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未解决

误触发打嗝保护和输出短路保护之间的矛盾

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rumenzhe
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LV6
高级工程师
  • 2022-5-13 17:07:10
10问答币
1111.jpg

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

xkw1cn
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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。
rumenzhe
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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?
能源消耗
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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。
rumenzhe
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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
能源消耗
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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,
rumenzhe
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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



谢开源
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LV8
副总工程师
  • 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
YTDFWANGWEI
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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。
rumenzhe
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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。
能源消耗
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LV10
总工程师
  • 10 小时前
 
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
YTDFWANGWEI
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版主
  • 10 小时前
 
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。
rumenzhe
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LV6
高级工程师
  • 9 小时前
  • 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。
rumenzhe
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LV6
高级工程师
  • 9 小时前
  • 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
rumenzhe
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LV6
高级工程师
  • 8 小时前
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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。
谢开源
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LV8
副总工程师
  • 8 小时前
  • 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?
rumenzhe
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LV6
高级工程师
  • 4 小时前
  • 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。
rumenzhe
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LV6
高级工程师
  • 4 小时前
  • 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。
谢开源
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LV8
副总工程师
最新回复
  • 1 小时前
  • 倒数1
 
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

kevin-leee
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LV6
高级工程师
  • 7 小时前
  • 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。
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总工程师
  • 10 小时前
  • 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。
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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。



rumenzhe
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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。

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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
rumenzhe
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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
kevin-leee
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LV6
高级工程师
  • 7 小时前
  • 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。
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