• 33
    回复
  • 收藏
  • 点赞
  • 分享
  • 发新帖

调试中的48V3kW DC-DC 前级

      目前自己正在调试一个DC-DC 升压的模块,属于逆变器的前级,也是我准备设计用于48V并网的前级,动手之前研究了各种方案,最后从成本和效率上选择了推挽这种升压结构,设计的初衷是想实现推挽软开关,所以PCB上都留有器件位置,设计时也了解过推挽闭环不好实现,但没想到这么麻烦。     由于刚开始调试,先发上来,一是刷刷存在感,二是有很多问题没有解决,要是我自己解决了,会写上来,大家出主意解决更好,相互学习下。

电路原理图

板上的布局如下图

驱动波形Vgs(蓝色)和Vds(黄色)波形,振荡很大,待解决

整流桥输出波形

现阶段,升压带载都没有问题,只是尖峰厉害,解决这个问题是下一步工作的重点,看前面那些专家高手们的软开关,

好像都在占空比接近50%的,或是说开环的,如果占空比随意改变,不知道他们的软开关能否实现呢?

有人说这种MOS管开通的振荡是整流二极管速度不行,我用的是超快恢复的二极管,65ns,不知速度够不够,SiC的二极管用不起。

从我调试的情况看,这板好像实现软开关不现实了,欢迎大家讨论。

全部回复(33)
正序查看
倒序查看
dobetter
LV.7
2
2016-01-23 10:36
我喜欢这个示波器
0
回复
2016-01-25 09:54
上个头条,欢迎一起讨论
0
回复
whwqm
LV.5
4
2016-01-25 11:15

现在在整流二极两端并了RC,保证了电压在48V--75V输入时,电压尖峰不超过900V,所以实用没太大问题,但这不是做事的态度,

我自己变通了个想法,现在控制的PWM波形和移相全桥差不多,我理解为推挽移相,自己起的名字,如和其它人有雷同,实属巧合.

就是在A管导通截后,B管马上导通,死区也可任意调节,因为要调脉宽,所以B的相位是不能固定的,时刻调节在,这样,变压器输入的波形和

移相全桥一样,但是只用了两个管子,效率提高,同时成本减少.离软开关又进一步了.

0
回复
jwdxu2009
LV.7
5
2016-01-25 13:30
电源做的好,学习和参考了
0
回复
2016-01-25 16:44
@whwqm
现在在整流二极两端并了RC,保证了电压在48V--75V输入时,电压尖峰不超过900V,所以实用没太大问题,但这不是做事的态度,我自己变通了个想法,现在控制的PWM波形和移相全桥差不多,我理解为推挽移相,自己起的名字,如和其它人有雷同,实属巧合.就是在A管导通截后,B管马上导通,死区也可任意调节,因为要调脉宽,所以B的相位是不能固定的,时刻调节在,这样,变压器输入的波形和移相全桥一样,但是只用了两个管子,效率提高,同时成本减少.离软开关又进一步了.[图片]
SG3525用过吗?我用这个芯片搭建了一个最简单的电压型控制电路,输出电压98V,功率在70W,可是实现不了闭环控制,好像问题在于SG3525的误差放大器这一块无法正常工作,调了SG3525的误差放大器的补偿还是不行求指教啊!
0
回复
2016-01-25 20:19
@HOU1039669221
SG3525用过吗?我用这个芯片搭建了一个最简单的电压型控制电路,输出电压98V,功率在70W,可是实现不了闭环控制,好像问题在于SG3525的误差放大器这一块无法正常工作,调了SG3525的误差放大器的补偿还是不行求指教啊!
**此帖已被管理员删除**
0
回复
whwqm
LV.5
8
2016-01-25 21:41
@HOU1039669221
**此帖已被管理员删除**
开环玩过,3525闭环没试过,虽然现在这个也是闭环的,但要求输入可以设置为恒流或是恒压,电流0-50A,电压48-75V任意,,所以用DSP直接控制的,PWM控制非常方便。
0
回复
2016-01-25 23:24
@whwqm
现在在整流二极两端并了RC,保证了电压在48V--75V输入时,电压尖峰不超过900V,所以实用没太大问题,但这不是做事的态度,我自己变通了个想法,现在控制的PWM波形和移相全桥差不多,我理解为推挽移相,自己起的名字,如和其它人有雷同,实属巧合.就是在A管导通截后,B管马上导通,死区也可任意调节,因为要调脉宽,所以B的相位是不能固定的,时刻调节在,这样,变压器输入的波形和移相全桥一样,但是只用了两个管子,效率提高,同时成本减少.离软开关又进一步了.[图片]
你的波形感觉不对,这样我感觉变压器最后会出现磁偏的可能。
0
回复
dobetter
LV.7
10
2016-01-25 23:43
@whwqm
开环玩过,3525闭环没试过,虽然现在这个也是闭环的,但要求输入可以设置为恒流或是恒压,电流0-50A,电压48-75V任意,,所以用DSP直接控制的,PWM控制非常方便。

这里推挽是DSP直接驱动还是通过光耦隔离进行驱动搞的呢?谐振电容串在主功率回路里边温升会不会太高呀

0
回复
tianyao9393
LV.5
11
2016-01-26 08:27
3525本来波波形做软开关还是很容易的额,你改来改去那个更不能了,
0
回复
whwqm
LV.5
12
2016-01-26 08:48
@tianyao9393
3525本来波波形做软开关还是很容易的额,你改来改去那个更不能了,
闭环实现不容易吧?5%的占空比可以做到吗,如果有成功经验,我愿再多调试一段时间.
0
回复
whwqm
LV.5
13
2016-01-26 08:50
@dobetter
这里推挽是DSP直接驱动还是通过光耦隔离进行驱动搞的呢?谐振电容串在主功率回路里边温升会不会太高呀
通过光耦隔离进行驱动的,多并些电容情况好些吧,现在还没发现问题.
0
回复
whwqm
LV.5
14
2016-01-26 08:53
@皇甫仁和
你的波形感觉不对,这样我感觉变压器最后会出现磁偏的可能。

现在我的波形是这样的,应该没人的推挽是这种波形吧....

不同占空比的波形.

这是变压器原边的输入波形,开通振荡是输出电感引起的,短接后波形很干净,不过输入电流非常大了,所以还得老实留着.

0
回复
tianyao9393
LV.5
15
2016-01-26 15:48
@whwqm
闭环实现不容易吧?5%的占空比可以做到吗,如果有成功经验,我愿再多调试一段时间.
3525做是没问题的,就50%    我也成功了,又没叫你时刻闭环,
0
回复
whwqm
LV.5
16
2016-01-26 15:59
@tianyao9393
3525做是没问题的,就50%  我也成功了,又没叫你时刻闭环,
那如何让输入恒流呢,比如设定10A,或是20A工作?输入电压有可能是48V,有可能是75V,有可能时刻在变!3525一直50%可以吗?
0
回复
2016-01-26 19:46
@whwqm
那如何让输入恒流呢,比如设定10A,或是20A工作?输入电压有可能是48V,有可能是75V,有可能时刻在变!3525一直50%可以吗?
如果想恒流,还需要进行限压吧!不然后级开路。。。
0
回复
whwqm
LV.5
18
2016-01-27 10:39
@皇甫仁和
如果想恒流,还需要进行限压吧!不然后级开路。。。
当然要限压,这个可以硬件完成,过压断开PWM,很容易实现,而且可靠
0
回复
345295362
LV.6
19
2016-01-29 14:16
@whwqm
现在我的波形是这样的,应该没人的推挽是这种波形吧....[图片][图片]不同占空比的波形.这是变压器原边的输入波形,开通振荡是输出电感引起的,短接后波形很干净,不过输入电流非常大了,所以还得老实留着.

没看出来你移相后的推挽有何改善,据我的经验推测,如果驱动A关断后驱动B立马导通,这只会加大输入MOS的电压应力,尖峰应该更高。

如果你要闭环工作,我建议你可以在输出二极管上面并RC吸收试试,这个效果很明显,RC吸收越大,效果越明显,同时损耗也越大。

二极管我试过SIC,并没有什么卵用,只是说损耗降低和开关频率可以更高,同时由于近似没有反向恢复,高频振荡频率也越高,也需要用上RC吸收,所以用快恢复就够用了。

软开关实现原理是让变压器初级电流为0时再关断功率管,这样漏感没有能量储存,所以没有电压尖峰,条件是占空比和死区时间都需要恒定,其实可以做成准闭环形式,轻载闭环,重载开环。

不过软开关也有弊端,因为电流近似馒头波,电流总是从0上升然后下降到0,电流纹波很大,这对输入电容和变压器的工艺要求更高。不过输入电容纹波承受问题,可以用交错式推挽解决。变压器需要用多根细线的搅合线线或者丝包线绕制,因为线圈总是高频谐振,电流密度的选取要更低。

0
回复
whwqm
LV.5
20
2016-01-29 16:23
@345295362
没看出来你移相后的推挽有何改善,据我的经验推测,如果驱动A关断后驱动B立马导通,这只会加大输入MOS的电压应力,尖峰应该更高。如果你要闭环工作,我建议你可以在输出二极管上面并RC吸收试试,这个效果很明显,RC吸收越大,效果越明显,同时损耗也越大。二极管我试过SIC,并没有什么卵用,只是说损耗降低和开关频率可以更高,同时由于近似没有反向恢复,高频振荡频率也越高,也需要用上RC吸收,所以用快恢复就够用了。软开关实现原理是让变压器初级电流为0时再关断功率管,这样漏感没有能量储存,所以没有电压尖峰,条件是占空比和死区时间都需要恒定,其实可以做成准闭环形式,轻载闭环,重载开环。不过软开关也有弊端,因为电流近似馒头波,电流总是从0上升然后下降到0,电流纹波很大,这对输入电容和变压器的工艺要求更高。不过输入电容纹波承受问题,可以用交错式推挽解决。变压器需要用多根细线的搅合线线或者丝包线绕制,因为线圈总是高频谐振,电流密度的选取要更低。
"如果驱动A关断后驱动B立马导通,这只会加大输入MOS的电压应力",那一般50%占空比的怎么办?我的输出整流二极管并了RC了,现在用已经没什么大问题了,想工作在软件开关状态,这种工作条件下不好实现,只要尖峰在管子承受范围,不用关心了.恒流恒压随时可能设置,不能工作在轻闭重开状态.以后还是老实用移相全桥好了,都是硬开关时推挽效率高些,成本还低,但全桥更易实现软开关.
0
回复
345295362
LV.6
21
2016-02-02 10:33
@whwqm
"如果驱动A关断后驱动B立马导通,这只会加大输入MOS的电压应力",那一般50%占空比的怎么办?我的输出整流二极管并了RC了,现在用已经没什么大问题了,想工作在软件开关状态,这种工作条件下不好实现,只要尖峰在管子承受范围,不用关心了.恒流恒压随时可能设置,不能工作在轻闭重开状态.以后还是老实用移相全桥好了,都是硬开关时推挽效率高些,成本还低,但全桥更易实现软开关.
3525输出自带死区,最大47%
0
回复
jack7612
LV.5
22
2016-02-04 09:22

学习了

0
回复
whwqm
LV.5
23
2016-02-05 21:00

有没有做离网的朋友? 现在我这个并网时,如果遇到停电,需马上切换到离网状态,以前做是停三秒钟再切换状态,所以没有什么好考虑的,

现在需要无缝切换,我做了两种方案,一个是缓切换,正弦波的幅值慢慢增加,一个是一步到位,不知道哪种好,有经验的朋友帮忙出下主意!

0
回复
dobetter
LV.7
24
2016-02-17 19:24
@whwqm
有没有做离网的朋友?现在我这个并网时,如果遇到停电,需马上切换到离网状态,以前做是停三秒钟再切换状态,所以没有什么好考虑的,现在需要无缝切换,我做了两种方案,一个是缓切换,正弦波的幅值慢慢增加,一个是一步到位,不知道哪种好,有经验的朋友帮忙出下主意![图片][图片]

波形看着不错,没做过并离网切换,应该是一步到位好吧~

不知LZ算法上如何处理,并网离网2种模式,市电在时并网模式,市电一掉去离网模式吗?

如果后端带有负载的话,切到离网的瞬间电压会不会跌落要很久才能起来(离网模式下市电电压的有效值环路没有这么快起来)

0
回复
whwqm
LV.5
25
2016-02-18 08:49
@dobetter
波形看着不错,没做过并离网切换,应该是一步到位好吧~不知LZ算法上如何处理,并网离网2种模式,市电在时并网模式,市电一掉去离网模式吗?如果后端带有负载的话,切到离网的瞬间电压会不会跌落要很久才能起来(离网模式下市电电压的有效值环路没有这么快起来)

谢谢你的意见,我现也是这么决定的,一步到位,没有很大影响.

现在软件上是这么处理的:有市电时并网,并给蓄电池充电,一但市电没有了,5ms内完成孤岛检测并切换到离网,负载没有掉电的感觉.

有负载时的我的环路电压起来很快的,一个周期就可以了.

0
回复
2016-02-18 14:14

学习

0
回复
dobetter
LV.7
27
2016-02-18 20:09
@whwqm
谢谢你的意见,我现也是这么决定的,一步到位,没有很大影响.现在软件上是这么处理的:有市电时并网,并给蓄电池充电,一但市电没有了,5ms内完成孤岛检测并切换到离网,负载没有掉电的感觉.有负载时的我的环路电压起来很快的,一个周期就可以了.

并网没有做过,孤岛检测是通过扰动频率实现的?5ms这么快?可以直接判断瞬时值这样简单且快~

0
回复
tri4123
LV.5
28
2016-02-19 00:33
学习
0
回复
2016-02-27 20:02
@whwqm
有没有做离网的朋友?现在我这个并网时,如果遇到停电,需马上切换到离网状态,以前做是停三秒钟再切换状态,所以没有什么好考虑的,现在需要无缝切换,我做了两种方案,一个是缓切换,正弦波的幅值慢慢增加,一个是一步到位,不知道哪种好,有经验的朋友帮忙出下主意![图片][图片]
怎么看上去波形不怎么同步呢
0
回复
whwqm
LV.5
30
2016-02-29 09:08
@逆器电源
怎么看上去波形不怎么同步呢

轻载,0.5A的并网电流,输出有滤波电容,3.3uF,所以有影响的,不过正常的.功率上来后就同步了.

我看多公司的小电流,正弦波都谈不上.

0
回复
whwqm
LV.5
31
2016-02-29 11:42
@逆器电源
怎么看上去波形不怎么同步呢

这是1.1kw时的电流并网波形

并网时的功率因数,0.986,现在这个功率只有额定的1/10,所以成绩应该还算不错.

并网电流THD=3.985%,小于要求的5%,功率只有额定的1/10,所以成绩应该还算不错.如果功率50%以上,小于3%

0
回复