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調(diào)試中的48V3kW DC-DC 前級(jí)

      目前自己正在調(diào)試一個(gè)DC-DC 升壓的模塊，屬于逆變器的前級(jí)，也是我準(zhǔn)備設(shè)計(jì)用于48V并網(wǎng)的前級(jí)，動(dòng)手之前研究了各種方案，最后從成本和效率上選擇了推挽這種升壓結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)的初衷是想實(shí)現(xiàn)推挽軟開關(guān)，所以PCB上都留有器件位置，設(shè)計(jì)時(shí)也了解過(guò)推挽閉環(huán)不好實(shí)現(xiàn)，但沒想到這么麻煩。     由于剛開始調(diào)試，先發(fā)上來(lái)，一是刷刷存在感，二是有很多問(wèn)題沒有解決，要是我自己解決了，會(huì)寫上來(lái)，大家出主意解決更好，相互學(xué)習(xí)下。

電路原理圖

dcdc

板上的布局如下圖

IMG_20160122_205952

IMG_20160122_212310

IMG_20160122_205333

IMG_20160122_205420

驅(qū)動(dòng)波形Vgs（藍(lán)色）和Vds（黃色）波形，振蕩很大，待解決

scope_51

scope_54

scope_56

整流橋輸出波形

scope_58

現(xiàn)階段，升壓帶載都沒有問(wèn)題，只是尖峰厲害，解決這個(gè)問(wèn)題是下一步工作的重點(diǎn)，看前面那些專家高手們的軟開關(guān)，

好像都在占空比接近50%的，或是說(shuō)開環(huán)的，如果占空比隨意改變，不知道他們的軟開關(guān)能否實(shí)現(xiàn)呢？

有人說(shuō)這種MOS管開通的振蕩是整流二極管速度不行，我用的是超快恢復(fù)的二極管，65ns,不知速度夠不夠，SiC的二極管用不起。

從我調(diào)試的情況看，這板好像實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)不現(xiàn)實(shí)了，歡迎大家討論。

全部回復(fù)(33)
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dobetter
LV.7
2
2016-01-23 10:36
我喜歡這個(gè)示波器
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2016-01-25 09:54
上個(gè)頭條，歡迎一起討論
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whwqm
LV.5
4
2016-01-25 11:15

現(xiàn)在在整流二極兩端并了RC,保證了電壓在48V--75V輸入時(shí),電壓尖峰不超過(guò)900V,所以實(shí)用沒太大問(wèn)題,但這不是做事的態(tài)度,

我自己變通了個(gè)想法,現(xiàn)在控制的PWM波形和移相全橋差不多,我理解為推挽移相,自己起的名字,如和其它人有雷同,實(shí)屬巧合.

就是在A管導(dǎo)通截后,B管馬上導(dǎo)通,死區(qū)也可任意調(diào)節(jié),因?yàn)橐{(diào)脈寬,所以B的相位是不能固定的,時(shí)刻調(diào)節(jié)在,這樣,變壓器輸入的波形和

移相全橋一樣,但是只用了兩個(gè)管子,效率提高,同時(shí)成本減少.離軟開關(guān)又進(jìn)一步了.

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jwdxu2009
LV.7
5
2016-01-25 13:30
電源做的好，學(xué)習(xí)和參考了
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2016-01-25 16:44
@whwqm
現(xiàn)在在整流二極兩端并了RC,保證了電壓在48V--75V輸入時(shí),電壓尖峰不超過(guò)900V,所以實(shí)用沒太大問(wèn)題,但這不是做事的態(tài)度,我自己變通了個(gè)想法,現(xiàn)在控制的PWM波形和移相全橋差不多,我理解為推挽移相,自己起的名字,如和其它人有雷同,實(shí)屬巧合.就是在A管導(dǎo)通截后,B管馬上導(dǎo)通,死區(qū)也可任意調(diào)節(jié),因?yàn)橐{(diào)脈寬,所以B的相位是不能固定的,時(shí)刻調(diào)節(jié)在,這樣,變壓器輸入的波形和移相全橋一樣,但是只用了兩個(gè)管子,效率提高,同時(shí)成本減少.離軟開關(guān)又進(jìn)一步了.[圖片]
SG3525用過(guò)嗎？我用這個(gè)芯片搭建了一個(gè)最簡(jiǎn)單的電壓型控制電路，輸出電壓98V，功率在70W，可是實(shí)現(xiàn)不了閉環(huán)控制，好像問(wèn)題在于SG3525的誤差放大器這一塊無(wú)法正常工作，調(diào)了SG3525的誤差放大器的補(bǔ)償還是不行求指教??！
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2016-01-25 20:19
@HOU1039669221
SG3525用過(guò)嗎？我用這個(gè)芯片搭建了一個(gè)最簡(jiǎn)單的電壓型控制電路，輸出電壓98V，功率在70W，可是實(shí)現(xiàn)不了閉環(huán)控制，好像問(wèn)題在于SG3525的誤差放大器這一塊無(wú)法正常工作，調(diào)了SG3525的誤差放大器的補(bǔ)償還是不行求指教??！
**此帖已被管理員刪除**
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whwqm
LV.5
8
2016-01-25 21:41
@HOU1039669221
**此帖已被管理員刪除**
開環(huán)玩過(guò)，3525閉環(huán)沒試過(guò)，雖然現(xiàn)在這個(gè)也是閉環(huán)的，但要求輸入可以設(shè)置為恒流或是恒壓，電流0-50A，電壓48-75V任意，,所以用DSP直接控制的，PWM控制非常方便。
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2016-01-25 23:24
@whwqm
現(xiàn)在在整流二極兩端并了RC,保證了電壓在48V--75V輸入時(shí),電壓尖峰不超過(guò)900V,所以實(shí)用沒太大問(wèn)題,但這不是做事的態(tài)度,我自己變通了個(gè)想法,現(xiàn)在控制的PWM波形和移相全橋差不多,我理解為推挽移相,自己起的名字,如和其它人有雷同,實(shí)屬巧合.就是在A管導(dǎo)通截后,B管馬上導(dǎo)通,死區(qū)也可任意調(diào)節(jié),因?yàn)橐{(diào)脈寬,所以B的相位是不能固定的,時(shí)刻調(diào)節(jié)在,這樣,變壓器輸入的波形和移相全橋一樣,但是只用了兩個(gè)管子,效率提高,同時(shí)成本減少.離軟開關(guān)又進(jìn)一步了.[圖片]
你的波形感覺不對(duì)，這樣我感覺變壓器最后會(huì)出現(xiàn)磁偏的可能。
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dobetter
LV.7
10
2016-01-25 23:43
@whwqm
開環(huán)玩過(guò)，3525閉環(huán)沒試過(guò)，雖然現(xiàn)在這個(gè)也是閉環(huán)的，但要求輸入可以設(shè)置為恒流或是恒壓，電流0-50A，電壓48-75V任意，,所以用DSP直接控制的，PWM控制非常方便。

這里推挽是DSP直接驅(qū)動(dòng)還是通過(guò)光耦隔離進(jìn)行驅(qū)動(dòng)搞的呢？諧振電容串在主功率回路里邊溫升會(huì)不會(huì)太高呀

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tianyao9393
LV.5
11
2016-01-26 08:27
3525本來(lái)波波形做軟開關(guān)還是很容易的額，你改來(lái)改去那個(gè)更不能了，
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whwqm
LV.5
12
2016-01-26 08:48
@tianyao9393
3525本來(lái)波波形做軟開關(guān)還是很容易的額，你改來(lái)改去那個(gè)更不能了，
閉環(huán)實(shí)現(xiàn)不容易吧?5%的占空比可以做到嗎,如果有成功經(jīng)驗(yàn),我愿再多調(diào)試一段時(shí)間.
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whwqm
LV.5
13
2016-01-26 08:50
@dobetter
這里推挽是DSP直接驅(qū)動(dòng)還是通過(guò)光耦隔離進(jìn)行驅(qū)動(dòng)搞的呢？諧振電容串在主功率回路里邊溫升會(huì)不會(huì)太高呀
通過(guò)光耦隔離進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的,多并些電容情況好些吧,現(xiàn)在還沒發(fā)現(xiàn)問(wèn)題.
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whwqm
LV.5
14
2016-01-26 08:53
@皇甫仁和
你的波形感覺不對(duì)，這樣我感覺變壓器最后會(huì)出現(xiàn)磁偏的可能。

現(xiàn)在我的波形是這樣的,應(yīng)該沒人的推挽是這種波形吧....

不同占空比的波形.

這是變壓器原邊的輸入波形,開通振蕩是輸出電感引起的,短接后波形很干凈,不過(guò)輸入電流非常大了,所以還得老實(shí)留著.

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tianyao9393
LV.5
15
2016-01-26 15:48
@whwqm
閉環(huán)實(shí)現(xiàn)不容易吧?5%的占空比可以做到嗎,如果有成功經(jīng)驗(yàn),我愿再多調(diào)試一段時(shí)間.
3525做是沒問(wèn)題的，就50%    我也成功了，又沒叫你時(shí)刻閉環(huán)，
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whwqm
LV.5
16
2016-01-26 15:59
@tianyao9393
3525做是沒問(wèn)題的，就50%  我也成功了，又沒叫你時(shí)刻閉環(huán)，
那如何讓輸入恒流呢,比如設(shè)定10A,或是20A工作?輸入電壓有可能是48V,有可能是75V,有可能時(shí)刻在變!3525一直50%可以嗎?
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2016-01-26 19:46
@whwqm
那如何讓輸入恒流呢,比如設(shè)定10A,或是20A工作?輸入電壓有可能是48V,有可能是75V,有可能時(shí)刻在變!3525一直50%可以嗎?
如果想恒流，還需要進(jìn)行限壓吧！不然后級(jí)開路。。。
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whwqm
LV.5
18
2016-01-27 10:39
@皇甫仁和
如果想恒流，還需要進(jìn)行限壓吧！不然后級(jí)開路。。。
當(dāng)然要限壓,這個(gè)可以硬件完成,過(guò)壓斷開PWM,很容易實(shí)現(xiàn),而且可靠
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345295362
LV.6
19
2016-01-29 14:16
@whwqm
現(xiàn)在我的波形是這樣的,應(yīng)該沒人的推挽是這種波形吧....[圖片][圖片]不同占空比的波形.這是變壓器原邊的輸入波形,開通振蕩是輸出電感引起的,短接后波形很干凈,不過(guò)輸入電流非常大了,所以還得老實(shí)留著.

沒看出來(lái)你移相后的推挽有何改善，據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)推測(cè)，如果驅(qū)動(dòng)A關(guān)斷后驅(qū)動(dòng)B立馬導(dǎo)通，這只會(huì)加大輸入MOS的電壓應(yīng)力，尖峰應(yīng)該更高。

如果你要閉環(huán)工作，我建議你可以在輸出二極管上面并RC吸收試試，這個(gè)效果很明顯，RC吸收越大，效果越明顯，同時(shí)損耗也越大。

二極管我試過(guò)SIC，并沒有什么卵用，只是說(shuō)損耗降低和開關(guān)頻率可以更高，同時(shí)由于近似沒有反向恢復(fù)，高頻振蕩頻率也越高，也需要用上RC吸收，所以用快恢復(fù)就夠用了。

軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)原理是讓變壓器初級(jí)電流為0時(shí)再關(guān)斷功率管，這樣漏感沒有能量?jī)?chǔ)存，所以沒有電壓尖峰，條件是占空比和死區(qū)時(shí)間都需要恒定，其實(shí)可以做成準(zhǔn)閉環(huán)形式，輕載閉環(huán)，重載開環(huán)。

不過(guò)軟開關(guān)也有弊端，因?yàn)殡娏鹘起z頭波，電流總是從0上升然后下降到0，電流紋波很大，這對(duì)輸入電容和變壓器的工藝要求更高。不過(guò)輸入電容紋波承受問(wèn)題，可以用交錯(cuò)式推挽解決。變壓器需要用多根細(xì)線的攪合線線或者絲包線繞制，因?yàn)榫€圈總是高頻諧振，電流密度的選取要更低。

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whwqm
LV.5
20
2016-01-29 16:23
@345295362
沒看出來(lái)你移相后的推挽有何改善，據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)推測(cè)，如果驅(qū)動(dòng)A關(guān)斷后驅(qū)動(dòng)B立馬導(dǎo)通，這只會(huì)加大輸入MOS的電壓應(yīng)力，尖峰應(yīng)該更高。如果你要閉環(huán)工作，我建議你可以在輸出二極管上面并RC吸收試試，這個(gè)效果很明顯，RC吸收越大，效果越明顯，同時(shí)損耗也越大。二極管我試過(guò)SIC，并沒有什么卵用，只是說(shuō)損耗降低和開關(guān)頻率可以更高，同時(shí)由于近似沒有反向恢復(fù)，高頻振蕩頻率也越高，也需要用上RC吸收，所以用快恢復(fù)就夠用了。軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)原理是讓變壓器初級(jí)電流為0時(shí)再關(guān)斷功率管，這樣漏感沒有能量?jī)?chǔ)存，所以沒有電壓尖峰，條件是占空比和死區(qū)時(shí)間都需要恒定，其實(shí)可以做成準(zhǔn)閉環(huán)形式，輕載閉環(huán)，重載開環(huán)。不過(guò)軟開關(guān)也有弊端，因?yàn)殡娏鹘起z頭波，電流總是從0上升然后下降到0，電流紋波很大，這對(duì)輸入電容和變壓器的工藝要求更高。不過(guò)輸入電容紋波承受問(wèn)題，可以用交錯(cuò)式推挽解決。變壓器需要用多根細(xì)線的攪合線線或者絲包線繞制，因?yàn)榫€圈總是高頻諧振，電流密度的選取要更低。
"如果驅(qū)動(dòng)A關(guān)斷后驅(qū)動(dòng)B立馬導(dǎo)通，這只會(huì)加大輸入MOS的電壓應(yīng)力",那一般50%占空比的怎么辦?我的輸出整流二極管并了RC了,現(xiàn)在用已經(jīng)沒什么大問(wèn)題了,想工作在軟件開關(guān)狀態(tài),這種工作條件下不好實(shí)現(xiàn),只要尖峰在管子承受范圍,不用關(guān)心了.恒流恒壓隨時(shí)可能設(shè)置,不能工作在輕閉重開狀態(tài).以后還是老實(shí)用移相全橋好了,都是硬開關(guān)時(shí)推挽效率高些,成本還低,但全橋更易實(shí)現(xiàn)軟開關(guān).
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345295362
LV.6
21
2016-02-02 10:33
@whwqm
"如果驅(qū)動(dòng)A關(guān)斷后驅(qū)動(dòng)B立馬導(dǎo)通，這只會(huì)加大輸入MOS的電壓應(yīng)力",那一般50%占空比的怎么辦?我的輸出整流二極管并了RC了,現(xiàn)在用已經(jīng)沒什么大問(wèn)題了,想工作在軟件開關(guān)狀態(tài),這種工作條件下不好實(shí)現(xiàn),只要尖峰在管子承受范圍,不用關(guān)心了.恒流恒壓隨時(shí)可能設(shè)置,不能工作在輕閉重開狀態(tài).以后還是老實(shí)用移相全橋好了,都是硬開關(guān)時(shí)推挽效率高些,成本還低,但全橋更易實(shí)現(xiàn)軟開關(guān).
3525輸出自帶死區(qū)，最大47%
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jack7612
LV.5
22
2016-02-04 09:22

學(xué)習(xí)了

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whwqm
LV.5
23
2016-02-05 21:00

有沒有做離網(wǎng)的朋友？ 現(xiàn)在我這個(gè)并網(wǎng)時(shí)，如果遇到停電，需馬上切換到離網(wǎng)狀態(tài)，以前做是停三秒鐘再切換狀態(tài)，所以沒有什么好考慮的，

現(xiàn)在需要無(wú)縫切換，我做了兩種方案，一個(gè)是緩切換，正弦波的幅值慢慢增加，一個(gè)是一步到位，不知道哪種好，有經(jīng)驗(yàn)的朋友幫忙出下主意！

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dobetter
LV.7
24
2016-02-17 19:24
@whwqm
有沒有做離網(wǎng)的朋友？現(xiàn)在我這個(gè)并網(wǎng)時(shí)，如果遇到停電，需馬上切換到離網(wǎng)狀態(tài)，以前做是停三秒鐘再切換狀態(tài)，所以沒有什么好考慮的，現(xiàn)在需要無(wú)縫切換，我做了兩種方案，一個(gè)是緩切換，正弦波的幅值慢慢增加，一個(gè)是一步到位，不知道哪種好，有經(jīng)驗(yàn)的朋友幫忙出下主意！[圖片][圖片]

波形看著不錯(cuò)，沒做過(guò)并離網(wǎng)切換，應(yīng)該是一步到位好吧~

不知LZ算法上如何處理，并網(wǎng)離網(wǎng)2種模式，市電在時(shí)并網(wǎng)模式，市電一掉去離網(wǎng)模式嗎？

如果后端帶有負(fù)載的話，切到離網(wǎng)的瞬間電壓會(huì)不會(huì)跌落要很久才能起來(lái)（離網(wǎng)模式下市電電壓的有效值環(huán)路沒有這么快起來(lái)）

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whwqm
LV.5
25
2016-02-18 08:49
@dobetter
波形看著不錯(cuò)，沒做過(guò)并離網(wǎng)切換，應(yīng)該是一步到位好吧~不知LZ算法上如何處理，并網(wǎng)離網(wǎng)2種模式，市電在時(shí)并網(wǎng)模式，市電一掉去離網(wǎng)模式嗎？如果后端帶有負(fù)載的話，切到離網(wǎng)的瞬間電壓會(huì)不會(huì)跌落要很久才能起來(lái)（離網(wǎng)模式下市電電壓的有效值環(huán)路沒有這么快起來(lái)）

謝謝你的意見,我現(xiàn)也是這么決定的,一步到位,沒有很大影響.

現(xiàn)在軟件上是這么處理的:有市電時(shí)并網(wǎng),并給蓄電池充電,一但市電沒有了,5ms內(nèi)完成孤島檢測(cè)并切換到離網(wǎng),負(fù)載沒有掉電的感覺.

有負(fù)載時(shí)的我的環(huán)路電壓起來(lái)很快的,一個(gè)周期就可以了.

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2016-02-18 14:14

學(xué)習(xí)

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dobetter
LV.7
27
2016-02-18 20:09
@whwqm
謝謝你的意見,我現(xiàn)也是這么決定的,一步到位,沒有很大影響.現(xiàn)在軟件上是這么處理的:有市電時(shí)并網(wǎng),并給蓄電池充電,一但市電沒有了,5ms內(nèi)完成孤島檢測(cè)并切換到離網(wǎng),負(fù)載沒有掉電的感覺.有負(fù)載時(shí)的我的環(huán)路電壓起來(lái)很快的,一個(gè)周期就可以了.

并網(wǎng)沒有做過(guò)，孤島檢測(cè)是通過(guò)擾動(dòng)頻率實(shí)現(xiàn)的？5ms這么快？可以直接判斷瞬時(shí)值這樣簡(jiǎn)單且快~

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tri4123
LV.5
28
2016-02-19 00:33
學(xué)習(xí)
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2016-02-27 20:02
@whwqm
有沒有做離網(wǎng)的朋友？現(xiàn)在我這個(gè)并網(wǎng)時(shí)，如果遇到停電，需馬上切換到離網(wǎng)狀態(tài)，以前做是停三秒鐘再切換狀態(tài)，所以沒有什么好考慮的，現(xiàn)在需要無(wú)縫切換，我做了兩種方案，一個(gè)是緩切換，正弦波的幅值慢慢增加，一個(gè)是一步到位，不知道哪種好，有經(jīng)驗(yàn)的朋友幫忙出下主意！[圖片][圖片]
怎么看上去波形不怎么同步呢
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whwqm
LV.5
30
2016-02-29 09:08
@電源技術(shù)磚家
怎么看上去波形不怎么同步呢

輕載,0.5A的并網(wǎng)電流,輸出有濾波電容,3.3uF,所以有影響的,不過(guò)正常的.功率上來(lái)后就同步了.

我看多公司的小電流,正弦波都談不上.

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whwqm
LV.5
31
2016-02-29 11:42
@電源技術(shù)磚家
怎么看上去波形不怎么同步呢

這是1.1kw時(shí)的電流并網(wǎng)波形

并網(wǎng)時(shí)的功率因數(shù),0.986,現(xiàn)在這個(gè)功率只有額定的1/10,所以成績(jī)應(yīng)該還算不錯(cuò).

并網(wǎng)電流THD=3.985%,小于要求的5%,功率只有額定的1/10,所以成績(jī)應(yīng)該還算不錯(cuò).如果功率50%以上,小于3%

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