Що викликає спайки або коливання в моєму перетворювачі Buck-Boost?


11

В даний час у мене є проблема з перетворювачем Buck-Boost. Схематику мого конвертора Buck-Boost можна побачити нижче:

Схема мого конвертора Buck-Boost

Я використовував перетворювачі ефекту Холла, LV25-P і LA25-NP, щоб виміряти вхідну напругу і вхідний струм для Buck-Boost. Потім сигнал вимірюється перетворювачами і направляється в ланцюг стану сигналу (справа від цієї фігури). Для схеми стану сигналу я використовував LM358 для виготовлення послідовників напруги. Нарешті, сигнал надсилається в АЦП.

IGBT, який я використовував, є IRG4PH50U. Драйвер TLP250. Постачальник живлення для TLP250 становить + 15 В, а його заземлення називається "Середнім". Частота комутації - 20 кГц.

Я використовував PV емулятор, Chroma ATE-62050H-600S, як джерело входу для Buck-Boost. Вихід концентрований з електронним опором при 20 Ом. Я підтримував робочий цикл IGBT на рівні 49%. Результати наведені нижче:

де канал 1 позначає сингл на порту "LA", який знаходиться в передній частині ланцюга стану сигналу. Канал 2 відноситься до синглу на порту "1", який знаходиться в кінці ланцюга стану сигналу з фільтром низькочастотного LC. Канал 3 - вхідний струм, який я вимірюю за допомогою датчика поточного осцилографа.

Результати не дуже хороші. Я дуже хочу зняти ці шипи. Нещодавно я прочитав деякі документи про відскок заземлення, наприклад, Що спричиняє великі коливання в моєму перетворювачі DC / DC? Це відскок землі або якийсь інший ефект? Я запевняв, що це спричинено відскоком землі. Однак я не можу це вирішити.

Будь-яка допомога буде дуже вдячна.


Привіт, @BruceAbbott. Так, у мене є 3 підстави.

Один грунт пов'язаний з перетворювачами та LM358, і я позначив його як "трикутник". Друга земля пов'язана з драйвером, TLP250, який я позначив як "D_GND". Третій - це грунт для Buck-Boost, який я позначив як "GND". Для з'єднання їх я використав 0 стійких оман Omh, як ви бачите в правій частині фігури. Коли я вимірював сигнали в каналі 1 і в каналі 2, земля, яку я підключив, є P6.

Як запит на @PlasmaHH я додав прототип та макет на друкованій платі.

Прототип Схема друкованої плати


Нещодавно я спробував рішення від @PlasmaHH, і результати показані нижче:

введіть тут опис зображення

Канал 3 - це вхідний струм, який я вимірюю за допомогою датчика поточного осцилографа. Канал 1 і канал 2 посилаються на один і той же порт, порт "1". Однак канал 1 використовував наземну антену, тоді як канал 2 цього не робив. Ми можемо бачити, що деякі пульсації зменшені, але не всі вони.

Я також спробував свою схему Boost, яка є моєю попередньою роботою. Результати наведені нижче:

введіть тут опис зображення

де канал 1 використовував наземну антену, тоді як канал 2 цього не робив. З цієї цифри ми бачимо, що всі пульсації зменшені.

З обговорення вище, я вважаю, що @PlasmaHH є правильним, але не цілим. @carloc та @rioraxe запропонували деякі рішення, і я думаю, що вони можуть працювати. Я читав ефір Джеффа Барроу, http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/41-06/ground_bounce.html . Я думаю, що винуватцем є земляний відбій. Я зробив кілька аналізів для мого Buck-Boost, як показано нижче:

введіть тут опис зображення

Ці цифри дають дві різні поточні петлі, коли комутатор увімкнено або вимкнено. З цієї цифри видно зміни поточних областей циклу. Я запропонував рішення розробити макет друкованої плати, як показано нижче:

введіть тут опис зображення

Причина, яку я хочу використовувати цей макет, полягає в тому, що я знайшов поточний напрямок для двох поточних циклів однакових. Тому мені потрібно лише подумати, як перефарбувати рожеву зону та зелену зону.

введіть тут опис зображення

Ось моя компонування друкованої плати, яка ще не закінчена. Я просто хочу знати, чи працює він.

введіть тут опис зображення

Рожеві лінії відносяться до поточного циклу, коли перемикач увімкнено, а зелені - до вимикача. Біла зона - це зміни поточних петель.

Отже, всі, на вашу думку, гаразд?

-------------------------------------------- Здрастуйте, я зробив деякі нові зміни. По-перше, я зменшую розмір капітана, тому що я виявив, що мені не дуже потрібен той великий. Потім я скорочую слід між індуктором GND і Cout. Це ефективно для зменшення індуктивності блукаючих "?

введіть тут опис зображення


Привіт, я щойно оновив макет друкованої плати. Не могли б ви допомогти мені перевірити це?

введіть тут опис зображення


Я вніс деякі зміни:

  1. Зробив IGBT і діод в один радіатор, щоб зменшити площу петлі.
  2. Зробив деякі компоненти в нижній частині, але я дійсно не знаю, чи це добре.
  3. З’єднайте основи разом, як білі кружечки, які я позначив на малюнку.

введіть тут опис зображення

Я не знаю, як виміряти ШОЕ за ковпаками. Але я перевірив деякі документи. Він говорить:

"Вхідний ковпак - 100 В 470uF. Його коефіцієнт ESR - 0,06 Ом. Вихідний ковпак - 250 В 47uF. Це ESR - 0,6 Ом."


Нещодавно я зробив нову плату для друкованих плат, як показано нижче:

введіть тут опис зображення введіть тут опис зображення

Результат прекрасний, як показано нижче:

введіть тут опис зображення

Шип для вхідного струму менший. Однак я не впевнений, чи зможу я вдосконалити подальше вдосконалення.

До речі, я також випробував вихідний струм і напругу, як показано нижче:

введіть тут опис зображення

Чому вихід сигналу такий дивний? Як це покращити? Будь ласка, допоможіть мені це побачити.


У вас, здається, є 3 окремі підстави. Як вони пов'язані між собою фізично? З яким моментом було пов'язано сферу застосування? Покажіть свій макет.
Брюс Абботт

Також покажіть, як ви підключили датчики (тобто якщо ви використовували заземлену антену або належне з'єднання низької індуктивності)
PlasmaHH

1
@Lecio: Так, цей провід є досить маленькою антеною. Використовуйте насадку з наземною пружиною низької індуктивності для свого зонда та Google щодо
gnd

2
Також не допомагає макет друкованої плати. Дві петлі, зображені тут ланкою, несуть високий, швидкий комутаційний струм. Вони вводять досить деяку інтенсивність бродячої індуктивності, яка потім схильна до коливань за допомогою бродячих ковпачків. Але, навіть найгірше, вони будуть видавати шум будь-де в сусідніх контурах. Ці з'єднання мають бути зроблені лише з важкими мідними ділянками, завжди намагаючись проходити шляхи повернення та повернення один на інший на два шари.
carloc

1
[1] З ланцюгами комутації більший не обов’язково кращий через більш високу ємність та паразитарні елементи. Спробуйте використовувати MOSFET і вихідний діод більш відповідного значення напруги (тобто не 1200 В). [2] електролітичні ковпачки мають високу ШОЕ, спробуйте додати кілька керамічних ковпачків діапазону декількох uF паралельно Cout та Cin. [3] Спробуйте виправити товстий провід від Cout + pin безпосередньо до індукторного штифта, що зменшує ділянки петлі струму комутації.
rioraxe

Відповіді:


1

Перш за все, ви повинні бути впевнені, що вимірюєте правильно. Ваш зонд має ефект наземної антени, ви можете прочитати примітку програми " Вимірювання вихідного пульсації та перемикання перехідних процесів в регуляторах комутації ".

По-друге, ультра швидкі діоди trr <= 30ns допоможуть вашій проблемі з шипом. Щоб знайти конденсатори з низьким коефіцієнтом ESR, ви також можете вибрати конденсатори струму високої пульсації / високої температури; наприклад, конденсатори 105 ° C можуть допомогти вашій проблемі. Ваша друкована плата також виглядає, що у неї є проблема з паразитарною ємністю. Ви можете заповнити площину Gnd площиною вимикача, це зменшує паразитарну ємність.


0

Ваші колоски, здається, починаються з включення IGBT. У вашій наладці індукторний струм досить високий при включенні. Більшість конверторів налаштовані таким чином, тому було б богознеслівно сказати, що це неправильно. Це безперервне налаштування режиму потрібен швидкий діод, як сказав m derecik. Так само ви повинні сповільнити включення воріт IGBT будь-якими способами. Загальновідомий резистор воріт легко зрозуміти і спробувати. Обхід експериментального резистора затвора з швидким малим діодом, щоб IGBT вимкнути не сповільнилося. Це згорить трохи більше енергії, але на вибраному вами 20 кГц це повинно бути спрацьованим. Резистор воріт залежить від компонування вашої друкованої плати. Краще ваша плата менший опір воріт, необхідний для підведення шипів до прийнятного рівня. Можна почати з резистора 47 Ом з паралельним діодом BAV21.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.