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开关电源软启动中产生了VCE尖峰怎么办

正在做一个感应加热电源,功率小于2kw,半桥,采用了软启动,即占空比在100ms内由10%逐渐增大至49%。

调试发现, 当占空比比较小的时候,VCE产生了很高的尖峰,约为正常电压的50%,而正常情况下,基本没有VCE尖峰(已加缓冲电路)。

担心VCE尖峰会引起IGBT过压,现考虑不采用软启动是否可行呢?是否有其他办法抑制VCE尖峰或其他软启动办法呢 

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lulu1994
LV.6
2
2017-04-11 17:27
沙发
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2017-04-11 23:51
@lulu1994
沙发

半桥谐振电路软启动比较特殊,软启动应该以驱动频率远高于谐振频率的方式启动,比如以谐振点在20KHz时就以60KHz的频率启动。

驱动工作频率远高于谐振频率时,输出能量较低,电路工况相当好,每一次打开IGBT,都是零压零流开通,逐步降低工作频率,输出功率会越来越大,频率达到LC谐振点时,功率也达到峰值。 这时,如果继续降低谐振频率,会出现IGBT开通时,VCE不再是零,和电源电压相同,出现硬开关,硬开关时dv/dt相当大,igbt驱动会出现严重干扰及振荡,需要非常高的技巧才能不炸机。

你用占空比很低的驱动,它肯定是硬开关的,另外某种程度上也相当于工作频率低于谐振频率,也就是俗称的电流超前。

占空比低的软启动方式只能用在没有谐振电容的拓扑上,不能用于有谐振的电路上,多了一个谐振电容,工作状况会发生巨大变化。

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xumeijian
LV.1
4
2017-04-12 10:18
@米山人家
半桥谐振电路软启动比较特殊,软启动应该以驱动频率远高于谐振频率的方式启动,比如以谐振点在20KHz时就以60KHz的频率启动。驱动工作频率远高于谐振频率时,输出能量较低,电路工况相当好,每一次打开IGBT,都是零压零流开通,逐步降低工作频率,输出功率会越来越大,频率达到LC谐振点时,功率也达到峰值。这时,如果继续降低谐振频率,会出现IGBT开通时,VCE不再是零,和电源电压相同,出现硬开关,硬开关时dv/dt相当大,igbt驱动会出现严重干扰及振荡,需要非常高的技巧才能不炸机。你用占空比很低的驱动,它肯定是硬开关的,另外某种程度上也相当于工作频率低于谐振频率,也就是俗称的电流超前。占空比低的软启动方式只能用在没有谐振电容的拓扑上,不能用于有谐振的电路上,多了一个谐振电容,工作状况会发生巨大变化。
高手,您可以升师长了
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xumeijian
LV.1
5
2017-04-12 11:44
@米山人家
半桥谐振电路软启动比较特殊,软启动应该以驱动频率远高于谐振频率的方式启动,比如以谐振点在20KHz时就以60KHz的频率启动。驱动工作频率远高于谐振频率时,输出能量较低,电路工况相当好,每一次打开IGBT,都是零压零流开通,逐步降低工作频率,输出功率会越来越大,频率达到LC谐振点时,功率也达到峰值。这时,如果继续降低谐振频率,会出现IGBT开通时,VCE不再是零,和电源电压相同,出现硬开关,硬开关时dv/dt相当大,igbt驱动会出现严重干扰及振荡,需要非常高的技巧才能不炸机。你用占空比很低的驱动,它肯定是硬开关的,另外某种程度上也相当于工作频率低于谐振频率,也就是俗称的电流超前。占空比低的软启动方式只能用在没有谐振电容的拓扑上,不能用于有谐振的电路上,多了一个谐振电容,工作状况会发生巨大变化。

照您的方法试了一下,确实有效果。这个产品的额定功率大约1500w,220V交流供电,频率35k。由于受限于IGBT及驱动的频率,因此最大频率也只能是48khz,经测试,48khz时功率约为正常的三分之一,也就是说如果按这个办法,该产品启动功率为500w。 不知是否可行?(500w启动之前试过,各种波形均正常)

另外,如果1500W不用软启动,直接启动可否,比如在220v过0点时启动? 这样功率上升的时间大约有5ms的时间。 

哪种方案更好一些呢

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xumeijian
LV.1
6
2017-04-12 12:20
@xumeijian
照您的方法试了一下,确实有效果。这个产品的额定功率大约1500w,220V交流供电,频率35k。由于受限于IGBT及驱动的频率,因此最大频率也只能是48khz,经测试,48khz时功率约为正常的三分之一,也就是说如果按这个办法,该产品启动功率为500w。 不知是否可行?(500w启动之前试过,各种波形均正常)另外,如果1500W不用软启动,直接启动可否,比如在220v过0点时启动?这样功率上升的时间大约有5ms的时间。 哪种方案更好一些呢
另外,关断的时候,是否也应该加上软关断
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2017-04-12 14:08
@xumeijian
另外,关断的时候,是否也应该加上软关断

虽然交流电有过零点,但整流滤波后,滤波电容上仍有高压,所以过零点没有意义。

流经IGBT的波形,在完全导通时是正弦波,只要控制IGBT关断在接近正弦波结束时关断,就是软关断,但不能等到电流完全为零时再关断,因为那样会形成电流超前的不利因素。

有些细节很难表述,差不多就是这个意思

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