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跪求高手解答!半桥LLC谐振开关电源,出现瞬间上下管直通,何故?

急急急!LLC半桥开关电源出现瞬间直通情况,求高手解答,万分感谢!!!

做了个半桥LLC谐振电源,原理图如下所示:

Q4为上管,Q10为下关。

测试时发现下管导通的一瞬间,开关信号耦合到了上管,使上管MOS突然导通一下,这样就出现了上下管直通的情况,出现峰值电流特别大。

或者上管导通的时候,开关信号耦合到了下管,也出现短时间上下管直通的情况。

上下管直通时出现特别大的峰值电流,导致了MOS非常热,效率非常低,还好测试的时候MOS用得小(结电容小)没有炸机,换成大电流MOS后炸了。

测试下管的栅极驱动波形、下关的电流波形,如下图:(轻载或空载测试的)

1号黄色,为下管MOS的栅极驱动信号

2号蓝色,为下管的电流波形

从蓝色的电流波形可以看出,下管MOS导通的一瞬间,出现了一个短时间很大的峰值电流。下管MOS关断后,过350nS的空闲时间后上管开始导通。从后面可以看出,上管MOS导通的一瞬间,开关信号耦合到了下管,又导致了上下管直通的情况。

总结:其中一个MOS导通的一瞬间,开关信号耦合到了另一个MOS上,且这个耦合信号超过了MOS的Vth,使每个开关周期中都出现了短时间的上下管直通的情况。

PS:次级是同步整流,但测试的时候没装,用的是快恢复二极管测试的。

开机的时候有短时间的软启动(提高开关频率的方式),软启动期间几乎没有直通情况,软启动结束之后的每个周期固定的位置都出现短时间的直通。因为发现有直通情况,所以测试的时候都是短时间开机,长时间肯定会炸的。

跪求高手解答!

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chdbybc
LV.4
2
2017-10-16 20:48
主MOS要带快恢复体二极管的MOS.
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2017-10-16 23:03
@chdbybc
主MOS要带快恢复体二极管的MOS.

都有体二极管的,而且一般MOS都有体二极管,体二极管不是故意放进MOS的,而是内部构造所至。。。

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ghsdwf
LV.6
4
2017-10-17 08:39
@20年前
都有体二极管的,而且一般MOS都有体二极管,体二极管不是故意放进MOS的,而是内部构造所至。。。

chdbybc意思是选用体二极管恢复速度快的MOSFET,不同的MOS体二极管的恢复时间是不一样的。

从波形上看有点不对,下管开通的时候,下管MOSFET的电流应该是负值,你这个应该是工作频率小于谐振频率,不是最佳工作状态。

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luck_gfb
LV.7
5
2017-10-17 10:58
@ghsdwf
chdbybc意思是选用体二极管恢复速度快的MOSFET,不同的MOS体二极管的恢复时间是不一样的。从波形上看有点不对,下管开通的时候,下管MOSFET的电流应该是负值,你这个应该是工作频率小于谐振频率,不是最佳工作状态。
没有看到驱动电路,SICMOS的驱动电路跟普通MOS是不一样的
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2017-10-17 11:06
恭喜被添加到社区经典图库,并获得1积分
http://www.dianyuan.com/bbs/classic/
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2017-10-17 13:02
@ghsdwf
chdbybc意思是选用体二极管恢复速度快的MOSFET,不同的MOS体二极管的恢复时间是不一样的。从波形上看有点不对,下管开通的时候,下管MOSFET的电流应该是负值,你这个应该是工作频率小于谐振频率,不是最佳工作状态。

没看见驱动电阻和泄放电阻。

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2017-10-17 14:34
@ghsdwf
chdbybc意思是选用体二极管恢复速度快的MOSFET,不同的MOS体二极管的恢复时间是不一样的。从波形上看有点不对,下管开通的时候,下管MOSFET的电流应该是负值,你这个应该是工作频率小于谐振频率,不是最佳工作状态。

轻载状态下测试的

 

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2017-10-17 14:37
@luck_gfb
没有看到驱动电路,SICMOS的驱动电路跟普通MOS是不一样的

用普通MOS测试测,SICMOS有点贵,炸两个顶我几天工资。栅极有加泄放电阻的,10-30K,几乎没作用

 

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2017-10-18 10:56
@20年前
轻载状态下测试的 
是轻载状态下测试的
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2017-10-18 18:45

高手不愿意出没,我就自问自答吧(我研究了挺久的,毕竟第一次做LLC):

开始我以为是应为是一个MOS打开时,驱动信号耦合到了另外一个MOS上,使得两颗MOS直通,产生这么高的尖峰,其实不是。

从电流波形可以看出开关频率低于了谐振频率,导致MOS打开时不为负电流。

 在导通MOSFET之前,电流流过其他MOSFET的体 二极管。当MOSFET开关导通时,其他MOSFET体二极管的反向恢复应力非常严重。高反向恢复电流尖峰流过其他MOSFET开关,原因是它无法流过谐振电路。它形成高体二极管dv/dt并且其电流和电压尖峰可能在体二极管反向恢复期间造成器件故障。因此,转换器应该避免在容性区域运行。对于 fs>fr1,谐振回路的输入阻抗是感性负载。如图所示,MOSFET在零电压开关 (ZVS) 处导通。导通开关损耗被最小化,原因是存在米勒效应并且 MOSFET 输入电容不会因为米勒效应而增大。此外,体二极管反向恢复电流是一小部分正弦波,并在开关电流为正时变为开关电流的一部分。因此,零电压开关通常优先于零电流开关,原因是因反向恢复电流及其结电容的放电,零电压开关能够避免较大的开关损耗和应力 。

 

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ruohan
LV.9
12
2017-10-19 09:16
@20年前
高手不愿意出没,我就自问自答吧(我研究了挺久的,毕竟第一次做LLC):开始我以为是应为是一个MOS打开时,驱动信号耦合到了另外一个MOS上,使得两颗MOS直通,产生这么高的尖峰,其实不是。从电流波形可以看出开关频率低于了谐振频率,导致MOS打开时不为负电流。 在导通MOSFET之前,电流流过其他MOSFET的体二极管。当MOSFET开关导通时,其他MOSFET体二极管的反向恢复应力非常严重。高反向恢复电流尖峰流过其他MOSFET开关,原因是它无法流过谐振电路。它形成高体二极管dv/dt并且其电流和电压尖峰可能在体二极管反向恢复期间造成器件故障。因此,转换器应该避免在容性区域运行。对于fs>fr1,谐振回路的输入阻抗是感性负载。如图所示,MOSFET在零电压开关(ZVS)处导通。导通开关损耗被最小化,原因是存在米勒效应并且MOSFET输入电容不会因为米勒效应而增大。此外,体二极管反向恢复电流是一小部分正弦波,并在开关电流为正时变为开关电流的一部分。因此,零电压开关通常优先于零电流开关,原因是因反向恢复电流及其结电容的放电,零电压开关能够避免较大的开关损耗和应力。[图片] 

你这个没有ZVS开啊,

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freshpowerE
LV.4
13
2017-10-26 18:25
从波形上看MOS管开通时电流已经反向,所以你不是ZVS开启,硬开关就会有这种情况,你设计的谐振频率远高于你的开关频率,应该是你的变压器匝比不够,靠LC谐振增益来维持输出电压,这样工作频率就需要跑得很低来提高LC增益就会出现这种情况,软启动时工作频率比谐振频率高,很容易达到ZVS,不会出现硬开关状态。你可以报输入电压提高或者提高变压器圈比。
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