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关于BUCK电路的驱动波形的问题,有原理图和波形图,请高手分析分析!

今天用DSP做了一个2通道的BUCK电路,但是输出纹波特别大,测了一下驱动波形,发现波形非常差,请高手帮忙分析分析原因.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441212721209.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
上图是原理图,驱动IC是TI的TPS2836,输入电压是12V,MOSFET是IR的IRFZ48N,开关频率选的是200K
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441212721683.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
上图是DSP的输出驱动波形EPWM5A,
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441212721770.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
上图是HI-Drv的输出波形
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441212721861.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
上图是LO-Drv的输出波形
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441212721942.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
上图是最后的输出电压,纹波很大
请高手帮忙分析一下,应该怎么来解决这种现象来改善波形
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cafetea
LV.4
2
2008-06-06 11:47
Vin只有12V吗,怎么HI_Drv的稳态电压都有24V了?使用相同的MOS管,为何下管驱动电阻和上管驱动电阻都不一样?
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power00
LV.2
3
2008-06-06 14:24
@cafetea
Vin只有12V吗,怎么HI_Drv的稳态电压都有24V了?使用相同的MOS管,为何下管驱动电阻和上管驱动电阻都不一样?
这是一张典型应用的电路图
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power00
LV.2
4
2008-06-06 17:03
@power00
这是一张典型应用的电路图
这种现象是不是就是所谓的振铃,不知道怎么来消除,高手赐招了!
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胡庄主
LV.7
5
2008-06-07 12:59
@power00
这种现象是不是就是所谓的振铃,不知道怎么来消除,高手赐招了!
检查一下PCB驱动的回路,是不是寄生电感太大了.
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yeming
LV.9
6
2008-06-07 14:06
@yeming
你的是PCB布线不合理,造成振铃干扰的!我做过这个波形,改进了PCB设计后,大大减小了这个振铃!后来几乎是微不足道的了!
必须重新布线!
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yeming
LV.9
7
2008-06-07 14:07
@power00
这种现象是不是就是所谓的振铃,不知道怎么来消除,高手赐招了!
你的是PCB布线不合理,造成振铃干扰的!我做过这个波形,改进了PCB设计后,大大减小了这个振铃!后来几乎是微不足道的了!
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斜阳古道
LV.5
8
2008-06-07 14:12
几点个人意见,仅供参考:
1.你讲的所谓两通道,意思是2-phase interleaving吗?这个输出电压是两相并联后总的输出电压吗?如果是这样,那纹波有些大...不清楚你的输出电压/输出电流,输出滤波电感/电容要简单计算一下的;
2.从上管的驱动波形看来,你测量的应该是G极与地之间的信号(其实就是上管的Vgs+下管的Vds,这是不真实的),而上管是浮压驱动,最好用差分探头测上管的G、S之间波形,这才是真正的上管驱动;
3.驱动信号基本上与输出电压纹波关系不大;
4.布线时一定要将那个TI的驱动芯片靠近功率开关管;
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no-admin
LV.8
9
2008-06-07 18:15
@斜阳古道
几点个人意见,仅供参考:1.你讲的所谓两通道,意思是2-phaseinterleaving吗?这个输出电压是两相并联后总的输出电压吗?如果是这样,那纹波有些大...不清楚你的输出电压/输出电流,输出滤波电感/电容要简单计算一下的;2.从上管的驱动波形看来,你测量的应该是G极与地之间的信号(其实就是上管的Vgs+下管的Vds,这是不真实的),而上管是浮压驱动,最好用差分探头测上管的G、S之间波形,这才是真正的上管驱动;3.驱动信号基本上与输出电压纹波关系不大;4.布线时一定要将那个TI的驱动芯片靠近功率开关管;
关注下,我做了多年的DC-DC的销售,类似的问题遇到了很多,基本都是PCB的LAYOUT引起的.
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power00
LV.2
10
2008-06-10 08:58
@yeming
必须重新布线!
怎样的布线才算是合理的,请您介绍些经验!
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power00
LV.2
11
2008-06-10 09:07
@斜阳古道
几点个人意见,仅供参考:1.你讲的所谓两通道,意思是2-phaseinterleaving吗?这个输出电压是两相并联后总的输出电压吗?如果是这样,那纹波有些大...不清楚你的输出电压/输出电流,输出滤波电感/电容要简单计算一下的;2.从上管的驱动波形看来,你测量的应该是G极与地之间的信号(其实就是上管的Vgs+下管的Vds,这是不真实的),而上管是浮压驱动,最好用差分探头测上管的G、S之间波形,这才是真正的上管驱动;3.驱动信号基本上与输出电压纹波关系不大;4.布线时一定要将那个TI的驱动芯片靠近功率开关管;
1、这里的两通道就是两路DC的意思,电压输出在0-5V可编程,最大电流1A.
2、上管得驱动波形我确实测得有问题.
非常感谢您的关注!
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power00
LV.2
12
2008-06-10 12:42
@斜阳古道
几点个人意见,仅供参考:1.你讲的所谓两通道,意思是2-phaseinterleaving吗?这个输出电压是两相并联后总的输出电压吗?如果是这样,那纹波有些大...不清楚你的输出电压/输出电流,输出滤波电感/电容要简单计算一下的;2.从上管的驱动波形看来,你测量的应该是G极与地之间的信号(其实就是上管的Vgs+下管的Vds,这是不真实的),而上管是浮压驱动,最好用差分探头测上管的G、S之间波形,这才是真正的上管驱动;3.驱动信号基本上与输出电压纹波关系不大;4.布线时一定要将那个TI的驱动芯片靠近功率开关管;
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441213072844.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
上图是高压侧MOSFET的驱动波形,感觉在关断时尖峰电压比较大!
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power00
LV.2
13
2008-06-10 13:16
@power00
[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441213072844.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">上图是高压侧MOSFET的驱动波形,感觉在关断时尖峰电压比较大!
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441213074835.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
上图是电感前端的波形,按照书上的理论介绍,它是由于电感、MOSFET的寄生电容引起的振铃,可以通过后级的输出滤波器滤掉,但是后级的输出滤波器应该怎么设计?
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no-admin
LV.8
14
2008-06-10 13:46
@power00
[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441213074835.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">上图是电感前端的波形,按照书上的理论介绍,它是由于电感、MOSFET的寄生电容引起的振铃,可以通过后级的输出滤波器滤掉,但是后级的输出滤波器应该怎么设计?
要是在后面滤的话用RC滤吧,10-20欧的电阻串等于大于102的电容看看能滤掉吗?滤不掉就要从前面电路的根源去解决了啊.
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power00
LV.2
15
2008-06-10 14:04
@no-admin
要是在后面滤的话用RC滤吧,10-20欧的电阻串等于大于102的电容看看能滤掉吗?滤不掉就要从前面电路的根源去解决了啊.
这是一个DC的电源,不可以用RC滤波的吧!
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周挺巧
LV.7
16
2008-06-10 14:41
@power00
这是一个DC的电源,不可以用RC滤波的吧!
你的输出电流有几安吧?那你的电容就只有10UF你也太小了吧,至少也的1000以上吧
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power00
LV.2
17
2008-06-10 15:35
@周挺巧
你的输出电流有几安吧?那你的电容就只有10UF你也太小了吧,至少也的1000以上吧
目前的设计是5V/1A,后级有两个电容,10u和470u
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周挺巧
LV.7
18
2008-06-10 16:10
@power00
目前的设计是5V/1A,后级有两个电容,10u和470u
这是由电容的内阻与感抗引起的,建议用多个电容并联或加一级LC滤波
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candid
LV.3
19
2008-06-10 16:32
@power00
[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441213074835.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">上图是电感前端的波形,按照书上的理论介绍,它是由于电感、MOSFET的寄生电容引起的振铃,可以通过后级的输出滤波器滤掉,但是后级的输出滤波器应该怎么设计?
这个问题简单,应该可以解决,晚上回去上传解决方法.
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candid
LV.3
20
2008-06-10 16:34
输出纹波波形很标准,纹波大是因为输出电容选得不够好(一是容量可能不够,更重要的可能是输出电容ESR不够小)
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power00
LV.2
21
2008-06-10 17:05
@candid
输出纹波波形很标准,纹波大是因为输出电容选得不够好(一是容量可能不够,更重要的可能是输出电容ESR不够小)
谢谢您的关注,还有个问题就是输出纹波中间好像有一段很小的振铃,感觉就是上面的振铃没有完全被滤掉,导致纹波的峰峰值非常大,这怎么解决?
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candid
LV.3
22
2008-06-10 17:27
@power00
谢谢您的关注,还有个问题就是输出纹波中间好像有一段很小的振铃,感觉就是上面的振铃没有完全被滤掉,导致纹波的峰峰值非常大,这怎么解决?
也许和你不当的测量方法有关,那些毛刺有可能是你测量时辐射耦合进去的,你最好直接用探头的尖端(正极)点到输出电压正极,探头的地要去掉地线夹以后,直接用探头本体的地去接输出的地,这样可以排除空间辐射耦合进来的干扰.由于没有看到你什么测,所以也不好判断是不是耦合,但这个毛刺(从图看到的情况)基本可以接受的.
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candid
LV.3
23
2008-06-10 18:56
请在Q9、Q10、L5的连结点处到地串入一个RC电路:电阻R约取6欧姆(可在5~7欧姆间试),电容C约取2nF(可在1.8~2.2nF间试).
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yeming
LV.9
24
2008-06-10 19:46
@power00
怎样的布线才算是合理的,请您介绍些经验!
这个看看PCB布线的EMC干扰消除的书就可以了!
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zy_1978
LV.4
25
2008-06-11 10:12
@power00
[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441213074835.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">上图是电感前端的波形,按照书上的理论介绍,它是由于电感、MOSFET的寄生电容引起的振铃,可以通过后级的输出滤波器滤掉,但是后级的输出滤波器应该怎么设计?
Power00:很羡慕有那么多的前辈关心您的帖子!与您相反,我做了一个Boost升压的实验板,遇到了与您基本类似的情况-波形不好(在http://bbs.dianyuan.com/topic/239102的帖子里,贴了很多实际的测量波形图),好象不太引人注意.如果台兄的问题得到了解决,能否到时候也指点一下我您的问题是怎么得到解决的呢?500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2657171213150316.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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power00
LV.2
26
2008-06-11 12:52
@zy_1978
Power00:很羡慕有那么多的前辈关心您的帖子!与您相反,我做了一个Boost升压的实验板,遇到了与您基本类似的情况-波形不好(在http://bbs.dianyuan.com/topic/239102的帖子里,贴了很多实际的测量波形图),好象不太引人注意.如果台兄的问题得到了解决,能否到时候也指点一下我您的问题是怎么得到解决的呢?[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2657171213150316.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
呵呵,我也正在解决,下午照candid兄的方法试试.如果问题解决一定把方法贴出来大家一起交流.Good Luck!
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zy_1978
LV.4
27
2008-06-11 13:59
@power00
呵呵,我也正在解决,下午照candid兄的方法试试.如果问题解决一定把方法贴出来大家一起交流.GoodLuck!
等待您的好消息!
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aiya19830720
LV.4
28
2008-06-11 14:27
@candid
请在Q9、Q10、L5的连结点处到地串入一个RC电路:电阻R约取6欧姆(可在5~7欧姆间试),电容C约取2nF(可在1.8~2.2nF间试).
candid,那只是加了一个snubber circuit而已,消除一些高频成分,减少emc影响,对驱动波形的ring back是没有起到任何作用的
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power00
LV.2
29
2008-06-11 14:47
@candid
请在Q9、Q10、L5的连结点处到地串入一个RC电路:电阻R约取6欧姆(可在5~7欧姆间试),电容C约取2nF(可在1.8~2.2nF间试).
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441213166423.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
根据candid的方法,实际情况我选择了3.3欧的电阻和1000pF的电容对地,电感前端的波形确实有所改善,但是上升沿有个很大的尖峰,如上图所示.用示波器测量后级的输出纹波还是比较大,有500mV左右,我的实际电压只有4V,通过并联小电容也滤不掉,下图是纹波和中间放大的部分,感觉纹波主要还是来自于那个上升的尖峰,不知道怎么消除.希望高手们继续支招!
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441213166718.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/66/2652441213166830.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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candid
LV.3
30
2008-06-11 14:48
@aiya19830720
candid,那只是加了一个snubbercircuit而已,消除一些高频成分,减少emc影响,对驱动波形的ringback是没有起到任何作用的
说的没错,RC吸收是解决mos开关波形振荡的,加RC电路是可以完全消除这个振荡,这个振荡的抑制也是达到EMC的一个重要途径.要根本解决(实际上是不可能根本解决的^_^,只能说达到一个可接受的程度)EMC问题是必须优化布局布线的:瞬变环路面积越小越好;mos驱动走线越短越好.在看不到楼主的PCB布局布线情况,我是提不出具体修改意见的.
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power00
LV.2
31
2008-06-11 14:49
@aiya19830720
candid,那只是加了一个snubbercircuit而已,消除一些高频成分,减少emc影响,对驱动波形的ringback是没有起到任何作用的
aiya19830720:不知道您有什么高见,还请赐教,谢谢!
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