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未解决

半桥LLC空载启动炸机

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dianyuanfish
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  • 2018-2-2 14:23:17
10问答币
临近年关做一个AC-DC案子,PFC+半桥LLC,输出345V/5A,PFC是直接拿之前的现成成熟方案过来(这个就不谈了),LLC则是首次这样搭建电路,PFC和LLC之间串接有一个共模电感,今天上午两级连接起来空载启动机器,出现炸机,大致情况如下:
1.半桥LLC,谐振频率100K,空载启动频率300K,死区时间设置为300ns,采用了双管IXFH34N65X2并联,并且用了RHRP15120(65ns,15A/1200V)作为钳位,输出采用DSEP12-12A(40ns,15A/1200V)作为桥式整流.

2.在未连接PFC之前,先用调压器经过整流滤波后模拟输入直流电压给LLC,已经能正常稳压输出345V,调压器是三相的,由于输出端升压范围不够,暂时是用了输出端的其中两条火线作为模块的交流输入端,此时调压器输出电压约273VAC左右,得到整流后电压385VDC。

3.看到输出电压还算稳定,于是在这个状态下重复做了3次控制电路的ON/OFF开关,LLC能够空载启动和关机;然后下电,将PFC和LLC连接起来,调压器调到220VAC,先启动PFC,稳定输出385VDC,然后闭合LLC控制电路ON/OFF开关,此时LLC也能正常开机。

4.因为考虑到已经连接上PFC,所以觉得调压器用两条火线输出不太妥当,于是将模块输入端交流其中一条接回到调压器的零线处(该零线和墙上零线相同连接),另外一条还是保留在调压器火线处,重新调至220VAC,正常开启PFC,输出385VDC,然后闭合LLC控制电路ON/OFF开关,此时听到调压器嘭的一声,机器则没有任何反应没有输出,但是凭直接知道,机器出问题了。

5.检查模块发现炸掉的管子如下:V1 V2直通,PFC头顶上的那个防浪涌二极管因为后端LLC直通也坏了,幸好也因此保护了PFC。

请问为什么会空载启动出现炸机?跟副边整流二极管的反响恢复时间有关联吗?
功率部分图示如下:

LLC图示.JPG

SWDOU
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  • 2018-2-2 14:50:11
 
你第3步可以启动,有没有监测谐振网络的电流波形,要监测启动电流有多大 是不是硬开关!
dianyuanfish
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  • 2018-2-2 17:03:44
 
谐振网络电流波形与MOSFET节点电压波形同步监测,调试过程也是如此,空载时候只有三角波的励磁电流
SWDOU
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  • 2018-2-2 17:17:11
 
我是说启动瞬间的波形。 示波器打开了测试的都是 启动后的波形了  如何看的到 ,在跟踪模式 或者触发模式 才行看到启动瞬间的峰值电流
dianyuanfish
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  • 2018-2-2 17:30:34
 
我用的是泰科2012系列的低端示波器,请问怎么样设置到触发模式来捕捉这个瞬间启动谐振峰值电流?另外, 我现在将死区时间改为500ns,感觉到直通的可能性较大,但是不知道为什么高频开机瞬间会直通?还是先将死区时间设置大一点安全一些,等稳定了后面再逐步减小。
dianyuanfish
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  • 2018-2-2 17:35:17
 
还有一点就是,因为上午空载高频开机发生炸机,具体原因无法准确定位,修修补补了一个下午才回到上午测试前样子,搞得现在都不敢开机了。
SWDOU
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  • 2018-2-2 17:41:48
 
看的到三角波时 你是把示波器的采样时间调的很小,你现在反过来调时间 ,让光标滚动,不是就跟随信号变化了!
dianyuanfish
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  • 2018-2-2 20:44:52
 
我把时间调到500ms级别,等时间轴走到中间位置左右就开机,得到的电流波形再展开,就可以看到那个启动瞬间电流峰值,不过这样的捕捉方法好像失真比较厉害。
SWDOU
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  • 2018-2-3 09:17:18
 
峰峰值应该很高吧! DS电压也同样检测 看是否硬开关 !  示波器的触发电平应该会调吧!
dianyuanfish
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  • 2018-2-3 10:58:23
 
如图,恢复原装备后,用调压器输入电压,整流后约385V,然后将示波器时间先设置为250ms,接着闭合控制电路ON/OFF开关,启动瞬间谐振腔电压电流波形:
蓝色为电流波形,红色为DS电压波形,然后对这个波形展开,虽然失真但是还是可以看得见大概,启动瞬间峰值电流达到18A。
PS:我将空载开机频率降低到250KHZ,并将死区时间暂时改为500ns。

IMG_20180203_104134.jpg

SWDOU
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  • 2018-2-3 11:24:18
 
红色应该是半桥终点的波形, 应该是方波,波形都变了 启动肯定有问题
dianyuanfish
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  • 2018-2-3 11:48:41
 
波形没有问题的,我是将时间轴设置为250ms,然后等光标走到中间位置就启动机器,得到的波形再展开,因为示波器带宽问题吧,这样展开的波形肯定是失真的,但是看这个峰值电流大概值应该还是没有问题。因为我不会设置示波器的瞬态捕捉功能,很久以前见过别人设置,都忘记了。另外,刚刚试了十多次空载开关机,暂时都没有问题,不过还没连接前端PFC。
SWDOU
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  • 2018-2-3 13:45:50
 
我是要你看启动的时候是不是硬开关启动,不把波形抓出来 你就认为波形对了?
dianyuanfish
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  • 2018-2-3 14:15:32
 
就算是硬开关启动,在开机短短的ms级别内,这瞬间的发热累积能这么短时间内轰掉管子?我觉得还是死区时间太短导致的上下管直通这个因素居多吧!尤其是启动过程还没有进入稳态阶段,相对而言直通的可能性是不是大很多呢?
hunter4051
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  • 2018-2-3 14:20:50
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波形是硬开关,不过硬开关应该不是炸机的主要原因
SWDOU
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  • 2018-2-7 10:40:23
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只是我以前做大功率LLC遇到过 启动硬开发,且启动电流超过mosfet的有效电流,出线过开机爆管。既然你的启动电流小 就不是这个原因!
MoonBlade
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最新回复
  • 2019-6-17 18:18:26
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你好,LLC软启动有什么有效的限流方法吗?DSP控制的,谢谢。
h8f10
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LV8
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  • 2018-2-2 14:51:54
 
哪有一上来就加强电的,你得先一点点把后级调好了再去联调PFC
炸机,无外乎过热,过压,过流。看起来,你这个是过流了,显然有直通之类的风险存在。
dianyuanfish
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  • 2018-2-2 17:08:34
 
不是的,我是看到模拟输入电压390V直流,LLC可以稳压输出,便连接PFC和LLC,想先实现最简单的空载开机,然后再逐步的加载测试。但是没有想到两个连接起来,LLC空载开机都炸鸡了。
PS: PFC是比较成熟的,现在是独立的一个PFC模块电路。
hunter4051
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LV8
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  • 2018-2-3 12:44:34
 
是不是跟调压器也有关系?再看看地线
dianyuanfish
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高级工程师
  • 2018-2-4 00:01:51
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调压器是三相四线输入,三条火线+一条零线,A1 B1 C1 O,输出是三条火线输出A2 B2 C2。原来输出端是采用其中一条火线A2+O结构的,但是发现调压范围不够高,达不到270VAC,后来就改为A2+B2作为输出,就用这个可以整流后可以模拟到PFC的直流电压385V。
dianyuanfish
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  • 2018-2-2 20:46:08
 
过热、过压、过流应该都不是,现在只是空载开机,应该是瞬间直通了。
xd285070
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  • 2018-2-3 15:00:14
  • 倒数9
 
哈哈哈,还是要单独先测试LLC,比如在硬开关下,LLC2个管子驱动是否存在干扰
井底蛙
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副总工程师
  • 2018-2-3 22:29:41
  • 倒数8
 
确认R1、R3、R5、R7是1R吗?
dianyuanfish
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  • 2018-2-3 23:56:33
  • 倒数7
 
是的,是1欧姆,不过驱动信号在控制芯片通过图腾柱并经隔离变压器后,输出端有一个6.8欧姆的驱动电阻的,然后将这个驱动信号分别接到R1/R5,R3/R7。
井底蛙
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副总工程师
  • 2018-2-6 09:00:03
  • 倒数4
 
我的一款产品,驱动电阻开始是10,低输入电压时正常,高输入电压时空载启动炸机,改为30,不炸了。为了提高效率,反并了一只1N4148,提高关断速度。
dianyuanfish
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高级工程师
  • 2018-2-7 09:06:38
  • 倒数3
 
这两天因为有其它事情,所以没动手调试了。
我有些担心,驱动电阻太大了,会导致驱动时候驱动电流不够,毕竟我这个方案里面是两个管子并联,所以前端驱动电路出来的电阻不大,是6.8欧姆的,然后驱动电路出来接到这个MOSFET前端的1欧姆电阻。
昨天下午我将死区时间由原来的300ns加大到500ns,先是用调压器整流滤波模拟390Vdc,然后重复空载开启LLC,试了20次左右频繁开关机,暂时没有问题;接着我就连上了前端的PFC,先开启PFC,接着也频率空载启动20次LLC,暂时也没有问题。难不成上次的空载启动真是这个死区时间过短导致的直通?
bake_ql
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副总工程师
  • 2018-2-5 21:11:30
  • 倒数5
 
输出直接SiC diode; LLC MOS在启动时刻会有反向恢复,infineon CFD管子, dv/dt  di/dt 都要求比较高;空载容易输出漂,输出端加一个假负载;
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