使用SG1525构建推挽稳压源若干问题

请大神解惑

本人想使用SG1525构建推挽电路做一个24V-100V的200WDC-DC稳压源，电路图如下所示

实际电路中未使用U2、U3，RCD钳位电路只使用了电容未使用电阻和二极管，电容量47nF，使用SG1525直接驱动开关管，D3未接，想留到后面测试用。磁芯选用PQ26/25，匝比3:14，初级电感量约38uH,漏感0.5uH。

由于是初次做稳压源，开关管选得比较保险，参数如下：

Vces=1200V，Ic=21A，Icm=82A，tr=26ns，td（on）=22ns，td（off）=100ns，tf=200ns，输入电容2100pF，输出电容99pF。

设计的电源要求输出电压可调，最高是100V，故在开环、最大负载条件下努力使其达到要求。

按部就班进行测试：

1、不接变压器，单纯测试开关管驱动与输出电流波形

2、带变压器，次级开路测试波形

3、变压器次级接上整流和负载电路，电感量400uH，负载为50Ω电阻，整流二极管前向电流容许3A，前向电压1.4V，恢复时间75ns。测试输出电压为68V，远低于要求。

4、寻求尖峰和振荡的消除方法，提高RCD电路的电容到100nF，得到波形如下，测试输出电压为72V，较之前有所提高，但还是达不到要求。

5、继续寻求尖峰和振荡的消除方法，将电容扩至2.2uf。

然后就没有然后，因为管子烧掉了

问题来了：

1、本电路使用400W24V的前级电源供电，工作时电源发生滋滋的声音，请问是不是我初级的电流冲击引起的？有何办法消除该异响？

2、如何去掉我开关管上的电压振荡和尖峰？增加输出端的电感会使初级侧尖峰电压更高吗？

3、输出电压远远达不到要求，是因为我工作磁通密度设计得不合适吗？不改变匝比，增加绕组匝数有助于提高能量传输，提高输出电压吗？

4、工作时开关管发热严重，我用隔离示波器测试Q2端Vce和驱动信号对地的幅度，没有测过Q1，为啥Q2被烧掉好几次，Q1一点事都没有？和我测量方法有关系吗？如何才是正确的测量方式？我的管子按理说能耐受81A的电流通过，为何屡屡被烧，是寄生二极管被烧了吗？

5、RCD钳位电路的参数应该如何选择？电容容值，电阻阻值和瓦数，二极管前向电流。

请大神们不吝赐教

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ymyangyong

2017-03-20 17:14

开关管建议选75N75等MOS，压降、温升比IGBT好很多。

juntion

2017-03-20 17:32

幾個問題你修改看看:

1). 輸入最多100V, 開環路周其最大是發生在24V端, 因此你要測試也只要用耐壓100V以內來測24V輸入

不需要用到1200V, 那Ciss與Coss太大

2). 你的輸出推動信號不平整, 但由你的電路看來是有額外加GetDriver增加推動力, 所以你那狀況有可能是推動端與功率管距離有點遠, 理論上應該是驅動電路與功率管擺在一起, 信號原載從主控IC來, 因為輸入不會抽電流, 但輸出則會抽很大電流.....

3). 功率管High 信號達不到Vin 位準, 試試將一顆電解電容並聯於中心抽頭VIN+與功率管地之間, 且RDC迴路拿掉, 因為用100V功率管, 24V操作時最大鋒值不會超過60V.....

4). 試看你整體回路分佈電感與分佈電容效應是不是很嚴重, 可將頻率降下來, 二次負載不要抽到滿載, 一半就好, 看看你的波形如何, 假設頻率降下後, 所有波形都正常,那你Layout 要加強囉..

Dante625

LV.2

2017-03-20 23:35

@ymyangyong

开关管建议选75N75等MOS，压降、温升比IGBT好很多。

谢谢大神回复，目前而言只是想验证一下原理，手头有什么器件就用什么器件，之后再优化，不知我这振荡的波形是否是受开关管压降和温升的影响？

Dante625

LV.2

2017-03-21 00:06

@juntion

幾個問題你修改看看:1).輸入最多100V,開環路周其最大是發生在24V端,因此你要測試也只要用耐壓100V以內來測24V輸入不需要用到1200V,那Ciss與Coss太大2).你的輸出推動信號不平整,但由你的電路看來是有額外加GetDriver增加推動力,所以你那狀況有可能是推動端與功率管距離有點遠,理論上應該是驅動電路與功率管擺在一起,信號原載從主控IC來,因為輸入不會抽電流,但輸出則會抽很大電流.....3).功率管High信號達不到Vin位準,試試將一顆電解電容並聯於中心抽頭VIN+與功率管地之間,且RDC迴路拿掉,因為用100V功率管,24V操作時最大鋒值不會超過60V.....4).試看你整體回路分佈電感與分佈電容效應是不是很嚴重,可將頻率降下來,二次負載不要抽到滿載,一半就好,看看你的波形如何,假設頻率降下後,所有波形都正常,那你Layout要加強囉..

谢谢大神回复。

问题1：我想做的是24V输入，100V输出的稳压源，输入电压范围为20~30V，这点我帖子里面没说清楚，向您道歉。在开关管带变压器之前，我在24V与IGBT的C极之间接了一个10欧的电阻以测试驱动信号与管子响应的时间，于是有了第一张图。

问题2：原理图中的U2和U3起着隔离的作用，在测试中并没有使用，我是直接将1525的输出用导线接至管子上驱动的，物理距离如您所说有点远，但驱动电平是够的。

问题3：理论上24V输入时开关管关断尖峰电压不会超过60V，但实际上在没有加RCD钳位电路时我测得关断尖峰高达268V，即使加了RCD，在带变压器的时候也有超过60V尖峰的存在，这是我始料未及的，您说的并电解电容我去试一试看。

问题4：降低频率和负载的方法我明天去试一下再回复。我是拿现成的电路板和飞线搭的测试电路，驱动线路和变压器连线较长，缩小连接导线长度是否有效还待验证。

逛论坛的时候有看见别人也遇见过波形振荡的问题，不知加大输出端电感量是否有效，由于没有经验，已经烧坏了6个管子，至今心有余悸。

ymyangyong

2017-03-21 09:37

@Dante625

谢谢大神回复，目前而言只是想验证一下原理，手头有什么器件就用什么器件，之后再优化，不知我这振荡的波形是否是受开关管压降和温升的影响？

压降、温升对波形影响不大。

Dante625

LV.2

2017-03-21 09:59

@ymyangyong

压降、温升对波形影响不大。

那这样的话我现在验证原理的话用这个管子还可以吧，如何解决振荡、输出电压不足、24V电源异响的问题呢？大神

ymyangyong

2017-03-21 11:10

@Dante625

那这样的话我现在验证原理的话用这个管子还可以吧，如何解决振荡、输出电压不足、24V电源异响的问题呢？大神

个人建议：管子要换，变压器匝数要增加，输出电感要合适，布线和环路补偿需要改进。

Dante625

LV.2

2017-03-21 11:32

@ymyangyong

个人建议：管子要换，变压器匝数要增加，输出电感要合适，布线和环路补偿需要改进。

好的，谢谢大神，我试验一下

Dante625

LV.2

2017-03-21 15:12

根据@juntion版主的建议，我在变压器抽头与地之间连接一个100uF的电解电容，降低了频率并撤掉了RC钳位电路，变压器次级开路，仍使用开环控制满占空比，观察驱动波形和开关管Vce的波形如下图：

由上图可见，变压器原边绕组上加电压接近于一个方波，开关管关断时存在尖峰，随着频率的降低，尖峰峰值升高，达到了80多V。

随后将次级接上整流及负载电路，观察两臂开关管的Vce波形如下图所示

输出电压用万用表电压档测得83~84V，前级电源已没有异响。所得波形接近于方波，上升沿有些许振荡，下降沿有个台阶，两管存在同时导通的现象。

如上图所示，尖峰电压高达130V。

随后我试着调整频率，看看输出电压是不是会上升，实际测得频率提高后电压反而有所下降，而且管子发热更大了。

接下来准备换个匝数多一点的变压器，找个低压的开关管换上，再调一下RC吸收尖峰，找个合适的电感，看看能否有所改善。

电源网-璐璐

LV.10

2017-03-21 15:19

@Dante625

根据@juntion版主的建议，我在变压器抽头与地之间连接一个100uF的电解电容，降低了频率并撤掉了RC钳位电路，变压器次级开路，仍使用开环控制满占空比，观察驱动波形和开关管Vce的波形如下图：[图片][图片]由上图可见，变压器原边绕组上加电压接近于一个方波，开关管关断时存在尖峰，随着频率的降低，尖峰峰值升高，达到了80多V。随后将次级接上整流及负载电路，观察两臂开关管的Vce波形如下图所示[图片]输出电压用万用表电压档测得83~84V，前级电源已没有异响。所得波形接近于方波，上升沿有些许振荡，下降沿有个台阶，两管存在同时导通的现象。[图片]如上图所示，尖峰电压高达130V。随后我试着调整频率，看看输出电压是不是会上升，实际测得频率提高后电压反而有所下降，而且管子发热更大了。接下来准备换个匝数多一点的变压器，找个低压的开关管换上，再调一下RC吸收尖峰，找个合适的电感，看看能否有所改善。

在...

juntion

2017-03-21 15:30

@Dante625

谢谢大神回复。问题1：我想做的是24V输入，100V输出的稳压源，输入电压范围为20~30V，这点我帖子里面没说清楚，向您道歉。在开关管带变压器之前，我在24V与IGBT的C极之间接了一个10欧的电阻以测试驱动信号与管子响应的时间，于是有了第一张图。问题2：原理图中的U2和U3起着隔离的作用，在测试中并没有使用，我是直接将1525的输出用导线接至管子上驱动的，物理距离如您所说有点远，但驱动电平是够的。问题3：理论上24V输入时开关管关断尖峰电压不会超过60V，但实际上在没有加RCD钳位电路时我测得关断尖峰高达268V，即使加了RCD，在带变压器的时候也有超过60V尖峰的存在，这是我始料未及的，您说的并电解电容我去试一试看。问题4：降低频率和负载的方法我明天去试一下再回复。我是拿现成的电路板和飞线搭的测试电路，驱动线路和变压器连线较长，缩小连接导线长度是否有效还待验证。逛论坛的时候有看见别人也遇见过波形振荡的问题，不知加大输出端电感量是否有效，由于没有经验，已经烧坏了6个管子，至今心有余悸。

你用的不是IGBT管吧?用的應該MOS管, IGBT使用推挽操到40K以上問題很多尤其是高壓管...

推挽其實很好做, 但是重點是你Layout供電走線問題, 推挽在功率管瞬通期間有很大的電流, 因此控制部份必須從電容端分線拉出, 輸入電容越接近變壓器越好, 功率管一樣越接近變壓器越好, 且兩管到變壓器最好等面積

之前有PO過工作圖: 24V轉200VDC 作為正弦逆變器前級, 後即另有SPWM板 10KW

Ch1:左管 VDS , CH2:右管 VDS, CH3: 左管驅動

, 所以在你佈線率不是很好時, 先不要操太高頻率, 推挽磁發散是雙相, 只要功率不超過變壓器不會飽和, 且切記

裝入Core 時記的用酒精擦過, 不要有任何的Gap存在....

Dante625

LV.2

2017-03-21 15:41

@juntion

你用的不是IGBT管吧?用的應該MOS管,IGBT使用推挽操到40K以上問題很多尤其是高壓管...推挽其實很好做,但是重點是你Layout供電走線問題,推挽在功率管瞬通期間有很大的電流,因此控制部份必須從電容端分線拉出,輸入電容越接近變壓器越好,功率管一樣越接近變壓器越好,且兩管到變壓器最好等面積之前有PO過工作圖:24V轉200VDC作為正弦逆變器前級,後即另有SPWM板10KW[图片]Ch1:左管VDS,CH2:右管VDS, CH3:左管驅動,所以在你佈線率不是很好時,先不要操太高頻率, 推挽磁發散是雙相,只要功率不超過變壓器不會飽和,且切記裝入Core時記的用酒精擦過,不要有任何的Gap存在....

我用的就是IGBT管，现在正在库房翻找看有没有合适的mos管，找了个500V，导通电阻0.33欧，平均电流只有14A的管子，可是我不敢用，因为我算出在管子打开时间内通过的电流最大可能要到17A

大神的这个帖子我以前拜读过，今天根据您的建议做了些更改，请看10楼