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求助:Boost電路,驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形振蕩,如何解決(附圖)

一個(gè)簡(jiǎn)單的boost電路,PWM是由FPGA產(chǎn)生.驅(qū)動(dòng)IC是FAN7390,MOSFET是IRFP4242.關(guān)斷后PWM 輸入信號(hào)和驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)嚴(yán)重振蕩.不知道是尖峰電壓導(dǎo)致還是地線沒處理好,或者其他原因.懇請(qǐng)大家?guī)兔Ψ治龊吞峁┙鉀Q方案.多謝!
PCB圖和原理圖如下:


輸出波形
全部回復(fù)(18)
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rouce
LV.2
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2009-08-02 13:35
自己頂一下.怎么都沒人回答,歡迎大家來討論.我比較菜,這已經(jīng)是我第三塊PCB板了.總是冒出各種各樣的問題.開始著急了,走過路過的,請(qǐng)進(jìn)來賜教.小女子不勝感激.
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ttkx365
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3
2009-08-02 13:55
@rouce
自己頂一下.怎么都沒人回答,歡迎大家來討論.我比較菜,這已經(jīng)是我第三塊PCB板了.總是冒出各種各樣的問題.開始著急了,走過路過的,請(qǐng)進(jìn)來賜教.小女子不勝感激.
如果你不是專業(yè)PCB設(shè)計(jì)人士,實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不是很豐富,旁邊又沒有高手指點(diǎn),你要做30片甚至30片的N倍,將各個(gè)元件的布置,各個(gè)層的走線都嘗試過,就象神農(nóng)嘗百草一樣都試驗(yàn)過了,你才會(huì)將PCB設(shè)計(jì)得輕車熟路.所以,不要著急,多嘗試,才長(zhǎng)進(jìn).
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rouce
LV.2
4
2009-08-03 23:18
@ttkx365
如果你不是專業(yè)PCB設(shè)計(jì)人士,實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不是很豐富,旁邊又沒有高手指點(diǎn),你要做30片甚至30片的N倍,將各個(gè)元件的布置,各個(gè)層的走線都嘗試過,就象神農(nóng)嘗百草一樣都試驗(yàn)過了,你才會(huì)將PCB設(shè)計(jì)得輕車熟路.所以,不要著急,多嘗試,才長(zhǎng)進(jìn).
多謝鼓勵(lì)
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rouce
LV.2
5
2009-08-04 06:01
自己再頂!!!
今天在信號(hào)輸入端加了光耦,效果沒改善:(
各位支些招吧!!!我也好做不同的測(cè)試,現(xiàn)在有點(diǎn)摸不著頭腦...
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ttkx365
LV.5
6
2009-08-04 08:35
@rouce
多謝鼓勵(lì)
很好奇你的4個(gè)腳的電容是什么電容?
雖然自己是個(gè)半桶水,看到你的回復(fù)感到你是個(gè)有毅力人,提供一些我自己的經(jīng)驗(yàn),如果經(jīng)過你的檢驗(yàn),這些經(jīng)驗(yàn)是不對(duì)的甚至是有害的,不要認(rèn)為我是有意害人的:).
1.參數(shù)允許的情況下,能用SMD元件的就不要用DIP的元件.
2.如你的PCB圖上的元件,不要選擇共陰肖特基,在沒有條件只能選用共陰肖特基的情況下,只用其中的一只,另一只不要并聯(lián)用.
3.散熱片一定要接地,各個(gè)功率元件盡量不要共用散熱片.
4.條件允許的情況下,PCB板要設(shè)置一個(gè)中間接地層.
5.多看一些國(guó)際頂尖公司的器件應(yīng)用數(shù)據(jù)表,其中大多會(huì)有使用他們的器件的注意事項(xiàng),這個(gè)就是很好的高手老師在指導(dǎo)你了.
再說一個(gè)與技術(shù)無關(guān)的,既然你引出的是一個(gè)需要大家?guī)湍憬鉀Q的問題,不是一個(gè)有趣的科學(xué)發(fā)現(xiàn),就不要用"歡迎大家來討論",現(xiàn)在這個(gè)網(wǎng)的人氣已經(jīng)很低了,這個(gè)社會(huì)的風(fēng)氣也已經(jīng)很經(jīng)濟(jì)實(shí)效的了,真正的高手是很忙碌的了,如果.......不說了,知道的就應(yīng)該明白,不知道的說了也白說.
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rouce
LV.2
7
2009-08-05 00:33
@ttkx365
很好奇你的4個(gè)腳的電容是什么電容?雖然自己是個(gè)半桶水,看到你的回復(fù)感到你是個(gè)有毅力人,提供一些我自己的經(jīng)驗(yàn),如果經(jīng)過你的檢驗(yàn),這些經(jīng)驗(yàn)是不對(duì)的甚至是有害的,不要認(rèn)為我是有意害人的:).1.參數(shù)允許的情況下,能用SMD元件的就不要用DIP的元件.2.如你的PCB圖上的元件,不要選擇共陰肖特基,在沒有條件只能選用共陰肖特基的情況下,只用其中的一只,另一只不要并聯(lián)用.3.散熱片一定要接地,各個(gè)功率元件盡量不要共用散熱片.4.條件允許的情況下,PCB板要設(shè)置一個(gè)中間接地層.5.多看一些國(guó)際頂尖公司的器件應(yīng)用數(shù)據(jù)表,其中大多會(huì)有使用他們的器件的注意事項(xiàng),這個(gè)就是很好的高手老師在指導(dǎo)你了.再說一個(gè)與技術(shù)無關(guān)的,既然你引出的是一個(gè)需要大家?guī)湍憬鉀Q的問題,不是一個(gè)有趣的科學(xué)發(fā)現(xiàn),就不要用"歡迎大家來討論",現(xiàn)在這個(gè)網(wǎng)的人氣已經(jīng)很低了,這個(gè)社會(huì)的風(fēng)氣也已經(jīng)很經(jīng)濟(jì)實(shí)效的了,真正的高手是很忙碌的了,如果.......不說了,知道的就應(yīng)該明白,不知道的說了也白說.
4個(gè)腳的電容是Film電容.
謝謝你給了這么多的建議.經(jīng)過幾次發(fā)貼,發(fā)現(xiàn)自己發(fā)貼水平很有限,這邊的人氣也有限:)

對(duì)于第2點(diǎn),肖特基最好不要并聯(lián)用,是因?yàn)椴粚?duì)稱,導(dǎo)致不良結(jié)果嗎?我用的是CREE公司的二極管,datasheet上說可以并在一起使用,所以我就并在一起了.其實(shí)我的MOS管已經(jīng)帶有內(nèi)置二極管,可以不用外接二極管.只是為了得到更好的結(jié)果.
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2009-08-05 08:23
在MOS管輸入端加防寄生震蕩電阻及關(guān)斷泄放回路,是否有改善
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楚天?
LV.8
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2009-08-05 09:06
@rouce
自己再頂!!!今天在信號(hào)輸入端加了光耦,效果沒改善:(各位支些招吧!!!我也好做不同的測(cè)試,現(xiàn)在有點(diǎn)摸不著頭腦...
輸入電壓有40V那么高么?
看起來好像是肖特基二極管的結(jié)電容+開關(guān)管的結(jié)電容一起在震蕩.
在兩端并聯(lián)個(gè)RC吸收,參考 R=4.7,C=472

肖特基二極管反向恢復(fù)時(shí)間幾乎為零,但是他的結(jié)電容也是不容忽略的.這同樣會(huì)導(dǎo)致諧振問題.所以,超過200V幾乎很少用肖特基,除了成本與工藝問題以外,優(yōu)勢(shì)幾乎喪失也是一個(gè)因素.
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ttkx365
LV.5
10
2009-08-05 09:18
@楚天?
輸入電壓有40V那么高么?看起來好像是肖特基二極管的結(jié)電容+開關(guān)管的結(jié)電容一起在震蕩.在兩端并聯(lián)個(gè)RC吸收,參考R=4.7,C=472肖特基二極管反向恢復(fù)時(shí)間幾乎為零,但是他的結(jié)電容也是不容忽略的.這同樣會(huì)導(dǎo)致諧振問題.所以,超過200V幾乎很少用肖特基,除了成本與工藝問題以外,優(yōu)勢(shì)幾乎喪失也是一個(gè)因素.
O,真正的高手楚天大俠也來了,你的問題應(yīng)該能解決的了.以前我都多次得到楚天大俠的指教,得益非淺,致敬!
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rouce
LV.2
11
2009-08-06 08:31
@楚天?
輸入電壓有40V那么高么?看起來好像是肖特基二極管的結(jié)電容+開關(guān)管的結(jié)電容一起在震蕩.在兩端并聯(lián)個(gè)RC吸收,參考R=4.7,C=472肖特基二極管反向恢復(fù)時(shí)間幾乎為零,但是他的結(jié)電容也是不容忽略的.這同樣會(huì)導(dǎo)致諧振問題.所以,超過200V幾乎很少用肖特基,除了成本與工藝問題以外,優(yōu)勢(shì)幾乎喪失也是一個(gè)因素.
輸入電壓高于40V,當(dāng)前處于測(cè)試過程,電壓我加到50V或60V,但最后輸入電壓將在86-172V之間變化.

謝謝大俠的建議.我并聯(lián)了RC電路,Vd電壓振蕩確實(shí)改善很多.但是開關(guān)信號(hào)還是有很多振蕩,關(guān)斷的時(shí)間還是有點(diǎn)長(zhǎng),怕?lián)p耗太大.請(qǐng)看圖:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/80/3324331249518617.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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rouce
LV.2
12
2009-08-06 11:11
@楚天?
輸入電壓有40V那么高么?看起來好像是肖特基二極管的結(jié)電容+開關(guān)管的結(jié)電容一起在震蕩.在兩端并聯(lián)個(gè)RC吸收,參考R=4.7,C=472肖特基二極管反向恢復(fù)時(shí)間幾乎為零,但是他的結(jié)電容也是不容忽略的.這同樣會(huì)導(dǎo)致諧振問題.所以,超過200V幾乎很少用肖特基,除了成本與工藝問題以外,優(yōu)勢(shì)幾乎喪失也是一個(gè)因素.
我去掉二極管D3,效果改善一點(diǎn),不夠顯著.還是有很多振蕩
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楚天?
LV.8
13
2009-08-06 11:20
@rouce
輸入電壓高于40V,當(dāng)前處于測(cè)試過程,電壓我加到50V或60V,但最后輸入電壓將在86-172V之間變化.謝謝大俠的建議.我并聯(lián)了RC電路,Vd電壓振蕩確實(shí)改善很多.但是開關(guān)信號(hào)還是有很多振蕩,關(guān)斷的時(shí)間還是有點(diǎn)長(zhǎng),怕?lián)p耗太大.請(qǐng)看圖:[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/80/3324331249518617.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
8樓的朋友說的有道理.
在驅(qū)動(dòng)芯片的輸出到MOS的G之間串聯(lián)一個(gè)電阻,電阻的位置要靠近G.這個(gè)電阻的參考范圍是2R2--470R.范圍很大哦.呵呵
一般來說,越小則開關(guān)速度越快,但是因?yàn)檫^大的di/dt使得柵極上邊有比較嚴(yán)重的震蕩.減小的辦法是降低柵極驅(qū)動(dòng)回路的離散電感,降低驅(qū)動(dòng)速度.同時(shí)過高的柵極dv/dt變化以及震蕩也會(huì)使得DS波形混亂不堪.此時(shí)柵極驅(qū)動(dòng)功率較高且MOS損耗也會(huì)較大,這也是硬開關(guān)電路頻率不宜過高的原因之一.
增大RG后,柵極以及漏極波形會(huì)相當(dāng)程度的改善,但是由于MOS會(huì)有一部分時(shí)間進(jìn)入橫流區(qū),所以開關(guān)損耗也會(huì)隨RG增大而增大.但是此時(shí)的EMI較好.并且波形干凈,總體來說,是各有利弊的.
一般對(duì)于軟開關(guān)電源來說,由于開關(guān)管是出于ZVS/ZCS狀態(tài),此時(shí)對(duì)柵極的開關(guān)速度要求不高,所以RG可以選擇的稍大一些.我記得艾默生的2900W通信電源中,驅(qū)動(dòng)用的是21814,RG是200ohm---時(shí)間有點(diǎn)久了,記得不太清晰.
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l003zi
LV.4
14
2009-08-06 13:04
@rouce
我去掉二極管D3,效果改善一點(diǎn),不夠顯著.還是有很多振蕩
是不是這個(gè)Mos管子的寄生參數(shù)本身很大?
不得已可以更換一個(gè)mos試試.
如果換了還是不行,一般來說,就需要調(diào)整驅(qū)動(dòng)電阻,如前所說,
增大驅(qū)動(dòng)到G的電阻可以增大衰減速度,減小震蕩.
另外,試著給DS兩端并聯(lián)0.1~3n左右的高壓陶瓷電容可能能減小震蕩.

最后要說的是,如果整個(gè)電流的效率和指標(biāo)達(dá)到,那么有沒有震蕩都無所謂!
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楚天?
LV.8
15
2009-08-07 00:18
@l003zi
是不是這個(gè)Mos管子的寄生參數(shù)本身很大?不得已可以更換一個(gè)mos試試.如果換了還是不行,一般來說,就需要調(diào)整驅(qū)動(dòng)電阻,如前所說,增大驅(qū)動(dòng)到G的電阻可以增大衰減速度,減小震蕩.另外,試著給DS兩端并聯(lián)0.1~3n左右的高壓陶瓷電容可能能減小震蕩.最后要說的是,如果整個(gè)電流的效率和指標(biāo)達(dá)到,那么有沒有震蕩都無所謂!
有時(shí)候,波形很難看是因?yàn)闇y(cè)量的地線沒有選取好.或者測(cè)量用的儀器與開關(guān)電源之間有干擾.因?yàn)镈SO的輸入阻抗太大了,一點(diǎn)點(diǎn)的耦合都能產(chǎn)生很大的信號(hào)疊加到DSO上邊.
所以,如果手邊的儀器不是很頂級(jí),也可以懷疑著用的.
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rouce
LV.2
16
2009-08-07 11:42
@angryheart
在MOS管輸入端加防寄生震蕩電阻及關(guān)斷泄放回路,是否有改善
謝謝各位!
今天在輸入端加了4.7R,振蕩沒有了,只是關(guān)斷時(shí)間有些長(zhǎng).150-200ns. 我想明天加個(gè)小點(diǎn)的電阻或者并個(gè)反向二極管.看看能不能加快關(guān)斷時(shí)間和減少振蕩.

另外,我還是很想能做出一個(gè)快速關(guān)斷且無振蕩的電路,期待中..
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l003zi
LV.4
17
2009-08-07 12:18
@楚天?
有時(shí)候,波形很難看是因?yàn)闇y(cè)量的地線沒有選取好.或者測(cè)量用的儀器與開關(guān)電源之間有干擾.因?yàn)镈SO的輸入阻抗太大了,一點(diǎn)點(diǎn)的耦合都能產(chǎn)生很大的信號(hào)疊加到DSO上邊.所以,如果手邊的儀器不是很頂級(jí),也可以懷疑著用的.
能把問題想到測(cè)試設(shè)備,絕對(duì)是高手,
期待和你交個(gè)朋友!
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楚天?
LV.8
18
2009-08-11 13:41
@rouce
謝謝各位!今天在輸入端加了4.7R,振蕩沒有了,只是關(guān)斷時(shí)間有些長(zhǎng).150-200ns.我想明天加個(gè)小點(diǎn)的電阻或者并個(gè)反向二極管.看看能不能加快關(guān)斷時(shí)間和減少振蕩.另外,我還是很想能做出一個(gè)快速關(guān)斷且無振蕩的電路,期待中..
快關(guān)且無震蕩……或許不如用軟開關(guān)電路,對(duì)柵極的開關(guān)速度可以要求低很多,且效率會(huì)略有提升.不過整體而言,優(yōu)勢(shì)不明顯,劣勢(shì)倒是不少.呵呵
如果以學(xué)習(xí)的態(tài)度去討論,你可以嘗試一下,對(duì)電源的理解會(huì)加深許多的.
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2009-08-16 13:56
@楚天?
快關(guān)且無震蕩……或許不如用軟開關(guān)電路,對(duì)柵極的開關(guān)速度可以要求低很多,且效率會(huì)略有提升.不過整體而言,優(yōu)勢(shì)不明顯,劣勢(shì)倒是不少.呵呵如果以學(xué)習(xí)的態(tài)度去討論,你可以嘗試一下,對(duì)電源的理解會(huì)加深許多的.
向大家學(xué)習(xí).
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