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已解决

请问驱动信号在关断时过冲如何解决?

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A15959646501
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  • 2022-4-27 16:10:42
10问答币
1234454.PNG
                            图1

412f62ebbad727a6343d4a05fc0d928.jpg


                              图2
这是个硬开关全桥,开关频率65K左右,电路如图1所示,驱动芯片的两个输入(OUTA、OUTB)是极性相反的信号,驱动信号(图2)在关断时会过冲。请问我应该如何除掉这个过冲?



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可以看出,回到(1楼)最初了,这两个过冲超过了MOS的门槛电压,直通了: 可能原因: 1、变压器副边信号(原边没有)畸变 解决方法1:减少漏感增加耦合、增加磁芯Ae、调整气隙、增加感量到1mH、减缓下降沿,都试试看 ----- 但不能牺牲安规绝缘(三层绝缘线和6.3mm间距) 解决方法2:改变驱动方式,把死区贯彻到底,参阅用SG3525来做硬开关全桥,不知道哪种驱动方式才是对的? 2、弥勒 解决方法1:减少蓝色对其他 ...
nc965
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  • 2022-4-27 18:43:33
 
有益无害,不用消除
A15959646501
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  • 2022-4-28 09:16:57
 
谢谢回复。
可是功率变压器两端的电压波形好像有点奇怪(感觉死区好像不见了),请问有可能是什么原因呢?
蓝色波形为:功率变压器两端的电压,紫色为Q3的VGS驱动
18041691f06bfd9b7aab04cb6da79b9.jpg
nc965
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  • 2022-4-28 09:40:52
 
死区很明显,其波形另有形成机制,只要不飚高,一般不追究
此外测试方法有误,示波器再怎么隔离,也有 nF 级电容等效接地,(除非差分探头)不能夹在热点;否则,小则影响波形,大则影响拓扑。也就是说,你觉得奇怪的这些波形,可能都只是测出来的。
A15959646501
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  • 2022-4-28 09:51:37
 
谢谢回复,
请问这个波形的形成机制是什么?有没有类似的贴呢?
这个全桥在带载40A的时候会直通(1楼的图1,Q3、Q5直通)(输出48V),请问有没有可能是变压器的电压波形导致的呢?
有没有什么解决方法?
nc965
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  • 2022-4-28 09:52:08
 
死区波形的形成机制是:漏感能量在几个等效电容之间的传递(谐振)过程。
直通是因为死区逻辑没有贯彻到底,你完全可以自己追踪到原因
A15959646501
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  • 2022-4-28 09:54:25
 
波形我是用差分探头直接接变压器的引脚测的。这个也会有影响吗?
nc965
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  • 2022-4-28 10:02:28
 
(除非差分探头)不能在热点 = 差分探头可以在热点
A15959646501
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  • 2022-4-28 10:41:05
 
谢谢回复。
感觉硬开关的变压器原边的波形感觉有点奇怪啊,跟我之前测的一个软开关的有挺大的区别的。为什么正负反转之后会有一个脉冲一样的电压呢?图3是硬开关,图4是软开关。
18041691f06bfd9b7aab04cb6da79b9.jpg 6546.jpg
                        图3                                                                        图4

直通是因为死区逻辑没有贯彻到底,你完全可以自己追踪到原因
这句话是说死区时间不够吗?我死区之前测过是差不多900ns。这个死区时间应该够了吧


nc965
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  • 2022-4-28 10:51:01
 
正负反转之后都会有一个脉冲一样的电压,区别只是停留在什么电平,这个电平就是该节点的几个等效电容(分压)决定的,紧接着的波形是漏感能量在几个等效电容之间的传递(谐振)过程
nc965
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  • 2022-4-28 11:05:07
 
死区时间够不够也是追踪内容,也许控制芯片是够的,到了驱动芯片就不够了,到了变压器就更不够了,到了GATE就直通了,谁知道呢?要追踪了才知道
A15959646501
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  • 2022-4-28 11:13:51
 
谢谢回复。请问这个追踪的内容能不能指点一下,请恕我愚笨,想不到去测哪一方面。
nc965
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  • 2022-4-28 11:27:19
 
按这个顺序追踪:绿
2.png
A15959646501
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  • 2022-4-28 14:14:03
 
谢谢回复。请问这个追踪是先排除死区过小导致的直通吗?

请问直接追踪蓝色的点会不会更直接一点?
请问追踪紫色点的意义是什么?
nc965
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  • 2022-4-28 14:17:16
 
红色是初衷,紫色是最终目的,其间必有差距,你也可以理解成信号完整性。
A15959646501
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  • 2022-4-29 10:01:01
 
谢谢回复。

还有个问题就是同一个负载,同样的桥臂,不同的时间内,他这个驱动波形有点不一样的。图5感觉像是在震荡一样,图6就比较正常。
请问一下除了示波器的原因还有可能是哪里影响到了呢?
456.jpg 789.jpg
                           图5                                                                             图6

nc965
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  • 2022-4-29 11:36:26
 
讨论这种问题,要用VDS与母线电压双踪,你觉得是VGS波形在振荡,其实可能是VDS在振荡,你觉得是VDS在振荡,其实可能是母线电压在振荡,这不是好事。也很容易解决,参阅此贴285楼:【三圈两地】
A15959646501
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  • 2022-5-5 11:49:55
 
谢谢回复。

8121caa6c0c68b759449eb21fec836d.jpg 999.PNG 966794143333b3b60bfeee2c2c39979.jpg
       图7                                                                                                          图8                                                                                              图9

图7紫色母线电压,蓝色是功率上管Q3的Vds波形。图8是功率管的走线(左上角圆的是电解电容)。图9为同一桥臂的Vgs。
1.确实是母线电压震荡导致别的地方震荡,请问图8的布局走线有问题吗?
2.请问图9的死区是否算震荡的部分呢?
3.请问图9的震荡的部分(蓝色)有超过5V的毛刺,这个会不会影响到它直通呢?

nc965
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  • 2022-5-5 12:28:02
 
大约60V噪音,很恐怖,找到原因消除它

3.png

双排散热器最小Ip回路(你那个还可以缩小3倍)
3.png
A15959646501
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  • 2022-5-5 13:46:27
 
谢谢回复。坐标没有对齐,我的想法是方便比较两个波形。探头用的差分探头(X500倍,1M阻抗),这个我还真不太懂怎么矫正。关于功率部分的话只能下一版本再调整。
再请教两个问题。
7e46b12fd9b4843ca8ae461c695312f.jpg 3d0f3c0ee2428881cedaf2ea0dbfa05.jpg
                                图10                                                                                      图11

图10和图11都是同一桥臂的驱动,图11为震荡处放大。
请问图11的震荡的部分(蓝色)有超过5V的毛刺,这个会不会影响到它直通呢?
请问这个60V的噪音有可能是什么地方引起的?(除了IP回路)
nc965
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  • 2022-5-5 13:50:41
 
22楼说了,看Vgs不如看Vds,Vgs的问题可能是Vds引起的,包括直通
A15959646501
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  • 2022-5-5 15:44:33
 
谢谢回复。


6d27ef38ca903fc385f7cd0460e69d1.jpg b6cfd4c114e157c776e8aeadaa3ffa6.jpg
                                                  图12                                                                 图13

图12的紫色为变压器电压波形,蓝色为功率上管Q3的Vds波形。图13为变压器电压波形(单独)
发现带载到25A(48V)的时候,功率上管Q3和变压器的波形震荡有点厉害。
1.请问产生正负反转之后的脉冲对应的等效电容是不是选定MOS管以及固定走线就无法改变了?要改变只能换管或者改版改走线?
2.请问在死区时间内,功率上管Q3的Vds为什么不在0V呢?这个电压是不是加载在隔直电容上的电压?
nc965
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  • 2022-5-5 19:21:11
 
(图7)Vds前端那个脉冲确有直通嫌疑,需要与Vgs双踪看看,仅Q3才有?还是都有?与LC串联有关?还是拓扑含混(全桥硬开关、移相全桥、LLC、逆变)?
A15959646501
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  • 2022-5-6 11:33:49
 
谢谢回复。

整个电路是硬开关全桥(3525+4313),输出全波整流48V/60A。如图14所示。
98764654.PNG
                                 图14

Q3.jpg Q5.jpg                                                         
                 图15                                                                                                 图16

图15(Q3)和图16(Q5)是同一个桥臂的Vds(蓝色)和Vgs(紫色)。

Q2.jpg Q4.jpg
                                              图17                                                              图18
图17(Q2)和图18(Q4)是同一个桥臂的Vds(蓝色)和Vgs(紫色)。
貌似每个功率管都有这个波形。
nc965
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  • 2022-5-6 11:57:53
 
你所有的Vgs波形都有点问题(最好没有死区平台),即使可以钳位到0V,也感觉驱动不够(有过冲),直通风险很大。继续往源头跟踪(绿四踪),看看什么提示

还是建议你先矫正探头(示波器有矫正点,探头有矫正螺孔)
A15959646501
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  • 2022-5-6 15:34:00
  • 倒数10
 
谢谢回复。驱动变压器使用0.35mm线径,20:20:20的匝数比,原边电感800uH,漏感3-4uH
Q33.jpg Q55.jpg
                                    图19                                                                                 图20


图19为Q3的波形,图20为Q5的波形,驱动变压器原边(黄色),副边Vgs(紫色),Vds(蓝)。

Q22.jpg Q44.jpg
                                    图21                                                                                 图22

图21为Q2的波形,图22为Q4的波形,驱动变压器原边(黄色),副边Vgs(紫色),Vds(蓝)。
至于探头和示波器,现在调看看先。
黄色驱动变压器原边波形高电平刚开始震荡得比较厉害,请问是不是驱动能力不够?关断的时候也在震荡。
nc965
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  • 2022-5-6 16:18:50
  • 倒数9
 
可以看出,回到(1楼)最初了,这两个过冲超过了MOS的门槛电压,直通了:
3.png

可能原因:
1、变压器副边信号(原边没有)畸变
     解决方法1:减少漏感增加耦合、增加磁芯Ae、调整气隙、增加感量到1mH、减缓下降沿,都试试看 ----- 但不能牺牲安规绝缘(三层绝缘线和6.3mm间距)
     解决方法2:改变驱动方式,把死区贯彻到底,参阅用SG3525来做硬开关全桥,不知道哪种驱动方式才是对的?
2、弥勒
     解决方法1:减少蓝色对其他部分的耦合,减少黄色对蓝色的耦合 ----- 包括减少元件、减小分布范围,减小耦合面积、减小回路包围面积
     解决方法2:换用弥勒特性更好的MOSFET
3、驱动接地不当
     解决方法:按红色连接

2.png

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A15959646501
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  • 2022-5-7 11:14:51
  • 倒数8
 
谢谢回复。
请教一下驱动隔离变压器可以用三明治的方式绕吗?(原边分半,包副边)
nc965
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  • 2022-5-7 11:43:20
  • 倒数7
 
匝数相同,三线并绕就行了,效果不比三明治差,但你这个原边与输出共地,有安规问题,要用 0.15 的三层绝缘线绕和安规骨架
A15959646501
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LV6
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  • 2022-5-9 11:42:06
  • 倒数5
 
谢谢回复。
翻箱倒柜找到了之前买的三线并绕的驱动变压器。如下图。
b316334ffd157566dcf687b631247bf.jpg

1.请问这种线能过3C吗?(3750V)
2.手头上暂时没有这种线,请问能不能先用着三明治绕的试一下?如果不行的话是因为什么?

下图是三明治绕法。
121212.PNG

请问如果副边有多个绕组应该怎么绕三明治呢?是把主绕组夹在初级绕组中间,还是把所有次级绕组都夹在初级绕组中间?辅助供电用不用夹在初级绕组中间?

nc965
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  • 2022-5-9 12:23:03
  • 倒数2
 
3股并绕,不用(或者说它就是)三明治,你是副边驱动,三层绝缘线才能满足安规,还要用安规骨架(否则飞线)
如果3股都用三层绝缘线,绝缘就是6层,啥安规都能过
如果副边1股才用三层绝缘线,原边2股是漆包线,最好统一外径才方便并绕,也是可以的
A15959646501
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LV6
高级工程师
  • 2022-4-28 11:10:15
 
谢谢回复。
11楼的两个图用的MOSFET都是一样的。区别只是软开关没有隔直电容,硬开关多了一个隔直电容(下图的C20),请问硬开关的正负反转之后的脉冲电压是不是被C20影响了?(用的685,或者是容值太大了?)
1234454.PNG
nc965
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  • 2022-4-28 11:36:30
 
该节点的几个等效电容 是指:该节点的三个电流方向的三个(外接、寄生、分布)等效电容(比如Coss,比如RC吸收),与C20没直接(但有间接)关系:
2.png
呆头鹅
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  • 2022-5-7 13:58:04
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软开关时,Qgd接近0,硬开关时,Qgd大,导致驱动的电流也大,导致过冲大,导致误导通
A15959646501
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  • 2022-5-9 11:44:01
  • 倒数4
 
谢谢回复。
请问你说的这个能解决吗?有什么解决方案吗?
xkw1cn
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  • 2022-4-27 20:00:15
 
天然过渡;仅是变压器电感与分布电容过渡过程。与驱动无关。
A15959646501
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LV6
高级工程师
  • 2022-4-28 09:19:24
 
谢谢回复。
可是功率变压器两端的电压波形好像有点奇怪(感觉死区好像不见了),请问有可能是什么原因呢?
蓝色波形为:功率变压器两端的电压,紫色为Q3的VGS驱动

18041691f06bfd9b7aab04cb6da79b9.jpg
xkw1cn
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  • 2022-4-28 19:01:59
 
你觉得自己把门锁结实了,人家就不能敲门了吗?让人家揍了;死活找自己理由。真有意思。
看看挨揍蹦老高的VDS,有意思吧试试不同揍法,蹦的还不一样波波。
能源消耗
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LV10
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  • 2022-4-30 16:24:09
 
这驱动波形有点不尽人意啊, 上下沿  (1格1.8uS) 都半格以上,也就是>900nS,  死区LZ说900nS, 那么就有交叉损耗嫌疑。

开工速度太慢了。原因就是隔离驱动变压器损耗大。
呆头鹅
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LV8
副总工程师
  • 2022-5-6 13:11:49
 
试试把R11,R12...改大,可能就好了
A15959646501
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LV6
高级工程师
  • 2022-5-9 11:46:12
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谢谢回复。
请问是把驱动电阻改大吗?减小驱动能力?
呆头鹅
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LV8
副总工程师
最新回复
  • 2022-5-10 09:14:17
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过冲是由驱动变压器的漏感和mos的电容谐振引起的,加大驱动电阻,相当于加大阻尼,可以减小过冲。当然,更好的做法是减小漏感
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