误触发打嗝保护和输出短路保护之间的矛盾-综合电源技术-世纪电源网社区

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2022-5-13 17:07:10

10问答币

某款100K频率的LLC机器，控制部分与输出端共地，原边谐振腔用了上图的互感器隔离采样并经过信号处理后到芯片OC脚，主要实现极端情况下的输出短路硬件级快速保护，而MCU通过采样输出端电压电流，还提供了一级短路判断保护锁机功能，即通过发出高电平拉低芯片的SS脚从而关闭PWM。本来想法很美好但是在实际中遇到了非常别扭的问题，如下：

1.在实验室用电子负载分别CC、CV模式带载机器都比较平稳输出，当模拟短路测试的时候，都是OC脚先起到作用彻底关闭芯片输出，然后软件锁机后面才发生（软件这一级保护其实有点权当安慰自己的味道）；然后CC CV两种模式分别各自5天较长时间的满载运行都暂时没有问题；

2.但是在客户端测试的时候，负载是锂电池，机器恒流启动对电池充电，电流是台阶式爬升的大概5S升到最大值20A，发现爬到最大值20A之时有时候会触发芯片内部第一级的打嗝保护（OC脚），电流不断在0~20A之间循环打嗝，从而无法正常充电；

3.现在的R1=1k，R2=5.1k，想通过降低R2值来降低这个误触发信号的幅度，或者通过加大电容，但是又担心起不到真正的短路保护作用，我尝试了将R1改为100R，R2改为50R，电容改为104，但是在CC模式下空载的时候做短路测试挂掉了（CV下是可以的因为机器还工作在恒流状态，电流环接管着）。

请问各位，该怎么样避免这个问题？比较头大

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		2 xkw1cn xkw1cn 离线 LV7 版主积分：131431 \| 主题：37517 \| 帖子：55631 访问空间发消息积分:131431 版主 2022-5-13 21:47:17
		这种问题；首先需要解决理论计算是否合理。其次；PCB合理性；决定了理论计算外的问题。特别注意；猜测如巫婆算命一样，除了添乱没啥工程价值。别人也很难帮你。回复 \| 举报 \|

			5 rumenzhe rumenzhe 离线 LV6 高级工程师积分：1663 \| 主题：76 \| 帖子：278 访问空间发消息积分:1663 LV6 高级工程师 2022-5-14 09:40:55
			由于实验室没有锂电池组，只能用电子负载进行测试，大概是这样： 1.机器额定输出为20A（58.5V20A），我测试过在CC模式下58.5V突然加载到25A，也不会触发上面所说的互感器原边电流采集并进入打嗝保护（OC保护点第一级），说了这个保护点阈值是留有了一定余量，如果电流进一步加大到30A，则由MCU软件来判断为输出过流进行锁机了。 2.在CC模式下58.5V进行输出短路，则这个原边电流采集起到了作用并第一时间快速锁机（OC保护点第二级）。 3.但是在客户那里对真实的锂电池负载，恒流20A启动，台阶式的4A左右一个步进爬升，经过5S就爬到了20A这个设定恒流值，正常工况就是开始恒流充电了，只是爬到20A这一瞬间很容易触发到这个原边电流采集发生第一级保护导致打嗝，导致充电失效。为什么在实验室电子负载怎么测试都不会发生？而对电池负载采用台阶式爬升电流还会导致触发这个打嗝故障？回复 \| 举报 \|

				8 能源消耗能源消耗离线 LV10 总工程师积分：14116 \| 主题：54 \| 帖子：3311 访问空间发消息积分:14116 LV10 总工程师 2022-5-14 14:05:56
				恒流模式下，电流5秒钟，跳4次到20A，这一跳，等于环路突然失调，速度太快了。LLC是调频的，比普通调宽控制不一样。我建议你吧电流上升改成线性上升，时间弄长点，例如20秒钟。不能跳跃上升。 https://bbs.21dianyuan.com/thread-331770-1-1.html 我的充电机就是这样软件控制的电流慢速线性上升。回复 \| 举报 \|

					9 rumenzhe rumenzhe 离线 LV6 高级工程师积分：1663 \| 主题：76 \| 帖子：278 访问空间发消息积分:1663 LV6 高级工程师 2022-5-14 17:30:52
					我的是这种步进电流：微信图片_20220514172745.jpg (55.19 KB, 下载次数: 42) 下载附件 2022-5-14 17:30 上传回复 \| 举报 \|

						12 能源消耗能源消耗离线 LV10 总工程师积分：14116 \| 主题：54 \| 帖子：3311 访问空间发消息积分:14116 LV10 总工程师 2022-5-16 08:16:12
						这个不好，搞成线性的。LLC缺点说白了就是怕负载突变，动态响应差另外注意一下软启动脚的电容，回复 \| 举报 \|

					10 rumenzhe rumenzhe 离线 LV6 高级工程师积分：1663 \| 主题：76 \| 帖子：278 访问空间发消息积分:1663 LV6 高级工程师 2022-5-14 17:35:29
					1.为什么在实验室CC模式下突加负载到58.5V25A都不会发生？2.在CV模式下（此时电压设定为57V）电流台阶爬升也不会发生？ 3.在客户处充电，电池电压刚刚开始还比较低才50V，电流台阶式爬升就触发了打嗝保护回复 \| 举报 \|

						11 谢开源谢开源离线 LV10 总工程师积分：11754 \| 主题：81 \| 帖子：2933 访问空间发消息积分:11754 LV10 总工程师 2022-5-15 14:47:07
						电池是容性负载，瞬间震荡较大。建议在5.1R并电容，同时看能不能在短路时让IC进入UVP保护，以减小短路的能量回复 \| 举报 \|

					13 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 离线 LV7 版主积分：109908 \| 主题：142 \| 帖子：45931 访问空间发消息积分:109908 版主 2022-5-16 17:24:07
					赞成，电流增大瞬间，电流环开路，你设置到4A，也许会是瞬时到8A然后回落到4A，所以还是步长减小好一些。除非你测一下比如你带个等效8A的负载，开机给定4A电流，看输出电流增大到多少才回到的4A。大概了解一下你的环路反应速度。回复 \| 举报 \|

						14 rumenzhe rumenzhe 离线 LV6 高级工程师积分：1663 \| 主题：76 \| 帖子：278 访问空间发消息积分:1663 LV6 高级工程师 2022-5-16 21:38:16
						在实验室用电子负载CV模式，4A步进台阶式爬升电流，实测爬升的电流波形是非常规则的，一级一级，没有半点电流过冲，我明天抓个波形来给大家看看。然后对着铅酸电池组，实测充电电流也是这样，和电子负载没有看出明显的差异，但是由于在客户端用的锂电池组，我们这里暂时没有这个负载来实测。回复 \| 举报 \|

							15 能源消耗能源消耗离线 LV10 总工程师积分：14116 \| 主题：54 \| 帖子：3311 访问空间发消息积分:14116 LV10 总工程师 2022-5-17 08:24:33
							说情况一次性说完，铅酸电池能充，锂电池其实性质一样，其中之一，原因锂电池包有协议条件，你的充电器没有满足它条件，关闭电池包。其二：锂电池与铅酸电池不一样的是锂电池本省有充放电流保护。充电电流跳变也有可能使电池包瞬间跳变保护了。如果充电机有0电流关闭功能，可以质疑锂电池包关闭。我设计的充电机都有这个功能。 LZ 你参考一下回复 \| 举报 \|

								16 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 离线 LV7 版主积分：109908 \| 主题：142 \| 帖子：45931 访问空间发消息积分:109908 版主 2022-5-17 08:29:23
								两个性质还是不一样的，内阻差别很大，最初做过一款产品，铅酸工作正常，锂电震荡。如果是电池包关闭，它不应该是无电流显示充满?不应该保护才对。回复 \| 举报 \|

									18 rumenzhe rumenzhe 离线 LV6 高级工程师积分：1663 \| 主题：76 \| 帖子：278 访问空间发消息积分:1663 LV6 高级工程师 2022-5-17 09:28:30 倒数9
									是的，铅酸和锂电的内阻特性还是差异比较大，我也遇到过充铅酸可以，但是接上锂电，输出电流就发生剧烈震荡，恒流环非常不稳定。回复 \| 举报 \|

								19 rumenzhe rumenzhe 离线 LV6 高级工程师积分：1663 \| 主题：76 \| 帖子：278 访问空间发消息积分:1663 LV6 高级工程师 2022-5-17 09:29:52 倒数8
								刚刚用电子负载CV模式测试的，开机输出电流台阶式爬升到20A的启动过程，可以看到没有什么过冲的。 11.png (1.37 MB, 下载次数: 44) 下载附件 2022-5-17 09:29 上传回复 \| 举报 \|

									20 rumenzhe rumenzhe 离线 LV6 高级工程师积分：1663 \| 主题：76 \| 帖子：278 访问空间发消息积分:1663 LV6 高级工程师 2022-5-17 10:05:56 倒数7
									现在是100%肯定在电流上升到20A的时候，触发了那个OC脚了，从而进入打嗝保护了。回复 \| 举报 \|

										21 谢开源谢开源离线 LV10 总工程师积分：11754 \| 主题：81 \| 帖子：2933 访问空间发消息积分:11754 LV10 总工程师 2022-5-17 10:35:09 倒数6
										你有小号锂电池吗？对比一下CV 0-2A跳变的电流波形和小号锂电池0-2A跳变的波形进入打嗝保护就只有初级OCP吗？有没有其他位置保护也是打嗝的？回复 \| 举报 \|

											24 rumenzhe rumenzhe 离线 LV6 高级工程师积分：1663 \| 主题：76 \| 帖子：278 访问空间发消息积分:1663 LV6 高级工程师 2022-5-17 14:45:36 倒数3
											是的，能打嗝的只有原边采集电流这个OC脚，500ms左右打嗝一次。其它的保护则都是由MCU来完成，要么可恢复，要么彻底关闭机器。回复 \| 举报 \|

											25 rumenzhe rumenzhe 离线 LV6 高级工程师积分：1663 \| 主题：76 \| 帖子：278 访问空间发消息积分:1663 LV6 高级工程师 2022-5-17 14:47:19 倒数2
											在客户那里是电流爬升到20A的时候触发的，然后进入打嗝，他们发现场电流波形过来看到了，不是在0~2A这个时候触发的。回复 \| 举报 \|

谢开源

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最新回复

2022-5-17 17:13:14
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0-2A只是看看电子负载与锂电池区别有多大而已
能否分享一下电流波形看看

				23 kevin-leee kevin-leee 离线 LV6 高级工程师积分：915 \| 主题：5 \| 帖子：177 访问空间发消息积分:915 LV6 高级工程师 2022-5-17 11:09:00 倒数4
				电子负载和真实电池还是区别很大的，电子负载里面可以设置很多启动和加载参数，而电池类似于一个大电容，所以我们在做测试的时候，一般都要用真实电池测试，用负载机加电压模拟电池的方法还是很多地方会不一样，很多情况测试会有很大的区别。回复 \| 举报 \|

			17 能源消耗能源消耗离线 LV10 总工程师积分：14116 \| 主题：54 \| 帖子：3311 访问空间发消息积分:14116 LV10 总工程师 2022-5-17 08:37:16 倒数10
			说的有道理，一不知道LZ你充电机的保护机制与功能。二不知道锂电池包的情况。回复 \| 举报 \|

		3 能源消耗能源消耗离线 LV10 总工程师积分：14116 \| 主题：54 \| 帖子：3311 访问空间发消息积分:14116 LV10 总工程师 2022-5-14 08:21:12
		该机器如果是充电器，你的设计完全错误。 1本省原边电流保护受输入电压变化影响，需要放宽电流保护余量。 2原边电流保护不能当作电池充电的恒流参考。电池恒流充电要在输出端电流采样。回复 \| 举报 \|

			4 rumenzhe rumenzhe 离线 LV6 高级工程师积分：1663 \| 主题：76 \| 帖子：278 访问空间发消息积分:1663 LV6 高级工程师 2022-5-14 09:24:59
			可能是我没有描述清楚，补充一下： 1.输入端前级是有PFC稳压的，可以说这个原边电流采样过载保护基本不受输入电压的影响，对于这个原边电流采样硬件级的保护，我的初衷是除非发生短路级别的恶劣故障才触发这个保护，其它的过流之类，则由MCU来判断实现锁机即可； 2.控制IC和MCU是放置在副边的，通过隔离变压器驱动原边MOS，并且分别采样副边输出电压电流，实现恒压恒流的控制，这个是基本没有搞错的。回复 \| 举报 \|

				6 能源消耗能源消耗离线 LV10 总工程师积分：14116 \| 主题：54 \| 帖子：3311 访问空间发消息积分:14116 LV10 总工程师 2022-5-14 10:29:09
				这还差不多，把原边电流保护点放高点，比额定大3A。就可以了啊回复 \| 举报 \|

					7 rumenzhe rumenzhe 离线 LV6 高级工程师积分：1663 \| 主题：76 \| 帖子：278 访问空间发消息积分:1663 LV6 高级工程师 2022-5-14 11:34:31
					能否帮忙看看5楼的问题，谢谢回复 \| 举报 \|

						22 kevin-leee kevin-leee 离线 LV6 高级工程师积分：915 \| 主题：5 \| 帖子：177 访问空间发消息积分:915 LV6 高级工程师 2022-5-17 11:04:17 倒数5
						查看下你恒流环与恒压环的响应速度，看下在最后触发保护的时候，输出电流与电压尖峰有多大。回复 \| 举报 \|