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【测试分享】+ 大功率全桥开关电源测量与调试(整个电源调试的各种波形)
阅读: 8680 |  回复: 69 楼层直达

2018/05/11 10:48:47
1
心如刀割
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LV9
军长
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首先简单说明电源:

输入:AC 200-240V,

输出:DC:36V 80A。

SG 3525 做的全桥拓扑。

下面说明几点问题的测量与调试。

也记录一下调试过程。。。

2018/05/11 10:54:22
2
心如刀割
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LV9
军长

一、全桥开关管吸收电路的对比:

主要是测试一下看哪种吸收电路效果更佳,或是看否需要增加吸收电路。

先上一个Np两端的电压波形看是否正常。

2018/05/12 10:00:26
3
心如刀割
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LV9
军长

对比之前,发现了一个问题,在死区时间里,开关管的电压较高,下面是两个下桥臂的波形,一看吓一跳

2018/05/27 13:55:32
4
心如刀割
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LV9
军长

轻载时 PFC 电感电流波形,CH1是整流后的输入电压

2018/05/27 13:59:14
5
心如刀割
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LV9
军长

继续带载。纹波电流越来越大了。

PFC 输出带载2000W,限流了,电流波形已被削顶。输出电压下降到330V

限功率了

2018/05/27 14:03:03
7
心如刀割
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LV9
军长
调整电流互感器参数,继续往上加负载
2018/05/27 14:00:40
6
心如刀割
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LV9
军长
上面的情况已调整变压器,这种情况已好转,但两边还是会有偏差,无关紧要。
2018/06/05 18:27:32
8
心如刀割
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LV9
军长
虽然没出现什么问题,但这波形看着总不舒服
2018/06/08 17:25:37
25
花雨漫天
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LV2
班长
好像没见有多高的尖峰啊。
2018/06/08 18:53:05
26
心如刀割
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LV9
军长

是的,尖峰没有多高,开关有点振荡。

主要是这一高一低的看着不舒服

2018/06/05 18:31:20
9
心如刀割
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LV9
军长

PFC输出电压纹波,如果说没有纹波电压,那都是骗人的。

PFC输出波纹电压与纹波电流

这个100HZ的纹波无法避免

2018/06/05 18:34:41
10
心如刀割
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LV9
军长

桥堆电压与升压电感电流

2018/06/06 07:32:19
11
心如刀割
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LV9
军长

辅助电源的调试,本应该先调试辅源的,但一直在等变压器,就先弄PFC了。

方案采用OB2358,输出功率大概12W左右。输入是390V DC。

焊个桥堆,先用市电测试。

VDS

次极肖特基峰值

2018/06/06 07:35:41
12
心如刀割
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LV9
军长

辅助电源启动时间

满载启动瞬间波形,没什么过冲与跌落

2018/06/06 07:37:12
13
心如刀割
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LV9
军长

这个取得有点大,400V输入时要测一下VDS峰值

2018/06/06 07:38:42
14
心如刀割
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LV9
军长

很小,效率有点低。

2018/06/06 07:43:54
15
心如刀割
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LV9
军长

继续往下调试,看启动时序。

这里有一个延时电路,当PFC启动后延时再启动后级DC-DC,设定延时值500mS

这里CH1为辅源输出,CH2为一个延时的高电平,控制SG3525的8脚,高电平把8脚电平拉低。

这里CH1为辅源输出,CH2为一个延时的高电平,控制SG3525的8脚,高电平把8脚电平拉低。

实测530mS

2018/06/06 07:50:05
16
心如刀割
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LV9
军长

继续,外接VCC测 SG3525的驱动

死区时间

MOS端波形

2018/06/06 07:52:59
17
心如刀割
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LV9
军长
整机上电,刚开始打隔。PFC供电不足。减小辅助绕组串的电阻后正常。此处没测波形。
2018/06/06 07:59:21
18
心如刀割
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LV9
军长

继续测试

启动波形,CH1电源输出,CH2-PFC升压输出,过冲到420V

2018/06/06 08:00:16
19
心如刀割
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LV9
军长

初级绕组两端波形

2018/06/06 08:10:32
20
心如刀割
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LV9
军长

启动时间

输出过冲

2018/06/06 08:11:58
21
心如刀割
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LV9
军长

初级电压与电流波形

2018/06/08 14:18:09
22
cjhk
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LV9
军长
羡慕你的测试仪器,廖兄
2018/06/08 16:58:06
23
心如刀割
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LV9
军长

呵呵,仪器也是渣渣,前面一台普源的示波器时间轴一放长就死机,100mS/格 都死机了,后面就换了台泰克的,也是古董,经常跳屏。

电子负载也是只能带2500W,测不了CV模式,用电炉丝还得浇水

2018/06/08 17:01:28
24
心如刀割
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LV9
军长

越测问题越多,要被整疯了。

后级DC-DC效率太低,搞得PFC输出电流变大,PFC 电感电流增大。MOS,二极管温升较高。电感温升倒很低,可以增加匝数。

一开始没留多少余量的。增大电感量看能有什么效果,估计作用也甚微,负载电流是关键。

2018/06/08 19:01:59
27
心如刀割
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LV9
军长

继续:

驱动变压器前波形:

减小驱动电阻后:

2018/06/08 19:06:07
28
心如刀割
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LV9
军长

满载的原边电压电流

电流峰值忒大

2018/06/08 19:07:51
29
心如刀割
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LV9
军长

输出纹波与杂信

2018/06/08 19:09:30
30
心如刀割
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LV9
军长
测试并没有并电容
2018/06/08 19:13:16
31
心如刀割
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LV9
军长

原边电压波形与隔直电容波形

隔直电容与原边绕组

2018/06/08 19:17:31
32
心如刀割
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LV9
军长

电流互感器检测的波形,

这斜率是有饱和的趋势吗?应该不会吧,温度,效率正常。

2018/06/08 19:28:05
33
心如刀割
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LV9
军长

摸底温升情况:

这尖峰是突然超负载老化的后果,PFC 的续流二极管表现最为强烈,这里已经炸过一次,就不再作死了

最高的为PFC 的二极管,DC-DC的4 个开关管次之,输出电感和肖特基都不算很高,室温老化

2018/06/09 19:09:50
34
cjhk
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LV9
军长
    如果自己的方案改进的余地不大,廖兄  我建议你买一款符合要求的电源  逆向工程吧。
2018/06/09 23:31:13
35
心如刀割
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LV9
军长
符合要求的大多都是软开关加软件控制的了。当初选硬开关也是考虑到交期。两周后出样,功能还是可以的,效率怕是难再有改善了
2018/06/10 14:00:22
36
hong_t
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LV6
团长
PFC二极管用什么? 除了速度大功率时VF影响好象更大
2018/06/10 21:32:12
38
心如刀割
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LV9
军长
用 st 的STTH3006,  标称1.1V    50nS
2018/06/11 15:35:53
41
hong_t
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LV6
团长

我用这个RURG3060做1.3KW的PFC, TO-247, 发热不大,测试效率比12A的SiC管还高

2018/06/11 18:49:18
42
心如刀割
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LV9
军长
我现在做3 KW,发热就像上图显示了,还没想到什么方法解决
2018/06/12 20:06:16
43
心如刀割
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LV9
军长
已经解决二极管温升问题,可以继续往后了,满载老化 PFC 正常。
2018/06/10 17:01:37
37
米山人家
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LV7
旅长
好贴,要顶
2018/06/10 21:35:03
39
心如刀割
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LV9
军长
很多地方要改善的,多指教!!
2018/06/11 07:49:06
40
心如刀割
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LV9
军长

继续改善电源,测试了一下输入110V AC 的情况 ,虽然本次不做宽电压输入要求,但先试一下情况,免得到时需要时措手不及。

因为PFC 电感是按180V 最小电压设计的,110V带载就测个小负载算了,把输入欠压保护电路去掉,上25% 的负载启动,电源要嗡 ~嗡~嗡几声才正常输出。怀疑是因辅源的VDD问题引起,测试启动时的波形如下:

2018/06/17 09:29:41
44
心如刀割
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LV9
军长

改善开关振荡:

开始开关振荡比较严重,死区时间里也在振荡

VGS,VDS

2018/06/17 09:31:18
45
心如刀割
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LV9
军长

可以看出来,已经互相影响到了,问题严重

2018/06/17 09:34:43
46
心如刀割
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LV9
军长

驱动电阻增大后会有改善,但是太大又受不了功率损耗。

最后一边剩下一个尖峰,时间还挺宽,隐患更大。

2018/06/17 09:36:19
47
心如刀割
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LV9
军长

另外一桥臂的情况:

2018/06/21 13:30:21
48
Double_e
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LV2
班长
请楼主测下空载和轻载的波形。麻烦问下变压器设计时有没有加入气隙?感谢了
2018/06/21 14:25:36
49
心如刀割
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LV9
军长
变压器不用加气隙的,波形可以有,稍后上传
2018/06/21 17:08:03
50
心如刀割
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LV9
军长

空载 VGS,VDS

2018/06/21 17:08:37
51
心如刀割
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LV9
军长

轻载VGS,VDS

2018/06/21 17:09:06
52
心如刀割
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LV9
军长

继续加大

2018/06/23 10:33:30
53
Double_e
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LV2
班长
非常感谢!
2018/06/23 12:17:53
54
心如刀割
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LV9
军长
2018/06/23 12:20:39
55
心如刀割
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LV9
军长
DC-DC开关管已更改为IGBT,频率降到30K,效果稍好,已接近完成
2018/06/23 12:23:23
56
心如刀割
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LV9
军长

继续上图。

开关客换成 IGBT 后,适当增加了驱动电压,因为最好是在15V的驱动电压。

2018/06/23 12:24:01
57
心如刀割
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LV9
军长

继续上图。

开关客换成 IGBT 后,适当增加了驱动电压,因为最好是在15V的驱动电压。

2018/06/23 12:25:33
58
心如刀割
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LV9
军长

上不了图,

郁闷

2018/06/26 16:53:27
59
lxgmvp
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LV7
旅长
顶下,我用半桥做了个80V40A的
2018/06/26 18:25:39
60
心如刀割
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LV9
军长
软开关吗?
2018/06/26 20:46:24
61
心如刀割
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LV9
军长
现在我的硬开关散热是个问题,用两个60*60的风扇吹才可以
2018/06/28 14:50:52
62
花雨漫天
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LV2
班长
前辈能否分享下简要的计算过程,如变压器和隔直电容的选取等,感觉对于硬开关全桥这个拓扑,资料还是很少的。
2018/06/28 21:27:48
63
心如刀割
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LV9
军长

计算我都用以前案子做的 mathCAD了,比较乱,没空整理出来。对于隔直电容的选取资料也是有的,很多 论文都会有说明 。

2018/06/29 13:51:12
64
花雨漫天
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LV2
班长
无妨无妨,看看您的波形什么的也能学到些东西。
2018/06/29 13:58:08
65
花雨漫天
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LV2
班长

本人对全桥电源不是很熟悉,只是这一两周才自己看了些资料以及验算了一下变压器和波形。在此也想冒昧的请教前辈一下,我认为全桥的注意点是(1)驱动,(2)变压器,(3)隔直电容。其中变压器的漏感要选好,否则副边整流管很容易坏。您能不能补充一下?

2018/06/29 21:10:50
66
心如刀割
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LV9
军长

你太客气了,纯粹讨论而已,对于电源,我发觉自己也是初学者。

对于开关电源,我觉得重点都差不多,不论什么拓扑。变压器无疑是最重要的,一旦变压器确定下来,其它的很多参数都确定了。

驱动也是,不能说对于其它拓扑就不那么重要,其实是一样的,因为开关电源顾明思义是一开一关的,而开关的控制必须要经过驱动。只是桥式拓扑有直通的隐患,所以对于驱动也要求更加严格。

隔直电容对于全桥来说,有时并不是必须的,我觉得它只是一个修正的手段。

全桥硬开关,副边的尖峰有时挺难处理的,特别对于高电压的输出,我就试过做 150V 直流输出时,尖峰很高,一般的RC 吸收效果很不理想,高压的二极管又特别贵。

2018/07/03 08:01:15
67
心如刀割
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LV9
军长

改善波形:

VGS,VDS

2018/07/15 08:06:17
68
wns123
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LV1
士兵
方便说一下是做什么产品么?有点好奇
2018/07/15 08:56:03
69
心如刀割
电源币:767 | 积分:65 主题帖:63 | 回复帖:905
LV9
军长
规格在顶楼,负载没有规定一定是做什么的。
2018/11/06 15:43:13
70
lgsps
电源币:264 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:64
LV5
营长
这个规格为何不用LLC?
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