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請教逆變器波形異常問題

大家好，我調(diào)式逆變器遇到一個問題，想向大家請教：500W逆變器用的是DC-DC+DC-AC結(jié)構(gòu)，直流輸入24V，前級用推挽，開環(huán)，3525推MOS管，后級H橋單相高頻逆變，用的是2110推MOS管?，F(xiàn)在已經(jīng)做第二版，第一版除了短路保護有問題外，其他一切都正常，而改進的第二版空載時正常，輸出穩(wěn)定于220V/AC，加負(fù)載時卻周期性地異常，輸出波形卻如圖1，我查了前級推出的高壓，是正常的，而算法在第一版上用也是正常的，其他采樣信號也都查了，查了半個多月始終找不到問題所在，故想向大家請教，望大家能夠給予幫助，謝謝！ 圖1 該圖為帶載時的逆變輸出電壓波形

 圖2 該圖為推挽側(cè)MOS管DS間的電壓

 

 

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2010-11-25 08:33

干擾問題。

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luyaowen
LV.3
3
2010-11-25 11:37
@xzszrs
干擾問題。

謝謝鐘工提醒，發(fā)現(xiàn)問題了，但找不到這干擾哪來的，在努力解決  

 空載時正常

 帶載時逆變器的輸出波形和互感器輸出波形

 帶載時逆變器的輸出波形和差分后的波形，發(fā)現(xiàn)差分后有強干擾

不知道這干擾怎么引起的，差分電路用的是上個版本的，上個版本的輸出是正常的，在查

另：剛才把輸出電感換了小一些的，空載正常，加負(fù)載啟動兩次失敗后第三次前級直接炸管@_@   (硬件短路保護以及去掉，只有軟件保護）

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藍杰
LV.4
4
2010-11-26 11:48

請測量一下前級輸出直流波形，如有50HZ左右頻率調(diào)制現(xiàn)象，請查明原因（加濾波）

其次查一下H橋驅(qū)動的供電波形及軟件調(diào)整幅度的算法

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luyaowen
LV.3
5
2010-12-02 13:19
@藍杰
請測量一下前級輸出直流波形，如有50HZ左右頻率調(diào)制現(xiàn)象，請查明原因（加濾波）其次查一下H橋驅(qū)動的供電波形及軟件調(diào)整幅度的算法
謝謝藍工，前級直流波形是好的，驅(qū)動輸入電壓也加了濾波，經(jīng)查發(fā)現(xiàn)是運放受到了干擾，在運放電源前加濾波效果好了些，但控制板仍受到干擾，我想這個干擾是由逆變橋的共模干擾引起的，但依然找不到根除的辦法
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2010-12-02 15:46
@luyaowen
謝謝藍工，前級直流波形是好的，驅(qū)動輸入電壓也加了濾波，經(jīng)查發(fā)現(xiàn)是運放受到了干擾，在運放電源前加濾波效果好了些，但控制板仍受到干擾，我想這個干擾是由逆變橋的共模干擾引起的，但依然找不到根除的辦法
你用的是單片機還是純硬件？
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luyaowen
LV.3
7
2010-12-02 18:04
@蕭山老壽
你用的是單片機還是純硬件？
用的是DSP產(chǎn)生SPWM波，現(xiàn)在輸出波形基本上是穩(wěn)定了（在運放電源側(cè)加了濾波電容），但是控制側(cè)受到的干擾問題還是沒解決，檢測回路到的波形有這樣的尖刺   加的負(fù)載越大干擾也越大，查看別的電路也一樣，干擾的頻率和逆變橋開關(guān)的頻率相同，14KHz；不知道這個干擾是怎么過來的，也不知道怎么解決，試了不少方法還是沒成效。
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2010-12-03 09:51
@luyaowen
用的是DSP產(chǎn)生SPWM波，現(xiàn)在輸出波形基本上是穩(wěn)定了（在運放電源側(cè)加了濾波電容），但是控制側(cè)受到的干擾問題還是沒解決，檢測回路到的波形有這樣的尖刺[圖片]  加的負(fù)載越大干擾也越大，查看別的電路也一樣，干擾的頻率和逆變橋開關(guān)的頻率相同，14KHz；不知道這個干擾是怎么過來的，也不知道怎么解決，試了不少方法還是沒成效。
分析一下布板，有沒有問題？
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luyaowen
LV.3
9
2010-12-03 10:19
@蕭山老壽
分析一下布板，有沒有問題？

謝謝老壽。板子敷了銅，我覺得敷銅也會影響一些。走線沒什么問題。剛才在逆變橋下橋臂的管子和地之間加了電阻，看了電阻兩端的電壓，發(fā)現(xiàn)有負(fù)電壓出現(xiàn)，而這個負(fù)電壓的頻率和控制側(cè)受到的干擾的頻率一樣，我想是不是這個原因引起的？沒帶數(shù)據(jù)線，圖片晚上再上傳。

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2010-12-03 14:31
@luyaowen
謝謝老壽。板子敷了銅，我覺得敷銅也會影響一些。走線沒什么問題。剛才在逆變橋下橋臂的管子和地之間加了電阻，看了電阻兩端的電壓，發(fā)現(xiàn)有負(fù)電壓出現(xiàn)，而這個負(fù)電壓的頻率和控制側(cè)受到的干擾的頻率一樣，我想是不是這個原因引起的？沒帶數(shù)據(jù)線，圖片晚上再上傳。
敷銅布局，有一定的難度，如果整個板子敷銅，很容易污染地線引起干擾，我以前多次遇到過這種情況。我現(xiàn)在的做法是：把每個功能相對獨立的部分單獨敷銅，然后在電源總線的濾波電容負(fù)極處，把所有的敷銅連起來。
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藍杰
LV.4
11
2010-12-03 15:31
@luyaowen
謝謝藍工，前級直流波形是好的，驅(qū)動輸入電壓也加了濾波，經(jīng)查發(fā)現(xiàn)是運放受到了干擾，在運放電源前加濾波效果好了些，但控制板仍受到干擾，我想這個干擾是由逆變橋的共模干擾引起的，但依然找不到根除的辦法

在前級直流輸出端離變壓器最近的地方接上濾波電容（電解），并在高頻整流管上并接阻容吸收回路，在末級DC/AC逆變橋側(cè)電源上離逆變橋最近的地方也接上濾波電容（電解）。如果問題依然存在，前級DC/DC升壓需改成閉環(huán)控制才能降低高壓DC被調(diào)制的現(xiàn)象，干擾由此而來。

一般來說，前級逆變頻率應(yīng)比后級（SPWM）頻率要高，這樣才能降低功率輸出時前級電源被后級所調(diào)制的干擾。直接用高功率高穩(wěn)定的高壓DC電源代替你的前級，可以區(qū)分問題所在。單純的排除干擾顯然被動且無從下手。好的分析方法才行啊！

 

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flyahead
LV.5
12
2010-12-03 16:17
@藍杰
在前級直流輸出端離變壓器最近的地方接上濾波電容（電解），并在高頻整流管上并接阻容吸收回路，在末級DC/AC逆變橋側(cè)電源上離逆變橋最近的地方也接上濾波電容（電解）。如果問題依然存在，前級DC/DC升壓需改成閉環(huán)控制才能降低高壓DC被調(diào)制的現(xiàn)象，干擾由此而來。一般來說，前級逆變頻率應(yīng)比后級（SPWM）頻率要高，這樣才能降低功率輸出時前級電源被后級所調(diào)制的干擾。直接用高功率高穩(wěn)定的高壓DC電源代替你的前級，可以區(qū)分問題所在。單純的排除干擾顯然被動且無從下手。好的分析方法才行啊！ 
連長說的很好
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luyaowen
LV.3
13
2010-12-04 21:54
@藍杰
在前級直流輸出端離變壓器最近的地方接上濾波電容（電解），并在高頻整流管上并接阻容吸收回路，在末級DC/AC逆變橋側(cè)電源上離逆變橋最近的地方也接上濾波電容（電解）。如果問題依然存在，前級DC/DC升壓需改成閉環(huán)控制才能降低高壓DC被調(diào)制的現(xiàn)象，干擾由此而來。一般來說，前級逆變頻率應(yīng)比后級（SPWM）頻率要高，這樣才能降低功率輸出時前級電源被后級所調(diào)制的干擾。直接用高功率高穩(wěn)定的高壓DC電源代替你的前級，可以區(qū)分問題所在。單純的排除干擾顯然被動且無從下手。好的分析方法才行啊！ 

謝謝藍工提醒，我試過不讓前級推挽，后級直接用穩(wěn)壓源供電逆變，一樣存在這樣的干擾問題。當(dāng)空載時波形是完美的，干擾非常少，當(dāng)加負(fù)載時負(fù)載越大干擾也就越大。這是主電路原理圖  

這是空載及帶200W負(fù)載時在下橋臂串入電阻R88看到的波形，波形中出現(xiàn)了負(fù)電壓。

  

 

這是直接用穩(wěn)壓源供電200V左右并加負(fù)載時看到的波形，帶強干擾的就是DSP AD采樣口的輸入信號，正弦波是逆變器輸出。 

以下是接逆變器輸出側(cè)濾波電容和輸入側(cè)電解電容地看到的波形，感覺沒濾干凈。后級加有EMC，所以逆變器輸出的波形是干凈的，諧波小于1%。

  

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藍杰
LV.4
14
2010-12-07 14:26
@luyaowen
謝謝藍工提醒，我試過不讓前級推挽，后級直接用穩(wěn)壓源供電逆變，一樣存在這樣的干擾問題。當(dāng)空載時波形是完美的，干擾非常少，當(dāng)加負(fù)載時負(fù)載越大干擾也就越大。這是主電路原理圖 [圖片] 這是空載及帶200W負(fù)載時在下橋臂串入電阻R88看到的波形，波形中出現(xiàn)了負(fù)電壓。 [圖片] [圖片] 這是直接用穩(wěn)壓源供電200V左右并加負(fù)載時看到的波形，帶強干擾的就是DSPAD采樣口的輸入信號，正弦波是逆變器輸出。[圖片] 以下是接逆變器輸出側(cè)濾波電容和輸入側(cè)電解電容地看到的波形，感覺沒濾干凈。后級加有EMC，所以逆變器輸出的波形是干凈的，諧波小于1%。[圖片]  

前級開環(huán)可能有一定的影響，電容上的波形可以看出前級電壓被后級頻率調(diào)制。

前級可以采用提高逆變頻率來降低這種干擾。以高出后級SPWM調(diào)制頻率2倍以上為好。

加大前級功率需要加大以提高穩(wěn)定性。

前級逆變PWM芯片及后級SPWM_CPU供電與DC電源間加入LC濾波回路降低電源共模干擾。

輸出級電流檢測回路中整流后加104電容降低AD輸入紋波，避免反饋檢測（軟件）誤動作或動作頻繁帶來不穩(wěn)定的SPWM輸出。檢測變壓器的匝比及鐵芯的磁耦合密度也有一些影響（鐵芯的話采用EE無I對插，磁芯的話加大磁芯氣隙，以降低自身的電感量而降低反向峰值干擾）。

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luyaowen
LV.3
15
2010-12-07 19:00
@藍杰
前級開環(huán)可能有一定的影響，電容上的波形可以看出前級電壓被后級頻率調(diào)制。前級可以采用提高逆變頻率來降低這種干擾。以高出后級SPWM調(diào)制頻率2倍以上為好。加大前級功率需要加大以提高穩(wěn)定性。前級逆變PWM芯片及后級SPWM_CPU供電與DC電源間加入LC濾波回路降低電源共模干擾。輸出級電流檢測回路中整流后加104電容降低AD輸入紋波，避免反饋檢測（軟件）誤動作或動作頻繁帶來不穩(wěn)定的SPWM輸出。檢測變壓器的匝比及鐵芯的磁耦合密度也有一些影響（鐵芯的話采用EE無I對插，磁芯的話加大磁芯氣隙，以降低自身的電感量而降低反向峰值干擾）。
謝謝藍工不吝指教。問題查出來了，是由于控制板的地和高壓側(cè)的地相連引起的，是鐘工說的干擾。由于用的是雙極性調(diào)制，高壓側(cè)地會被拉負(fù)。之前用的是IR2110，沒有隔離，現(xiàn)在打算改方案用250，另向大家請教一下250推逆變可以做到多高的頻率？
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2010-12-07 20:07
@luyaowen
謝謝藍工不吝指教。問題查出來了，是由于控制板的地和高壓側(cè)的地相連引起的，是鐘工說的干擾。由于用的是雙極性調(diào)制，高壓側(cè)地會被拉負(fù)。之前用的是IR2110，沒有隔離，現(xiàn)在打算改方案用250，另向大家請教一下250推逆變可以做到多高的頻率？
我也喜歡用250，經(jīng)試驗，一般載波頻率在30K以下，都能可靠工作。
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藍杰
LV.4
17
2010-12-09 11:25
@luyaowen
謝謝藍工不吝指教。問題查出來了，是由于控制板的地和高壓側(cè)的地相連引起的，是鐘工說的干擾。由于用的是雙極性調(diào)制，高壓側(cè)地會被拉負(fù)。之前用的是IR2110，沒有隔離，現(xiàn)在打算改方案用250，另向大家請教一下250推逆變可以做到多高的頻率？

IR2110不行嗎？沒聽說過！

2110用在直流步進電機控制器上很多啊，也沒有你說的現(xiàn)象啊！

 

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luyaowen
LV.3
18
2010-12-13 09:54
@藍杰
IR2110不行嗎？沒聽說過！2110用在直流步進電機控制器上很多啊，也沒有你說的現(xiàn)象??！ 
謝謝藍工，現(xiàn)在的原因是只要控制板的地和高壓側(cè)的地連接就有干擾，不連接側(cè)基本上沒什么干擾了，所以我現(xiàn)在是要把控制側(cè)的地和高壓側(cè)的地斷開（之前是相連的），我看了2110的技術(shù)資料，說信號地和驅(qū)動地可以獨立，但我沒這樣用過，不知道可靠性怎么樣？如果兩個地的壓差過大是否會引起不穩(wěn)定？希望這樣用的朋友能指點一下。我現(xiàn)在還徘徊，打算先做一板用2110的，兩地獨立，同時準(zhǔn)備另一個方案，用光耦。
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xinyuan663
LV.3
19
2010-12-13 22:18
@luyaowen
謝謝藍工，現(xiàn)在的原因是只要控制板的地和高壓側(cè)的地連接就有干擾，不連接側(cè)基本上沒什么干擾了，所以我現(xiàn)在是要把控制側(cè)的地和高壓側(cè)的地斷開（之前是相連的），我看了2110的技術(shù)資料，說信號地和驅(qū)動地可以獨立，但我沒這樣用過，不知道可靠性怎么樣？如果兩個地的壓差過大是否會引起不穩(wěn)定？希望這樣用的朋友能指點一下。我現(xiàn)在還徘徊，打算先做一板用2110的，兩地獨立，同時準(zhǔn)備另一個方案，用光耦。

dsp輸出的SPWM先接光耦250隔離，然后在接2110驅(qū)動，這樣就好了。

請教下，您的程序控制算法用的是什么方式啊。單環(huán)控制還是雙環(huán)控制啊。

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luyaowen
LV.3
20
2010-12-15 08:51
@xinyuan663
dsp輸出的SPWM先接光耦250隔離，然后在接2110驅(qū)動，這樣就好了。請教下，您的程序控制算法用的是什么方式啊。單環(huán)控制還是雙環(huán)控制啊。
用的是雙閉環(huán)，但感覺還有些問題。光耦加2110成本太高。感覺不如直接用光耦，但直接用光耦需要的電源比較多。關(guān)鍵是現(xiàn)在不知道2110的邏輯地和驅(qū)動地單獨不連的可靠性怎么樣。
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2010-12-15 11:50
@luyaowen
謝謝藍工提醒，我試過不讓前級推挽，后級直接用穩(wěn)壓源供電逆變，一樣存在這樣的干擾問題。當(dāng)空載時波形是完美的，干擾非常少，當(dāng)加負(fù)載時負(fù)載越大干擾也就越大。這是主電路原理圖 [圖片] 這是空載及帶200W負(fù)載時在下橋臂串入電阻R88看到的波形，波形中出現(xiàn)了負(fù)電壓。 [圖片] [圖片] 這是直接用穩(wěn)壓源供電200V左右并加負(fù)載時看到的波形，帶強干擾的就是DSPAD采樣口的輸入信號，正弦波是逆變器輸出。[圖片] 以下是接逆變器輸出側(cè)濾波電容和輸入側(cè)電解電容地看到的波形，感覺沒濾干凈。后級加有EMC，所以逆變器輸出的波形是干凈的，諧波小于1%。[圖片]  
輸出單極性吧，單極性是有這個問題，搞成雙極性調(diào)制看
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2010-12-15 13:15
@luyaowen
用的是雙閉環(huán)，但感覺還有些問題。光耦加2110成本太高。感覺不如直接用光耦，但直接用光耦需要的電源比較多。關(guān)鍵是現(xiàn)在不知道2110的邏輯地和驅(qū)動地單獨不連的可靠性怎么樣。

你看一下鐘工在深圳電源大會上的演講資料，邏輯地和驅(qū)動地，是不能直接連的。前面的邏輯地接到前級電源濾波電容的負(fù)極；驅(qū)動地接到后級濾波電容的負(fù)極，然再把這二個電容的負(fù)極連起來。

我的體會是：2110的三個電容一定要裝在2110的旁邊；一個是前級5V電源的濾波電容；一個是后級12V電源的濾波電解；還有一個是自舉電容。這三個電容如果有條件，最好用鉭電容。

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luyaowen
LV.3
23
2010-12-15 16:15
@欣揚科技
輸出單極性吧，單極性是有這個問題，搞成雙極性調(diào)制看
用的是雙極性調(diào)制
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luyaowen
LV.3
24
2010-12-15 16:26
@蕭山老壽
你看一下鐘工在深圳電源大會上的演講資料，邏輯地和驅(qū)動地，是不能直接連的。前面的邏輯地接到前級電源濾波電容的負(fù)極；驅(qū)動地接到后級濾波電容的負(fù)極，然再把這二個電容的負(fù)極連起來。我的體會是：2110的三個電容一定要裝在2110的旁邊；一個是前級5V電源的濾波電容；一個是后級12V電源的濾波電解；還有一個是自舉電容。這三個電容如果有條件，最好用鉭電容。

謝謝老壽先生，我的控制板的地和高壓側(cè)的地連在一起了，邏輯地從濾波電容（高壓側(cè)只用了一個濾波電容）取，而驅(qū)動地則是直接在MOS管那取，三個電容也放在2110旁邊了，用的是鉭電容。今天試了（后級直接用穩(wěn)壓源供電），用一個獨立的15V給驅(qū)動供電，然后在驅(qū)動側(cè)把驅(qū)動地和邏輯地連在一起，控制或是阻性負(fù)載小于150W時能夠正常工作，但是用300W或是600W的電吹風(fēng)時波形嚴(yán)重畸變，沒帶數(shù)據(jù)線，晚上回去再把圖貼上來。而把兩個地（邏輯地和驅(qū)動地）分開調(diào)時，前幾天調(diào)我是先給低電壓10多V，后慢慢加大（最高到400V）是正常的，今天試了直接給高壓170多V，炸了一個橋臂的管子。

另外老壽先生能否給我發(fā)一份鐘工的演講資料，再次感謝老壽先生。順便問一下老壽先生哪里人？在北京的話改天請你吃飯順便向你學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)！

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2010-12-15 16:54
@luyaowen
謝謝老壽先生，我的控制板的地和高壓側(cè)的地連在一起了，邏輯地從濾波電容（高壓側(cè)只用了一個濾波電容）取，而驅(qū)動地則是直接在MOS管那取，三個電容也放在2110旁邊了，用的是鉭電容。今天試了（后級直接用穩(wěn)壓源供電），用一個獨立的15V給驅(qū)動供電，然后在驅(qū)動側(cè)把驅(qū)動地和邏輯地連在一起，控制或是阻性負(fù)載小于150W時能夠正常工作，但是用300W或是600W的電吹風(fēng)時波形嚴(yán)重畸變，沒帶數(shù)據(jù)線，晚上回去再把圖貼上來。而把兩個地（邏輯地和驅(qū)動地）分開調(diào)時，前幾天調(diào)我是先給低電壓10多V，后慢慢加大（最高到400V）是正常的，今天試了直接給高壓170多V，炸了一個橋臂的管子[圖片]。另外老壽先生能否給我發(fā)一份鐘工的演講資料，再次感謝老壽先生。順便問一下老壽先生哪里人？在北京的話改天請你吃飯順便向你學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)！

資料本網(wǎng)有下載。

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kinto
LV.5
26
2010-12-15 17:07
@luyaowen
謝謝鐘工提醒，發(fā)現(xiàn)問題了，但找不到這干擾哪來的，在努力解決  [圖片] 空載時正常[圖片] 帶載時逆變器的輸出波形和互感器輸出波形[圖片] 帶載時逆變器的輸出波形和差分后的波形，發(fā)現(xiàn)差分后有強干擾不知道這干擾怎么引起的，差分電路用的是上個版本的，上個版本的輸出是正常的，在查另：剛才把輸出電感換了小一些的，空載正常，加負(fù)載啟動兩次失敗后第三次前級直接炸管@_@   (硬件短路保護以及去掉，只有軟件保護）
好了沒有，準(zhǔn)備割銅箔吧
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luyaowen
LV.3
27
2010-12-16 09:09
@luyaowen
謝謝老壽先生，我的控制板的地和高壓側(cè)的地連在一起了，邏輯地從濾波電容（高壓側(cè)只用了一個濾波電容）取，而驅(qū)動地則是直接在MOS管那取，三個電容也放在2110旁邊了，用的是鉭電容。今天試了（后級直接用穩(wěn)壓源供電），用一個獨立的15V給驅(qū)動供電，然后在驅(qū)動側(cè)把驅(qū)動地和邏輯地連在一起，控制或是阻性負(fù)載小于150W時能夠正常工作，但是用300W或是600W的電吹風(fēng)時波形嚴(yán)重畸變，沒帶數(shù)據(jù)線，晚上回去再把圖貼上來。而把兩個地（邏輯地和驅(qū)動地）分開調(diào)時，前幾天調(diào)我是先給低電壓10多V，后慢慢加大（最高到400V）是正常的，今天試了直接給高壓170多V，炸了一個橋臂的管子[圖片]。另外老壽先生能否給我發(fā)一份鐘工的演講資料，再次感謝老壽先生。順便問一下老壽先生哪里人？在北京的話改天請你吃飯順便向你學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)！

 

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luyaowen
LV.3
28
2010-12-16 09:10
@xzszrs
資料本網(wǎng)有下載。

波形嚴(yán)重的問題解決了，還是地線的問題，外接了一根線，從高壓側(cè)濾波電容的地接到控制側(cè)的地就好了，但是之前的信號干擾問題又回來了。哎，昨晚具體查了2110的資料，邏輯地和驅(qū)動地是不可以獨立的，最終得找一個地方讓他們連接起來，避免兩個地的壓差超出范圍。看來想用2110實現(xiàn)隔離是不能了的，可靠性不是特別好（昨天燒管就有可能是兩個地相互獨立有壓差引起的）。

    現(xiàn)在只能按老壽先生和鐘工的指導(dǎo)再去試試。另外找不到鐘工的演講資料，大家能否給個網(wǎng)址，謝謝！

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江開良
LV.4
29
2010-12-25 23:05
@luyaowen
謝謝藍工提醒，我試過不讓前級推挽，后級直接用穩(wěn)壓源供電逆變，一樣存在這樣的干擾問題。當(dāng)空載時波形是完美的，干擾非常少，當(dāng)加負(fù)載時負(fù)載越大干擾也就越大。這是主電路原理圖 [圖片] 這是空載及帶200W負(fù)載時在下橋臂串入電阻R88看到的波形，波形中出現(xiàn)了負(fù)電壓。 [圖片] [圖片] 這是直接用穩(wěn)壓源供電200V左右并加負(fù)載時看到的波形，帶強干擾的就是DSPAD采樣口的輸入信號，正弦波是逆變器輸出。[圖片] 以下是接逆變器輸出側(cè)濾波電容和輸入側(cè)電解電容地看到的波形，感覺沒濾干凈。后級加有EMC，所以逆變器輸出的波形是干凈的，諧波小于1%。[圖片]  
泰克 TPS2024 好高端的示波器?。≠I了幾萬大銀??？
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