4-13 09:52:26
				现象就是短路保护了，电解充电初期，低压大电流，芯片视为短路了回复 \| 举报 \|

					10 xinshoudianyuan xinshoudianyuan 离线 LV6 高级工程师积分：1425 \| 主题：55 \| 帖子：231 访问空间发消息积分:1425 LV6 高级工程师 2023-4-13 12:11:51
					但是芯片Isense引脚用来检测短路都被强制短接到GND，已经相当于没有检测短路的功效了。回复 \| 举报 \|

						11 nc965 nc965 在线 LV7 版主积分：93892 \| 主题：115 \| 帖子：27415 访问空间发消息积分:93892 版主 2023-4-13 13:22:02 倒数10
						Isense引脚（不一定是）用来检测短路的回复 \| 举报 \|

							12 xinshoudianyuan xinshoudianyuan 离线 LV6 高级工程师积分：1425 \| 主题：55 \| 帖子：231 访问空间发消息积分:1425 LV6 高级工程师 2023-4-13 14:04:07 倒数9
							但是如果我将那两个钳位的二极管拿掉，就不会发生这种突加负载导致的功率钳制了，哪怕CC模式下输出到12A13A，都可以进行空载到满载之间的突加，稳态后频率下降到95K左右。感觉到还是这两个二极管导致的过早功率钳位，不是芯片自身短路的保护。回复 \| 举报 \|

								14 nc965 nc965 在线 LV7 版主积分：93892 \| 主题：115 \| 帖子：27415 访问空间发消息积分:93892 版主 2023-4-13 18:09:35 倒数7
								二极管只是确保电容耐压不超，没有其他作用。你之所以超，发生钳位，就是短路工况未能识别。回复 \| 举报 \|

									15 xinshoudianyuan xinshoudianyuan 离线 LV6 高级工程师积分：1425 \| 主题：55 \| 帖子：231 访问空间发消息积分:1425 LV6 高级工程师 2023-4-14 08:36:53 倒数6
									二极管除了确保电容耐压不超之外，在这个拓扑里面应该还有另外一个更为重要的作用，即实现过载功率钳制，当谐振电容电压低于母线电压400V时候，二极管不起作用，但是当加大输出功率（比如说过载），谐振电容电压不断升高，就会被钳制在400V，从而限制了功率输出。回复 \| 举报 \|

										16 nc965 nc965 在线 LV7 版主积分：93892 \| 主题：115 \| 帖子：27415 访问空间发消息积分:93892 版主 2023-4-14 11:05:10 倒数5
										你是突然加载、并没有过载。其他电源即使有过载，也是电流保护、不会靠（也没有）这个二极管回复 \| 举报 \|

											17 xinshoudianyuan xinshoudianyuan 离线 LV6 高级工程师积分：1425 \| 主题：55 \| 帖子：231 访问空间发消息积分:1425 LV6 高级工程师 2023-4-14 14:10:23 倒数4
											我的也是有保护的，比如说副边输出的过流检测保护，以及原边谐振腔互感器检测的短路保护，只是目前调试阶段都屏蔽掉这两个功能了。这两个二极管只是一个辅助保护措施而已。回复 \| 举报 \|

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2023-4-14 19:17:42
倒数3

总之你没有过载，只是短路

			4 xinshoudianyuan xinshoudianyuan 离线 LV6 高级工程师积分：1425 \| 主题：55 \| 帖子：231 访问空间发消息积分:1425 LV6 高级工程师 2023-4-13 08:40:49
			测试下面那个二极管的电压波形，被削顶钳位限制功率，和母线400V一样的电压，有一部分电流通过上面二极管留回到母线。无标题.png (597.65 KB, 下载次数: 73) 下载附件 2023-4-13 08:52 上传回复 \| 举报 \|

				5 andywang andywang 离线 LV8 副总工程师积分：3144 \| 主题：8 \| 帖子：376 访问空间发消息积分:3144 LV8 副总工程师 2023-4-13 09:08:18
				应该是你的增益不够了，可以试着把PFC电压提高看一下。如果能够OK，则需要变压器以及谐振参数重新调整一下。仅参考！回复 \| 举报 \|

					8 xinshoudianyuan xinshoudianyuan 离线 LV6 高级工程师积分：1425 \| 主题：55 \| 帖子：231 访问空间发消息积分:1425 LV6 高级工程师 2023-4-13 09:47:40
					PFC电压原来是395V的，降低到385V，不然在10A满载的时候频率比较高，110K左右，工作频率高于谐振频率了，副边二极管硬开通有比较强的反向恢复。回复 \| 举报 \|

		6 long609689209 long609689209 离线 LV8 副总工程师积分：5239 \| 主题：22 \| 帖子：458 访问空间发消息积分:5239 LV8 副总工程师 2023-4-13 09:20:27
		从0A-10A加载的过程中，频率都没有发生变化吗？一直维持在100K？回复 \| 举报 \|

			7 xinshoudianyuan xinshoudianyuan 离线 LV6 高级工程师积分：1425 \| 主题：55 \| 帖子：231 访问空间发消息积分:1425 LV6 高级工程师 2023-4-13 09:46:10
			有变化，从高到低，我说的是在10A左右，频率在100K附近。回复 \| 举报 \|

		13 wwdy2014 wwdy2014 离线 LV6 高级工程师积分：540 \| 主题：1 \| 帖子：40 访问空间发消息积分:540 LV6 高级工程师 2023-4-13 17:24:31 倒数8
		用钳位限功率不靠谱，建议把钳位点放宽一点。用其他方式限制谐振电流回复 \| 举报 \|

		19 awpbuhui awpbuhui 离线 LV6 高级工程师积分：1248 \| 主题：0 \| 帖子：155 访问空间发消息积分:1248 LV6 高级工程师 2023-4-15 15:59:30 倒数2
		这是动态响应问题。CC模式下，你的输出电压由你来控制，突加大电流辅助，输出电压被拉低，原边出发过流保护了或者其他保护。 CV模式下，电压由电子负载控制了，电流是缓慢加的，负载变化慢，自然不会出发过流。调整你的环路或输出电容参数，提高动态响应。还有你试试1A到10A CC模式下回复 \| 举报 \|

		20 zhuliu09 zhuliu09 离线 LV8 副总工程师积分：4287 \| 主题：0 \| 帖子：849 访问空间发消息积分:4287 LV8 副总工程师最新回复 2023-4-17 08:50:26 倒数1
		CC模式下的输出跳变，从轻载跳变到10A，这个时候就LLC输出绕组看，输出电流是远大于10A的（这个电流包括输出10A加上输出电解电容的充电电流），因此LLC从低负载的稳态变化到高负载的工作问题中间的那个不平衡工作状态，需要较大的原边电流（满足输出10A和输出电解电容充电电流需要），但是优于钳位二极管的存在，导致电容电压逐周期被钳位，每个周期提供的电流都不够，无法满足输出电解电容的充电电流需要，因此一直困在这个状态，无法实现高负载的稳定工作状态。不晓得你听懂没。就是从0A变成10A的负载后，电解电容会先被抽走大量电荷，电压降低。因此原边在调整过程中需要提供20A（假定值，10A给输出，10A给电解电容充电），而原边钳位二极管的存在，逐周期钳位了功率，限制每个周期只有12A（假定值），这就导致输出电压一直达不到稳态值，LLC也无法进入新的工作稳态。感觉你用这个钳位二极管必然导致输出从轻载到重载跳变出现这个问题。要不拿掉这个二极管，要不就换一个稳压值更高的钳位二极管。回复 \| 举报 \|