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LLC波形疑惑求助

LLC波形疑惑求助:数字控制半桥LLC,输入400V,输出24V,谐振频率200K,谐振电容13nF,谐振电感22uH,励磁电感73uH,驱动用的UCC27714D,测得的半桥中点电压波形和下管驱动波形如下图所示:

黄色为桥臂中点电压波形,蓝色为下管驱动信号。

我的疑惑时为啥下管驱动下降后桥臂中点电压就立刻上升了,而不是经过了死区时间之后才上升的?就像桥臂中点下降再到下管驱动上升那样?

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2019-06-19 15:36

下管断开瞬间,基本上相当于反激过程,中点电压是立即升高的。

此时死区是对上管来说的,保证上管可以有时间安全开通。

当上管断开时,下管电压是立即下降的,死区时间可以足够下管开通前降为0,从而下管可以安全开通。

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shao456
LV.6
3
2019-06-19 16:04
LLC的ZVS指的是ZVS开通,关断不是ZVS,与上管和下管没有关系
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Jery2019
LV.2
4
2019-06-19 18:15
@shao456
LLC的ZVS指的是ZVS开通,关断不是ZVS,与上管和下管没有关系
谢谢两位的回复。就这个图,我还有个问题,上管、或者下管关断之后,下管驱动信号有一个高频振荡,整个LLC副边的输出电压对应位置也有一个振荡,波形完全一致,这个又是什么原因呢?
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shao456
LV.6
5
2019-06-19 20:30
@Jery2019
谢谢两位的回复。就这个图,我还有个问题,上管、或者下管关断之后,下管驱动信号有一个高频振荡,整个LLC副边的输出电压对应位置也有一个振荡,波形完全一致,这个又是什么原因呢?
这个一般与功率地及驱动电路的布局走线相关,驱动地与功率地要单点接地,尽量减小环路面积。
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2019-06-20 18:53
@shao456
这个一般与功率地及驱动电路的布局走线相关,驱动地与功率地要单点接地,尽量减小环路面积。
死区都吃掉,很危险,容易炸机!
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xue007
LV.9
7
2019-06-20 19:33
这个波形很正常
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2019-06-21 09:34
@xue007
这个波形很正常
重载情况下,驱动震荡会加剧,不会误导通吗?
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shao456
LV.6
9
2019-06-21 10:20
@cuoguohaoduo
重载情况下,驱动震荡会加剧,不会误导通吗?
上图看看,震荡严重有直通的风险。
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2019-06-21 14:59
@shao456
上图看看,震荡严重有直通的风险。
很想知道这个干扰一般怎么解决?或者产生的原因
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shao456
LV.6
11
2019-06-21 15:29
@cuoguohaoduo
很想知道这个干扰一般怎么解决?或者产生的原因
5楼有回复
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xue007
LV.9
12
2019-06-23 21:18
@cuoguohaoduo
重载情况下,驱动震荡会加剧,不会误导通吗?
功率管需要并联电容,这样就减小这个震荡,不过受死区时间限制
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xue007
LV.9
13
2019-06-25 06:48
黄线下降到蓝线升起是死区时间
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Jery2019
LV.2
14
2019-06-25 11:51
@shao456
5楼有回复

感谢各位的回复与讨论。

莫非这个振荡只能是布线造成的了?

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Jery2019
LV.2
15
2019-06-25 11:53
@xue007
功率管需要并联电容,这样就减小这个震荡,不过受死区时间限制

加了300pF,效果很明显,不过还是有,怎么都消除不掉。

还有一个规律:跟输入电压幅值大小强相关,400V输入比250输入大一倍!

另外频率越低,振荡幅度也越大

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2019-06-25 11:55
@Jery2019
感谢各位的回复与讨论。莫非这个振荡只能是布线造成的了?
驱动能力也不足,关断电流也不够,不能快速把IGBT关掉
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xue007
LV.9
17
2019-06-25 14:55
@Jery2019
加了300pF,效果很明显,不过还是有,怎么都消除不掉。还有一个规律:跟输入电压幅值大小强相关,400V输入比250输入大一倍!另外频率越低,振荡幅度也越大

只能减小无法消除。再加大电容看看

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xue007
LV.9
18
2019-06-25 14:56
@Jery2019
加了300pF,效果很明显,不过还是有,怎么都消除不掉。还有一个规律:跟输入电压幅值大小强相关,400V输入比250输入大一倍!另外频率越低,振荡幅度也越大
把波形的图传上来看看
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Jery2019
LV.2
19
2019-06-25 18:09
@xue007
只能减小无法消除。再加大电容看看
不敢加大,MOS管已经很烫了,害怕炸鸡~~
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Jery2019
LV.2
20
2019-06-25 18:33
@xue007
把波形的图传上来看看

图-1

图-1是满载情况下的波形,其中蓝色的是下管驱动波形,黄色的是桥臂中点电压波形,红色是输出电压波形。

图-2

图-2是上下管VDS波形。其中,黄色的是输入电压波形,紫色的是上管VDS,蓝色是下管VDS,红色是输出波形。

请帮忙看看,这个振荡可能是什么原因呢?

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Jery2019
LV.2
21
2019-06-25 18:36
@米山人家
驱动能力也不足,关断电流也不够,不能快速把IGBT关掉
哦,那驱动能力不足、关断电流小,这两个要怎么改进呢?
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2019-06-25 19:21

我在这里回复一下我的理解。

这个UCC27714D还是比较高端的,驱动能力达4A,但是还是出现了驱动脉冲拉不下来的情况,但是对于上升沿是足够用了,而且上升沿波形很好。

看图中,你的VDS上升率,也就是du/dt非常高,在10ns内从0V快速上升到400V。

你用的MOS是什么型号,一定是并联了很多数量的MOS管!另外,这个电源是多大功率?

你看我说的对吗,如果是我理解的这样,产生振荡就很正常了。

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xue007
LV.9
23
2019-06-25 21:36
@Jery2019
[图片]图-1图-1是满载情况下的波形,其中蓝色的是下管驱动波形,黄色的是桥臂中点电压波形,红色是输出电压波形。[图片]图-2图-2是上下管VDS波形。其中,黄色的是输入电压波形,紫色的是上管VDS,蓝色是下管VDS,红色是输出波形。请帮忙看看,这个振荡可能是什么原因呢?
震荡是必然存在的,这个是变压气的电感和并在功率管电容形成的
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xue007
LV.9
24
2019-06-25 21:38
@Jery2019
不敢加大,MOS管已经很烫了,害怕炸鸡~~
只要死区够就没事,观察轻载时死区的情况,这个电容越大。功率管损耗越小
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Jery2019
LV.2
25
2019-06-25 23:32
@米山人家
我在这里回复一下我的理解。这个UCC27714D还是比较高端的,驱动能力达4A,但是还是出现了驱动脉冲拉不下来的情况,但是对于上升沿是足够用了,而且上升沿波形很好。看图中,你的VDS上升率,也就是du/dt非常高,在10ns内从0V快速上升到400V。你用的MOS是什么型号,一定是并联了很多数量的MOS管!另外,这个电源是多大功率?你看我说的对吗,如果是我理解的这样,产生振荡就很正常了。

谢谢你的回复!不过我不太明白你说的“并联很多MOS管”是啥意思?

我做的是个半桥的LLC,就上下两个MOS管。

MOS型号是仙童的FCP150N65F

功率300W,频率300K

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Jery2019
LV.2
26
2019-06-25 23:34
@Jery2019
谢谢你的回复!不过我不太明白你说的“并联很多MOS管”是啥意思?我做的是个半桥的LLC,就上下两个MOS管。MOS型号是仙童的FCP150N65F功率300W,频率300K
那这个振荡没法消除吗?不消除的话,我反馈控制很难做稳定,另外纹波也没法做了
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Jery2019
LV.2
27
2019-06-25 23:37
@xue007
震荡是必然存在的,这个是变压气的电感和并在功率管电容形成的

你说的很对,我变压器就是有1nF左右的寄生电容,另外我功率管并了一个300pF的。

那这个振荡有办法消除吗?不消除的话,我反馈控制很难做稳定,另外纹波也没法做了

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xue007
LV.9
28
2019-06-26 00:41
@Jery2019
谢谢你的回复!不过我不太明白你说的“并联很多MOS管”是啥意思?我做的是个半桥的LLC,就上下两个MOS管。MOS型号是仙童的FCP150N65F功率300W,频率300K
现在怎莫上来就是几百K的频率,只有降低频率才能改善电源的特性
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xue007
LV.9
29
2019-06-26 00:49
@Jery2019
你说的很对,我变压器就是有1nF左右的寄生电容,另外我功率管并了一个300pF的。那这个振荡有办法消除吗?不消除的话,我反馈控制很难做稳定,另外纹波也没法做了
你看看轻载的死区,有的话接着并电容,加大电容可以使这个震荡频率降低。震荡幅度会降低
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2019-06-26 09:23
@Jery2019
那这个振荡没法消除吗?不消除的话,我反馈控制很难做稳定,另外纹波也没法做了

振荡挺难消除的,MOS管本身有100pF的寄生电容,它也与谐振电感产生谐振。

频率低的时候不影响,你这里300KHz频率,就会显著影响了。

另外,虽然4A的驱动电流已经很高了,但还是不满足你这里的驱动要求。4A还是不能快速拉下来,你要试一下6A或更高的驱动电流了。

后级再加一级LC滤波,基本就能隔离这个振荡了。

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Jery2019
LV.2
31
2019-06-26 09:56
@xue007
现在怎莫上来就是几百K的频率,只有降低频率才能改善电源的特性
频率是老板给的,说的是高频率可以减小电感
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