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已解决

请问,BUCK电路的电感电流有尖峰还不连续

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forget
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  • 2013-11-16 11:30:16
10问答币
核心原理图:


f=100kHz,输入12V,输出5V,最小电流0.1A,电感量200uH,二极管:HER307,假负载50欧姆。 输出电容为 2200uF,50V,nichicon电容。(和470uF,25V电容并联。)

在电感右面串联1欧姆电阻,在测量电感电流波形如图:





增大电感量之后:




很不明白为什么会有尖峰,而且电感电流为什么不连续????????
求大神指教~





问题已经解决。在肖特基两端并联电容就行了。下面是照片。

测试:
原始电感电流:


电感两端并联22欧姆电阻:





电感两端并联330pF电容:





下面是解决方案:

肖特基两端什么也不并联:






肖特基两端并联103电容:





肖特基两端并联104电容:
佳能几乎没有,台阶还存在,损耗比较大。

最佳答案

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LZ不相信,可以试试 : 1. 加一个几十pF的电容与电感并联,看看尖峰是不是大了, 2. 加一个几百~1K欧的电阻与电感并联,看看那个不连续的台阶是不是大了, (电感最好用那个较大感量的,较小的那个好像有点饱和的趋势)
lehom
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  • 2013-11-18 10:03:36
 
为什么要串1欧姆电阻呢
forget
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  • 2013-11-19 15:47:57
 
为了测量电流波形。,
lehom
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  • 2013-11-18 10:06:08
 
开环?
forget
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副总工程师
  • 2013-11-19 15:48:26
 
闭环,图太长,只贴了核心部分。
nc965
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版主
  • 2013-11-18 10:35:19
 
依旧给你画个圈:


参考阅读:葵花宝典:消除Vds电压尖峰
forget
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副总工程师
  • 2013-11-19 16:42:25
 
你是说要圈里的三个原件,距离近一点是吧~
nc965
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版主
  • 2013-11-19 17:02:44
  • 倒数10
 
不是要近一点,而是要尽量挨近布置,形成最小回路。
bridgnsl
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副总工程师
  • 2013-11-19 16:24:08
 
没有尖峰才奇怪呢!
书里画的是理想情况。
但任何事情都有惯性。
不可能发生书里画的,由一个方向到另一方向,拐直角或锐角或钝角的变化。
最好的情况是,平稳过渡,但一般情况就是振荡着过渡了。


理想来看,MOS关闭了,L就突然没有电流了,但会阻止MOS关闭时的电流减小。
电流变化很突然,L感应很大的电压,但阻尼并不大。
负载电阻越小,电容越大,阻尼越大。振荡就会越小。


如果负载电阻电压振荡,在转换的瞬间,那么这回路电流也必然是振荡的。


减小L,提高C,减小负载电阻,是降低振荡的方法。一般还是增大C为好。
bridgnsl
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LV8
副总工程师
  • 2013-11-19 16:27:48
 
就是说,在PMOS关闭的瞬间,打开一样,会发生L的感应电压很大的情况,回路的阻尼不大,所以这个瞬间必定振荡。


书里说的是,稳定时的情况。
即书里不考虑,突然的MOS开关时的瞬态过程。


如果考虑,就是你这里的情况了。



bridgnsl
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副总工程师
  • 2013-11-19 16:34:57
 
如果你认为,PMOS关断的瞬间,电感两端的电压为电容上的电压,就是输出电压了,那么,你就上了教科书交待不明的当了!


只有这点变换时候的振荡结束后,才会是书里说的情况。


同样,PMOS打开的时候,也一样,这个瞬态过程结束了,才是电感电压为输入减去输出。



bridgnsl
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LV8
副总工程师
  • 2013-11-19 16:38:42
 
最后,需要指出的是,你什么都交代了,电感和电阻负载,来开关频率这么无关紧要的东西都交代了,就是唯独不交代电容大小,你不会是在故意测试这里人们的智商或概念认知等问题吧?



forget
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  • 2013-11-19 16:45:16
 
额,不好意思,电容忘记写了。电容是2200uF 50V 的nichicon电容。
bridgnsl
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副总工程师
  • 2013-11-19 16:47:10
 
真是个好电容啊!这么大!

forget
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  • 2013-11-19 16:50:39
 
计算出的是470uF,但是纹波和尖峰比较大,然后就又并联了一个2200uF的。
bridgnsl
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  • 2013-11-19 16:53:32
 
按本大师曾经的计算公式,负载电阻R=0.5 * sqrt(C / L)/ 阻尼比。


阻尼为1,肯定不振荡。


负载电阻小于 0.5*sqrt(10)= 1.7欧姆左右,不振荡。


但你的负载不可能这么小,电流太大了。


要是50欧姆负载的话,50 = sqrt(C/ 220)/ 阻尼比,如果是1的阻尼比的话,就是50 = sqrt(220/C),C怎么着也得 550 mF为好。
forget
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  • 2013-11-19 17:02:28
 
可是我把负载电阻值减小之后,发现尖峰并没有明显改善。
是不是续流二极管正向恢复时间 太长呢?
bridgnsl
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副总工程师
  • 2013-11-19 17:08:08
  • 倒数9
 
那就是有改善喽?


毕竟你需要几乎短路的时候,才会有效果。


减小L比较现实些!
forget
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  • 2013-11-19 16:49:18
 
哦,首先谢谢你的耐心解答。非常感谢。
能不能在肖特基二极管上并联一个电容来改善呢?
bridgnsl
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  • 2013-11-19 16:57:45
 
你就不会减小电感吗?


22uH不可以吗?
greendot
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  • 2013-11-19 21:14:17
  • 倒数8
 
这些现象很常见,亦很容易解释,实在是电感器本身的问题,跟什么layout,阻尼振荡等没有多大关系。
实际的电感器,可以等效成一个理想电感,一个寄生电容和一个等效损耗电阻三者并联。
明乎此,就不难知道为什么会出现这样的电流波形了。

forget
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  • 2013-11-20 11:02:55
  • 倒数7
 
这个电感式我自己绕的,寄生电容和DCR都很小可以忽略的。。
greendot
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总工程师
  • 2013-11-20 13:55:17
  • 倒数6
 
LZ不相信,可以试试 :
1. 加一个几十pF的电容与电感并联,看看尖峰是不是大了,
2. 加一个几百~1K欧的电阻与电感并联,看看那个不连续的台阶是不是大了
(电感最好用那个较大感量的,较小的那个好像有点饱和的趋势)
一花一天堂
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  • 2013-11-20 17:49:24
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近似地理解下,求大师证 :
尖峰 = c*dv/dt 台阶 = (1/R) * v
c: 寄生电容
R: 等效损耗电阻
v: Voltage across inductor
一花一天堂
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cl2525
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本网技师
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  • 2020-11-5 18:35:06
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你好,请问怎么抑制这种尖峰呢?是换什么样的电感,还是调节驱动信号去解决?
一花一天堂
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副总工程师
  • 2013-11-20 17:21:46
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这才是真正的大师 ~
bridgnsl
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副总工程师
  • 2013-11-20 23:14:02
  • 倒数2
 
嗯,你的大师,说的其实就是本大师说的。
只不过,把输出电容C和负载R,并联到了电感而已。
而R和C本来就是和L并联的嘛!


其实你的大师说的是不对的!



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