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采用IR2110搭建BUCK电路,在高占空比时,Vgs波形混乱的问题!

采用IR2110,低端封锁,只高端输出,驱动BUCK的开关管,啥也不说,先上电路图(单击图可放大):

          图1

PWM输入来自单片机(PIC16F877A),由于该电路是用来测试MPPT算法,因此单片机的输出占空比从0.1至0.9,步进0.01,设置为0.5秒步进一次。

单片机的输出波形如下(10KHz,这是在某占空比情况下的截图)

               图2

经过2110之后,BUCK电路无输入电压情况下,Vgs的波形很好,如下图,分别是低占空比和高占空比下的Vgs波形:

       图3

         图4

然后,BUCK电路前端Vin加入20V电压(因为光伏电池板也是20V左右的开路输出,采用恒压电源模拟电池板的开路电压),输出电压能够随着占空比的变化而变化,在低占空比下Vgs波形如下:

IR2110供电15V,下面这个栅源电压也大概15V,没什么问题。

        图5

但是,随着占空比的提高,在Vin=20V的前提下,Vgs不仅幅值上逐渐降低,波形也失真,Vgs的局部和整体波形图如下两图:

          图6

     图7

总而言之,就是BUCK电路不加输入时,Vgs正常;加输入电压时,在小占空比情况下Vgs正常,在大占空比情况下Vgs明显降低并失真!

我做了以下改进措施,但是在大占空比情况下,Vgs波形几乎没有改善

1、PWM频率现在是10KHz,我改为5KHz、20Khz和40KHz,基本无效;

2、自举电容C3按照理论计算为330NF左右,我尝试换470NF、680NF、1UF、2.2UF、3.3UF、4.7UF、10UF,独石电容、贴片电容、钽电容都试过,也基本无效。如图6的Vgs隔一段时间就丢一个周期,我怀疑是自举电容的电荷太少,无法“举起来”,但是换大电容也不行,我就纳了闷了。

求大家的解决方案或改进方案,有什么想法可以提出来,我可以按照大家的想法做测试后再上图。

全部回复(12)
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2016-03-31 09:43
我也同时发了求助帖给了IR公司的工程师了,希望能有解决方案
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2016-04-01 10:18
已经被添加到社区经典图库喽
http://www.dianyuan.com/bbs/classic/
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2016-04-01 18:05
@ericjackson05
我也同时发了求助帖给了IR公司的工程师了,希望能有解决方案

你这个Vgs波形是用差分探头测量出来的吗?

建议1:先把电感换小,换到220-470UH看看

建议2:在自举电容旁边并上一个数百PF瓷片电容

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2016-04-03 20:39
@电源网-fqd
已经被添加到社区经典图库喽http://www.dianyuan.com/bbs/classic/
本电路PWM信号的点空比最大只能50%,大于50%时2110的上端只能单独电源供电才行!
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2016-04-04 12:22
@百能电器
本电路PWM信号的点空比最大只能50%,大于50%时2110的上端只能单独电源供电才行!
为什么,能否说下原因
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2016-04-05 15:03
@百能电器
本电路PWM信号的点空比最大只能50%,大于50%时2110的上端只能单独电源供电才行!
单独电源供电,怎么个接法?您有电路图吗?或者大概说一下,谢谢
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2016-04-05 15:10
@ericjackson05
我也同时发了求助帖给了IR公司的工程师了,希望能有解决方案

IR工程师也没有有效的方案,他说:

Thanks for your inquiry.

 What is the purpose of R2? Please remove it and try again.

我去掉了这个Rgs,没啥用!

我尝试着把自举电容换成了330UF的电解电容,稍微有点作用,占空比稍微能提高一点,但是作用不大。

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2016-04-05 15:24
@ericjackson05
IR工程师也没有有效的方案,他说:Thanksforyourinquiry. WhatisthepurposeofR2?Pleaseremoveitandtryagain.我去掉了这个Rgs,没啥用!我尝试着把自举电容换成了330UF的电解电容,稍微有点作用,占空比稍微能提高一点,但是作用不大。

工程师新来了回复,好像换了一个工程师解答:

The circuit is good. and R2 is ok to be here. The bootstrap capacitor --Cbs is high enough with a 1uF value.

1. Please measure the voltage between Cbs, does it go down to 7V when Vgs declines to 7V?

2. Even with Vgs=10V, it is quiet low with Vcc=15V, I would like to know where is the voltage drop except 1.5V Vf at the bootstrap diode.

3. When Vin is connected, what is about the load, is the RL 50 ohm connected? if yes, would you try with a resistor with lower value --10 ohms?

Best regards,Infineon Technologies

Daisy Teng, Customer Service Professional

我今晚按照他说的试试,再把最新试验结果汇报给大家

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2016-04-05 16:31
@dianzigou666
你这个Vgs波形是用差分探头测量出来的吗?建议1:先把电感换小,换到220-470UH看看建议2:在自举电容旁边并上一个数百PF瓷片电容

不是差分探头,没有差分探头,用的普通单端探头。

小占空比情况波形正确,大占空比波形不正确,这是没采用差分探头引起的吗?

如果单端探头会导致波形错误,那么小占空比也会错误呀

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2016-04-05 19:10
@dianzigou666
你这个Vgs波形是用差分探头测量出来的吗?建议1:先把电感换小,换到220-470UH看看建议2:在自举电容旁边并上一个数百PF瓷片电容
一语点醒梦中人啊!!!!!!!!!!!没有差分探头,所以我刚才用示波器里面的MATH功能:A通道减去B通道,作伪差分!高占空比情况下,成功!!!!!
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2016-04-05 20:20
@ericjackson05
单独电源供电,怎么个接法?您有电路图吗?或者大概说一下,谢谢
在C3上接一组电源。正负接C3的正负极,电源的负端不共地!
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聂默
LV.4
13
2017-03-17 16:49
@百能电器
本电路PWM信号的点空比最大只能50%,大于50%时2110的上端只能单独电源供电才行!

您好!请教一个问题;Buck电路测试时,未加软开关的情况下,波形正常,可高达2kW;

而采用ZVT软开关后,VBVS之间波形异常;

于是,在VBVS的自举电容两端并联了一个金升阳的24V转15V的隔离电源,正常情况下,

VBVS应当为稳定的15V,而事实情况如下图所示:

其中,红色部分为主功率管栅源波形;而蓝色波形为自举电容两端的VBVS波形;该波形是在自举电容两端并联隔离

电源后所测得的;

会有什么因素可以使得并联隔离电源后,VBVS之间的电压依然会有如上图所示的波动???

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