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LLC諧振波形疑惑

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求教各位高工,此處電流波形為什么會出現(xiàn)這樣的情況?

是死區(qū)時間沒有設置好還是其他原因?

本人之前用到FSFR1800 集成的LLC IC 固定死區(qū)時間為350ns,電源批量過很多都沒有出現(xiàn)問題,由于IC 是集成的,秘法測的到其中電流波形,如今用到TI UCC25600 由于死區(qū)時間可以調(diào),在參考FSFR1800之后 初始死區(qū)時間設置為330ns,測試低端MOS管電壓與寫真電流波形如上,覺得有點異常,再將死區(qū)時間由減?。ǖ?00ns)/加大(到400ns)之后,波形沒有變化,很困惑。

客退品中發(fā)現(xiàn)高端MOS出現(xiàn)炸管現(xiàn)象,懷疑是由于電流反沖導致的,不知分析是否正確————

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dianhui
LV.4
2
2013-11-16 19:16

從導通角來看,諧振電流已經(jīng)領先電壓了,也就是說進入了容性區(qū),電流尖峰為二極管的反向恢復造成??磥矸聪蚧謴蜁r間還不是太長,電流尖峰還沒有到想象的那么大。

看一下2100寄生二極管和現(xiàn)在的MOS的寄生二極管的反向恢復時間各是多少。原來的2100有一個下限頻率設置來避免工作頻率太低而進入容性區(qū),這個頻率設置高了,正常情況下肯定工作不會跑到容性區(qū),換了IC,那么有重新設置這個下限頻率?或者功率變大了?看一下2100寄生二極管和現(xiàn)在的MOS的寄生二極管的反向恢復時間各是多少。

不明白好好的2100,那么簡單好用的片子放棄了,為啥找這些羅羅嗦嗦的片子。

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JY
LV.4
3
2013-11-18 20:25
@dianhui
從導通角來看,諧振電流已經(jīng)領先電壓了,也就是說進入了容性區(qū),電流尖峰為二極管的反向恢復造成??磥矸聪蚧謴蜁r間還不是太長,電流尖峰還沒有到想象的那么大??匆幌?100寄生二極管和現(xiàn)在的MOS的寄生二極管的反向恢復時間各是多少。原來的2100有一個下限頻率設置來避免工作頻率太低而進入容性區(qū),這個頻率設置高了,正常情況下肯定工作不會跑到容性區(qū),換了IC,那么有重新設置這個下限頻率?或者功率變大了?看一下2100寄生二極管和現(xiàn)在的MOS的寄生二極管的反向恢復時間各是多少。不明白好好的2100,那么簡單好用的片子放棄了,為啥找這些羅羅嗦嗦的片子。

感謝你的回復!

  對于你的回復我有幾點不是很清楚,煩請賜教!

  一,對于上圖你的看法是進入容性區(qū)了

       也奇怪, 在調(diào)試的過程中負載由小到大整個過程都沒有看到最佳諧整點的出現(xiàn),費解啊

      我覺得這個波形是ZVS工作區(qū)域2(開關頻率小于諧振頻率),不知道你是如何判斷LLC的工作狀態(tài)的?

二,

這是FSFR2100內(nèi)置MOS管體二極管的反向恢復時間和我目前所用MOS管體二極管反向恢復時間參數(shù),不知道能從中的到什么信息?

三,前后兩個IC頻率設置點

    FSFR2100

   開關頻率  Fsmin=69KHZ    

   Fsmax=980KHZ

諧振頻率Frmin=30KHZ   Frmax=100KHZ

  UCC25600

 開關頻率Fsmin=60KHZ    

             Fsmax=1.0MHZ

諧振頻率Frmin=28KHZ    Frmax=69.3KHZ   我覺得,F(xiàn)rmin<Fsmin<Frmax此點一樣,頻率設置參數(shù)可以接受

四,采用UCC25600 MOS外置,方便調(diào)節(jié),可以有效的避開FSFR2100的過問保護功能

   對于錯誤的地方以及需要補充的地方還望批評與糾正。謝謝!

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bake_ql
LV.5
4
2013-11-18 22:22
@JY
感謝你的回復! 對于你的回復我有幾點不是很清楚,煩請賜教! 一,對于上圖你的看法是進入容性區(qū)了       也奇怪,在調(diào)試的過程中負載由小到大整個過程都沒有看到最佳諧整點的出現(xiàn),費解啊     我覺得這個波形是ZVS工作區(qū)域2(開關頻率小于諧振頻率),不知道你是如何判斷LLC的工作狀態(tài)的?二,[圖片][圖片]這是FSFR2100內(nèi)置MOS管體二極管的反向恢復時間和我目前所用MOS管體二極管反向恢復時間參數(shù),不知道能從中的到什么信息?三,前后兩個IC頻率設置點   FSFR2100  開關頻率 Fsmin=69KHZ      Fsmax=980KHZ諧振頻率Frmin=30KHZ  Frmax=100KHZ UCC25600 開關頻率Fsmin=60KHZ                Fsmax=1.0MHZ諧振頻率Frmin=28KHZ   Frmax=69.3KHZ  我覺得,F(xiàn)rmin<Fsmin<Frmax此點一樣,頻率設置參數(shù)可以接受四,采用UCC25600MOS外置,方便調(diào)節(jié),可以有效的避開FSFR2100的過問保護功能  對于錯誤的地方以及需要補充的地方還望批評與糾正。謝謝!
還是ZVS區(qū)間,這個波形也是正常的呀,本來低于諧振頻率時候工作,這里可能會出現(xiàn)平臺,或者向上,或者向下,和負載有關系,理論上關斷后原邊電流等于激磁電流,就是這樣的,倒是你下面的半周沒有出現(xiàn)才是問題吧,好像正負不對稱的樣子!
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nichoson
LV.4
5
2013-11-18 22:31
@JY
感謝你的回復! 對于你的回復我有幾點不是很清楚,煩請賜教! 一,對于上圖你的看法是進入容性區(qū)了       也奇怪,在調(diào)試的過程中負載由小到大整個過程都沒有看到最佳諧整點的出現(xiàn),費解啊     我覺得這個波形是ZVS工作區(qū)域2(開關頻率小于諧振頻率),不知道你是如何判斷LLC的工作狀態(tài)的?二,[圖片][圖片]這是FSFR2100內(nèi)置MOS管體二極管的反向恢復時間和我目前所用MOS管體二極管反向恢復時間參數(shù),不知道能從中的到什么信息?三,前后兩個IC頻率設置點   FSFR2100  開關頻率 Fsmin=69KHZ      Fsmax=980KHZ諧振頻率Frmin=30KHZ  Frmax=100KHZ UCC25600 開關頻率Fsmin=60KHZ                Fsmax=1.0MHZ諧振頻率Frmin=28KHZ   Frmax=69.3KHZ  我覺得,F(xiàn)rmin<Fsmin<Frmax此點一樣,頻率設置參數(shù)可以接受四,采用UCC25600MOS外置,方便調(diào)節(jié),可以有效的避開FSFR2100的過問保護功能  對于錯誤的地方以及需要補充的地方還望批評與糾正。謝謝!
你輕載時的Fs多大?
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JY
LV.4
6
2013-11-19 08:41
@nichoson
你輕載時的Fs多大?

你好,

不明白你所謂的輕載的概念是什么。

滿載的時候Fs=72KHZ,IC自身有限頻功能300KHZ左右,輕載Fs應該在這個范圍內(nèi)。

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JY
LV.4
7
2013-11-19 09:14
@bake_ql
還是ZVS區(qū)間,這個波形也是正常的呀,本來低于諧振頻率時候工作,這里可能會出現(xiàn)平臺,或者向上,或者向下,和負載有關系,理論上關斷后原邊電流等于激磁電流,就是這樣的,倒是你下面的半周沒有出現(xiàn)才是問題吧,好像正負不對稱的樣子!

你好,

對于對稱性半橋與非對稱性半橋,方便簡明的分析一下嗎?

我檢查了我的驅(qū)動圖騰柱,

對比之下我覺得驅(qū)動也算是對稱吧。

我的驅(qū)動變壓器匝比為38:19:19,理論上也應該對稱

 

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gaohq
LV.8
8
2013-11-20 19:37
@dianhui
從導通角來看,諧振電流已經(jīng)領先電壓了,也就是說進入了容性區(qū),電流尖峰為二極管的反向恢復造成。看來反向恢復時間還不是太長,電流尖峰還沒有到想象的那么大。看一下2100寄生二極管和現(xiàn)在的MOS的寄生二極管的反向恢復時間各是多少。原來的2100有一個下限頻率設置來避免工作頻率太低而進入容性區(qū),這個頻率設置高了,正常情況下肯定工作不會跑到容性區(qū),換了IC,那么有重新設置這個下限頻率?或者功率變大了?看一下2100寄生二極管和現(xiàn)在的MOS的寄生二極管的反向恢復時間各是多少。不明白好好的2100,那么簡單好用的片子放棄了,為啥找這些羅羅嗦嗦的片子。
不懂別亂說,樓主這個波形很正常,只是勵磁電感太小了點而矣 。
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JY
LV.4
9
2013-11-20 21:18
@gaohq
不懂別亂說,樓主這個波形很正常,只是勵磁電感太小了點而矣。

目前手頭上可選用的諧振電容有10nF 15nF 22nF等

Fsmin=1/√2pi(Cr*Lp)

Fsmax=1/√2pi(Cr*Lr)想要得到100KHZ的諧振頻率,采用Cr=10nF Lr=250uH m值選取6,即Lp=1.2mH

此種狀態(tài)下我也有試過,電流反沖的現(xiàn)象還是存在;

你的意思是保證Lr不變的前提下,將m值加大來單純的得到比較客觀的勵磁電感嗎?

還有一個問題,目前我所能得到的Q值很小,才0.1左右,Q值太低會帶來變壓器效率低的問題嗎?

如果根據(jù)描繪的增益曲線來選取合適的Q值(比如0.3),此時要想得到100KHZ左右的諧振頻率基本上是不可能,除非能有5nF甚至更小的諧振電容(手頭上也沒有這樣的諧振電感),并且此時諧振電感也將取得比較大(大約1mH左右),如此,勵磁電感的選擇將會很難。

如果諧振頻率過低(比如50KHZ),諧振網(wǎng)絡的效率會變得比較低嗎?

煩請指點迷津!

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zhenxiang
LV.10
10
2013-11-20 22:12
@gaohq
不懂別亂說,樓主這個波形很正常,只是勵磁電感太小了點而矣。
測試過效率嗎
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gaohq
LV.8
11
2013-11-21 06:47
@JY
目前手頭上可選用的諧振電容有10nF15nF22nF等Fsmin=1/√2pi(Cr*Lp)Fsmax=1/√2pi(Cr*Lr)想要得到100KHZ的諧振頻率,采用Cr=10nFLr=250uHm值選取6,即Lp=1.2mH此種狀態(tài)下我也有試過,電流反沖的現(xiàn)象還是存在;你的意思是保證Lr不變的前提下,將m值加大來單純的得到比較客觀的勵磁電感嗎?還有一個問題,目前我所能得到的Q值很小,才0.1左右,Q值太低會帶來變壓器效率低的問題嗎?如果根據(jù)描繪的增益曲線來選取合適的Q值(比如0.3),此時要想得到100KHZ左右的諧振頻率基本上是不可能,除非能有5nF甚至更小的諧振電容(手頭上也沒有這樣的諧振電感),并且此時諧振電感也將取得比較大(大約1mH左右),如此,勵磁電感的選擇將會很難。如果諧振頻率過低(比如50KHZ),諧振網(wǎng)絡的效率會變得比較低嗎?煩請指點迷津!
輸入輸出參數(shù),是磁集成還是分開的? LR大小, 上上來。
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JY
LV.4
12
2013-11-21 09:42
@zhenxiang
測試過效率嗎

以目前諧振網(wǎng)絡的參數(shù)

10nF  400uH    2.4mH

(預估諧振頻率79KHZ,實測諧振頻率為72KHZ)

輸入:480VAC (額定輸入電壓)        輸出23V-4.2A   滿載效率89%左右

                         輸出28V-2.8A  滿載效率89%左右     目前Q值軍很低,約0.1

至于采用更大的勵磁電感(如4mH),此種情況下諧振頻率將會放的很低,我沒有試驗過。

 

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gaohq
LV.8
13
2013-11-21 12:34
@JY
以目前諧振網(wǎng)絡的參數(shù)10nF 400uH   2.4mH(預估諧振頻率79KHZ,實測諧振頻率為72KHZ)輸入:480VAC (額定輸入電壓)      輸出23V-4.2A  滿載效率89%左右                        輸出28V-2.8A 滿載效率89%左右    目前Q值軍很低,約0.1至于采用更大的勵磁電感(如4mH),此種情況下諧振頻率將會放的很低,我沒有試驗過。 
匝數(shù)分別是多少?感覺你這諧振電感太大,諧振電容太小了。
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JY
LV.4
14
2013-11-21 15:44
@gaohq
匝數(shù)分別是多少?感覺你這諧振電感太大,諧振電容太小了。

 

我目前變壓器參數(shù):

                        匝比:62:4

                  

PFC升壓:802.5V

LLC諧振網(wǎng)絡:主變壓器:PQ2625     AE:118mm^2

                    諧振電感:PQ2020

                    諧振電容:10nF/15nF(手頭上現(xiàn)有的)

輸出:23V  4.2A    (96W單路輸出)

         28V  2.8A    (75W單路輸出)

調(diào)試了很久,試過很多種諧振參數(shù),總體感覺是需要很大的諧振電感以及很小的諧振電容

如果方便的話,希望能給出一個諧振網(wǎng)絡的參數(shù),謝謝。

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gaohq
LV.8
15
2013-11-21 20:40
@JY
 我目前變壓器參數(shù):                       匝比:62:4                  PFC升壓:802.5VLLC諧振網(wǎng)絡:主變壓器:PQ2625    AE:118mm^2                   諧振電感:PQ2020                    諧振電容:10nF/15nF(手頭上現(xiàn)有的)輸出:23V 4.2A   (96W單路輸出)        28V 2.8A    (75W單路輸出)調(diào)試了很久,試過很多種諧振參數(shù),總體感覺是需要很大的諧振電感以及很小的諧振電容如果方便的話,希望能給出一個諧振網(wǎng)絡的參數(shù),謝謝。
Lr:400uH  Cr:10nF  Lm:3mH   匝比 18
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gaohq
LV.8
16
2013-11-21 20:47
@JY
 我目前變壓器參數(shù):                       匝比:62:4                  PFC升壓:802.5VLLC諧振網(wǎng)絡:主變壓器:PQ2625    AE:118mm^2                   諧振電感:PQ2020                    諧振電容:10nF/15nF(手頭上現(xiàn)有的)輸出:23V 4.2A   (96W單路輸出)        28V 2.8A    (75W單路輸出)調(diào)試了很久,試過很多種諧振參數(shù),總體感覺是需要很大的諧振電感以及很小的諧振電容如果方便的話,希望能給出一個諧振網(wǎng)絡的參數(shù),謝謝。
可以用兩個10nF的串聯(lián)當5nF用的啊。
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JY
LV.4
17
2013-11-22 09:18
@gaohq
可以用兩個10nF的串聯(lián)當5nF用的啊。

呵呵

這種方法我試過了。不知風險如何。

我覺得出現(xiàn)此種波形的原因還是勵磁電感過小。

Q值大約可以取到0.2,諧振電感和勵磁電感都取得比較大(諧振電感500+;勵磁電感3.0mH+)

諧振波形確實可以搞的很好看,但諧振頻率也偏低,整機效率不高,感覺就是得到了比較好看的波形以及合適的Q值時,就難以兼顧合適的諧振頻率。目前整機效率不高啊,想調(diào)個最佳的參數(shù)好糾結(jié)。

調(diào)的最好的28V-2.8A的最高效率88%上一點點,23V-2.8A的最高效率89%+,差不多90%,實在羞愧??!

謝謝你!

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zvs-yuan
LV.2
18
2013-11-22 15:32
@JY
呵呵這種方法我試過了。不知風險如何。我覺得出現(xiàn)此種波形的原因還是勵磁電感過小。Q值大約可以取到0.2,諧振電感和勵磁電感都取得比較大(諧振電感500+;勵磁電感3.0mH+)諧振波形確實可以搞的很好看,但諧振頻率也偏低,整機效率不高,感覺就是得到了比較好看的波形以及合適的Q值時,就難以兼顧合適的諧振頻率。目前整機效率不高啊,想調(diào)個最佳的參數(shù)好糾結(jié)。調(diào)的最好的28V-2.8A的最高效率88%上一點點,23V-2.8A的最高效率89%+,差不多90%,實在羞愧??!謝謝你!
LLC的主變壓器是不是采用的中心抽頭的?如果是,有可能是兩個繞組不對稱造成的
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bake_ql
LV.5
19
2013-11-22 20:05
@JY
你好,對于對稱性半橋與非對稱性半橋,方便簡明的分析一下嗎?我檢查了我的驅(qū)動圖騰柱,[圖片][圖片]對比之下我覺得驅(qū)動也算是對稱吧。我的驅(qū)動變壓器匝比為38:19:19,理論上也應該對稱 
對稱半橋就是采用分離的,也就是兩個諧振電容的,構(gòu)成一個偽橋臂!本質(zhì)上和非對稱的一樣的,只不過過流保護比較容易做成鉗位方式
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bake_ql
LV.5
20
2013-11-22 20:07
@JY
你好,對于對稱性半橋與非對稱性半橋,方便簡明的分析一下嗎?我檢查了我的驅(qū)動圖騰柱,[圖片][圖片]對比之下我覺得驅(qū)動也算是對稱吧。我的驅(qū)動變壓器匝比為38:19:19,理論上也應該對稱 
看著你的驅(qū)動波形不是很好的,是沒有實現(xiàn)軟開關么還是咋的,看看驅(qū)動對稱么或者直接看諧振Tank上兩端的電壓是否對稱就可以知道啦
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JY
LV.4
21
2013-12-20 21:17
@bake_ql
看著你的驅(qū)動波形不是很好的,是沒有實現(xiàn)軟開關么還是咋的,看看驅(qū)動對稱么或者直接看諧振Tank上兩端的電壓是否對稱就可以知道啦

哎呀,我仔細看了一下我的驅(qū)動臂,是覺得有點不對勁哦

我是采用驅(qū)動變壓器驅(qū)動了上下半橋的,圖一為IC出來的波形,圖二為上下mos管Vgs波形,對比之下是覺得有點怪哦

驅(qū)動變壓器參數(shù):

                          Np;38T   Ns:19T     繞法順序為:Ns Np Ns 磁芯未開氣隙  Lp=2.0mH

另外我也嘗試過磁芯開點氣息,波形也沒改變啊。不知道是怎么一回事???

如何能將驅(qū)動臂整的對稱???

 

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ruohan
LV.9
22
2013-12-21 11:50
@zvs-yuan
LLC的主變壓器是不是采用的中心抽頭的?如果是,有可能是兩個繞組不對稱造成的

LLC的變壓器,是采用中心抽頭的,可是總會有個在外層一個在里層,

除非是兩個繞組并饒,

有沒有用LLC做5V60A的電源,次級能不能用銅帶做呀

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yqjwy_2008
LV.8
23
2013-12-21 16:41
@ruohan
LLC的變壓器,是采用中心抽頭的,可是總會有個在外層一個在里層,除非是兩個繞組并饒,有沒有用LLC做5V60A的電源,次級能不能用銅帶做呀

5V40A的電源,用LLC做的,180-240VAC輸入,在230V測得的效率是85%,沒加同步

  變壓器次級用銅皮做的

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2013-12-23 20:58
@dianhui
從導通角來看,諧振電流已經(jīng)領先電壓了,也就是說進入了容性區(qū),電流尖峰為二極管的反向恢復造成??磥矸聪蚧謴蜁r間還不是太長,電流尖峰還沒有到想象的那么大??匆幌?100寄生二極管和現(xiàn)在的MOS的寄生二極管的反向恢復時間各是多少。原來的2100有一個下限頻率設置來避免工作頻率太低而進入容性區(qū),這個頻率設置高了,正常情況下肯定工作不會跑到容性區(qū),換了IC,那么有重新設置這個下限頻率?或者功率變大了?看一下2100寄生二極管和現(xiàn)在的MOS的寄生二極管的反向恢復時間各是多少。不明白好好的2100,那么簡單好用的片子放棄了,為啥找這些羅羅嗦嗦的片子。
你到底 懂不懂? 
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JY
LV.4
25
2013-12-24 21:08
@zvs-yuan
LLC的主變壓器是不是采用的中心抽頭的?如果是,有可能是兩個繞組不對稱造成的

感謝你的回復!

主變壓器是采用了中心抽頭,但是可以排除是這種可能性導致的問題。

       我在將次級兩個繞組對調(diào)之后,波形沒有改變。

       在采取16樓的建議之后,問題已經(jīng)得到解決。我的理解是:勵磁電感過小,導致勵磁電流大,從而出現(xiàn)了反向電流尖峰。

弱弱的問一句:如何將別人的回復設為最佳答案???

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