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【讨论】用变压器做驱动的一些问题

  

                          用变压器做驱动的一些问题

    用变压器做驱动(一般用于大功率全桥开关电源或双管正激开关电源等等),大家一般都认为在硬件上比较简单,但头痛的是,波形比较难把握,也就是通过变压器,出来的波形失真很大;当然,加一些东西,如有源钳位等,波形好了,但电路也就不简单了。也许是挡不住的诱惑,我花了一点时间做了些实验,现将遇到的问题提出来,请各位大侠畅所欲言。

    我之前用过用EE20-EE22磁芯绕,变比1:1,一般是初级次级都绕30T左右,但波形不理想。我查了很多资料,发现,驱动变压器其实一般是工作在正激模式下,这就要求电感量尽可能大些,有利改善传输,所以,这次用了一个直径约20MM的高导磁环,初级都绕25圈,次级30T,电感量达到8-10mH,漏感很小,只有1.8uH,输入端直接接到3525的11脚或14脚,发现波形比以前有很大的改善,详见下图:

 

 

 

上升下降时间,在空载时都在35-40nS左右。

 

空载下降时间27.6nS

 

接上7A800V小功率MOS管和40A IGBT管时的情况如下:

 

 

 

 

 

 

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2011-03-01 14:52

现在的问题有二个:

一、以我上面的电路,从示波器上看,出来的电压是14Vpp,也就是正7V,负7V,那么我们怎样来理解这一对电压,如看成MOS管开通时+7V,关断时-7V,我想,就有一个问题了,因为+7V时对MOS管来讲,导通是不可靠的。

二、电路中有二个用于限压的稳压管,按理说,变压器次级出来的电压峰值在14以上,用二个12V的稳压管,就可以钳位在12.7V,很多图上都是用12V或15V的,但我实际试的结果是,用12V或15V根本没有限压效果,现在我用了6.2V+6.2V,才钳位到14Vpp,这也是一个难解之迷。

    如上问题,请各位高手指教。

 

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2011-03-01 15:57

大范围占空比变化,另外>50%以上有问题吗?

请老寿先生将那个磁环拍出来看看。

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2011-03-01 16:39
@lizlk
大范围占空比变化,另外>50%以上有问题吗?请老寿先生将那个磁环拍出来看看。

 

师傅,就是这个。

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2011-03-01 16:40
@萧山老寿
现在的问题有二个:一、以我上面的电路,从示波器上看,出来的电压是14Vpp,也就是正7V,负7V,那么我们怎样来理解这一对电压,如看成MOS管开通时+7V,关断时-7V,我想,就有一个问题了,因为+7V时对MOS管来讲,导通是不可靠的。二、电路中有二个用于限压的稳压管,按理说,变压器次级出来的电压峰值在14以上,用二个12V的稳压管,就可以钳位在12.7V,很多图上都是用12V或15V的,但我实际试的结果是,用12V或15V根本没有限压效果,现在我用了6.2V+6.2V,才钳位到14Vpp,这也是一个难解之迷。   如上问题,请各位高手指教。 

 老师我是新手没什么技术,发几个图看看对你有没有帮助。这个就是用3个EC42全桥能输出3-5KW工作频率100KHZ的推动变压器和外为电路。是ZX7逆变焊机的推动变压器。

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2011-03-01 16:44
@神舟八号
[图片] 老师我是新手没什么技术,发几个图看看对你有没有帮助。这个就是用3个EC42全桥能输出3-5KW工作频率100KHZ的推动变压器和外为电路。是ZX7逆变焊机的推动变压器。
            
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2011-03-01 17:15
@神舟八号
[图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] 
这 个是3525加8050-8550-IRFZ24N-IRF9Z24N用24V供电推这个推动变压器
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2011-03-01 17:50
@萧山老寿
[图片] 师傅,就是这个。

看到了,好像是黑色的磁环呢,这个磁环有蛮大的啊。印象中,好像高导磁环是绿色的环啊,就像楼上那位兄弟的颜色一样,在开关电源的共模电感上用的多。

 

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2011-03-01 17:55
@神舟八号
[图片] 老师我是新手没什么技术,发几个图看看对你有没有帮助。这个就是用3个EC42全桥能输出3-5KW工作频率100KHZ的推动变压器和外为电路。是ZX7逆变焊机的推动变压器。
这个板子搞的不错嘛!
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袁文亮
LV.3
10
2011-03-01 18:24
老寿老师,我前两天用磁环做了个逆变,但是波形很不好,整个磁环我没有绕满,也没绕均匀。磁环怎么绕好些
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2011-03-01 19:55
@lizlk
看到了,好像是黑色的磁环呢,这个磁环有蛮大的啊。印象中,好像高导磁环是绿色的环啊,就像楼上那位兄弟的颜色一样,在开关电源的共模电感上用的多。 

我的磁环也是绿色的,你看我照片中的黑色,是胶线的颜色。

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2011-03-01 22:47
@萧山老寿
现在的问题有二个:一、以我上面的电路,从示波器上看,出来的电压是14Vpp,也就是正7V,负7V,那么我们怎样来理解这一对电压,如看成MOS管开通时+7V,关断时-7V,我想,就有一个问题了,因为+7V时对MOS管来讲,导通是不可靠的。二、电路中有二个用于限压的稳压管,按理说,变压器次级出来的电压峰值在14以上,用二个12V的稳压管,就可以钳位在12.7V,很多图上都是用12V或15V的,但我实际试的结果是,用12V或15V根本没有限压效果,现在我用了6.2V+6.2V,才钳位到14Vpp,这也是一个难解之迷。   如上问题,请各位高手指教。 
波形很好!要想提高输出电压可以增加次级匝数或者是取消负压。
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2011-03-02 08:03
@萧山老寿
我的磁环也是绿色的,你看我照片中的黑色,是胶线的颜色。
原来如此啊。这个磁环是多大的呢?
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2011-03-02 12:16
@神舟八号
这个是3525加8050-8550-IRFZ24N-IRF9Z24N用24V供电推这个推动变压器
神舟兄,看来你对焊机比较熟悉,我想,能不能买台焊机改成大功率直流电源?
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2011-03-02 12:16
@xzszrs
波形很好!要想提高输出电压可以增加次级匝数或者是取消负压。

钟工言之有理,我增加次级试试看。

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心中有冰
LV.11
16
2011-03-02 15:57
@xzszrs
波形很好!要想提高输出电压可以增加次级匝数或者是取消负压。
取笑负压是将钳位稳压管稳压值降低来实现吗?
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2011-03-02 21:37
@萧山老寿
神舟兄,看来你对焊机比较熟悉,我想,能不能买台焊机改成大功率直流电源?
焊机是稳流限压,改成稳压的深度闭环不知道行不行啊
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urmif
LV.3
18
2011-03-03 01:45
@萧山老寿
现在的问题有二个:一、以我上面的电路,从示波器上看,出来的电压是14Vpp,也就是正7V,负7V,那么我们怎样来理解这一对电压,如看成MOS管开通时+7V,关断时-7V,我想,就有一个问题了,因为+7V时对MOS管来讲,导通是不可靠的。二、电路中有二个用于限压的稳压管,按理说,变压器次级出来的电压峰值在14以上,用二个12V的稳压管,就可以钳位在12.7V,很多图上都是用12V或15V的,但我实际试的结果是,用12V或15V根本没有限压效果,现在我用了6.2V+6.2V,才钳位到14Vpp,这也是一个难解之迷。   如上问题,请各位高手指教。 

如果3525的供电电压是12V,驱动信号经电容后,也将是峰峰值为12V后的方波,经25:30的变压器,次级电压也不会升高太多,驱动电压确实只有7V,12V的稳压管应该没有什么稳压效果。个人感觉应该增加次级的匝数。

另外,变压器驱动,占空比大时,零电压点发生偏移,次级驱动电压幅值可能会不够。

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黄积清
LV.3
19
2011-03-03 19:33
@萧山老寿
[图片] 师傅,就是这个。
学习了
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2011-03-03 23:40

哈哈...老寿老师,不知您是否还记得我,我们500年前是一家人。

我觉的这个电路设计是有点问题的.....去掉D2  C2、D5 C3 输出就会被箝位在7V左右了,或者在原电路中(D2 R2 C2与D5 C3 R4后)再另加串入一个电阻也行。

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2011-03-04 09:32
@袁文亮
老寿老师,我前两天用磁环做了个逆变,但是波形很不好,整个磁环我没有绕满,也没绕均匀。磁环怎么绕好些
磁环绕线,一般情况下尽可均匀分布,这样漏感最小。
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2011-03-04 11:26
@晶熔铁
哈哈...老寿老师,不知您是否还记得我,我们500年前是一家人。我觉的这个电路设计是有点问题的.....去掉D2 C2、D5C3输出就会被箝位在7V左右了,或者在原电路中(D2R2C2与D5C3R4后)再另加串入一个电阻也行。

哈,原来是寿工大驾光临,万幸万幸!!

是的啊,变压器做驱动,还有很多问题困惑着我。依寿工的意思,是不是如下图,再加一个电阻? D2 C2我是加速用的,我发现加了这二个元件后,升降速度有大幅度提升。

 

不过,我在很多双管正激电路中,都看到用变压器的驱动电路,十分简单,就如下图,而且变压器都是1:1的(在12-15V驱动中),现在我的疑惑是:如果驱动是12V,因为没有直流钳位电路,通过变压器后,就变成了正负6V,请问,这样还能驱动MOS管吗?

 

 

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2011-03-04 15:29
@萧山老寿
哈,原来是寿工大驾光临,万幸万幸!!是的啊,变压器做驱动,还有很多问题困惑着我。依寿工的意思,是不是如下图,再加一个电阻?D2C2我是加速用的,我发现加了这二个元件后,升降速度有大幅度提升。[图片] 不过,我在很多双管正激电路中,都看到用变压器的驱动电路,十分简单,就如下图,而且变压器都是1:1的(在12-15V驱动中),现在我的疑惑是:如果驱动是12V,因为没有直流钳位电路,通过变压器后,就变成了正负6V,请问,这样还能驱动MOS管吗?[图片]  
寿工,D2 C2一定要用的,不然的话,关机有可能炸IGBT啊。因为C2的作用。。。。。
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2011-03-06 00:37
@萧山老寿
哈,原来是寿工大驾光临,万幸万幸!!是的啊,变压器做驱动,还有很多问题困惑着我。依寿工的意思,是不是如下图,再加一个电阻?D2C2我是加速用的,我发现加了这二个元件后,升降速度有大幅度提升。[图片] 不过,我在很多双管正激电路中,都看到用变压器的驱动电路,十分简单,就如下图,而且变压器都是1:1的(在12-15V驱动中),现在我的疑惑是:如果驱动是12V,因为没有直流钳位电路,通过变压器后,就变成了正负6V,请问,这样还能驱动MOS管吗?[图片]  

老寿老师太客气了,哈哈...

我认为需要串入电阻的原因是:由于有两个“背靠背”稳压管的箝位作用,如按原图,

则没有了电阻的限流作用,当变压器输出电压高于稳压管的箝位电压时,就会有两个

不利作用:1. 如前级输出电流较大,就可能会损坏稳压管;2. 箝位后的能量会损耗在

SG3525的输出内阻上,对SG3525也不利。

其实不同的频率、不同的拓扑、不同时代(性能)的MOS管或IGBT,对栅极驱动波型的要求是不同的。

在一些高性能的电源设计中,D S或D E之间的 RC或RCD补偿吸收参数与栅极驱动参数都是相互关联的。

一般要求是适当地慢开快关,+15V开通,-5V~-10V关断时抗干扰性较好。

而正负6V驱动肯定是不行的了。

随着占空比的变化,正负值的大小也会变化,最小占空比时正电压最高,负电压最低;

最大占空比时正电压会变得很低,而负电压最大,这样是没法正常驱动MOS管的。

 

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2011-03-06 22:39
@lizlk
寿工,D2C2一定要用的,不然的话,关机有可能炸IGBT啊。因为C2的作用。。。。。
我理解你的意思,呵呵。
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2011-03-07 08:13
@晶熔铁
老寿老师太客气了,哈哈...我认为需要串入电阻的原因是:由于有两个“背靠背”稳压管的箝位作用,如按原图,则没有了电阻的限流作用,当变压器输出电压高于稳压管的箝位电压时,就会有两个不利作用:1.如前级输出电流较大,就可能会损坏稳压管;2.箝位后的能量会损耗在SG3525的输出内阻上,对SG3525也不利。其实不同的频率、不同的拓扑、不同时代(性能)的MOS管或IGBT,对栅极驱动波型的要求是不同的。在一些高性能的电源设计中,DS或DE之间的 RC或RCD补偿吸收参数与栅极驱动参数都是相互关联的。一般要求是适当地慢开快关,+15V开通,-5V~-10V关断时抗干扰性较好。而正负6V驱动肯定是不行的了。随着占空比的变化,正负值的大小也会变化,最小占空比时正电压最高,负电压最低;最大占空比时正电压会变得很低,而负电压最大,这样是没法正常驱动MOS管的。 
的确是这样,我以前试验过这种东西,最后决定放弃了,因为从5%-95%的占空比,用变压器驱动很麻烦,就是出现您上面说的那种问题,要解决起来还是比较麻烦,最终不了了之,呵呵。
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2011-03-08 11:58
@lizlk
的确是这样,我以前试验过这种东西,最后决定放弃了,因为从5%-95%的占空比,用变压器驱动很麻烦,就是出现您上面说的那种问题,要解决起来还是比较麻烦,最终不了了之,呵呵。

如果是在LLC串联谐振中使用的话 是不是就有优势了

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2011-03-08 19:50
@lizlk
的确是这样,我以前试验过这种东西,最后决定放弃了,因为从5%-95%的占空比,用变压器驱动很麻烦,就是出现您上面说的那种问题,要解决起来还是比较麻烦,最终不了了之,呵呵。

放弃就可惜了啊!

如用于推挽或全桥,前面 神舟八号 兄弟的方案就很合适啊!可解决隔离电容

电荷平衡与变压器伏秒平衡引起的占空比导致驱动波形正负浮动变化的问题。

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2011-03-09 08:03
@晶熔铁
放弃就可惜了啊!如用于推挽或全桥,前面神舟八号兄弟的方案就很合适啊!可解决隔离电容电荷平衡与变压器伏秒平衡引起的占空比导致驱动波形正负浮动变化的问题。

呵呵,最终放弃了,没有办法啊,解决了占空比的问题之后,随之而来的关机问题,关机之后,驱动波形在几个周期之后,由于电容的作用,输出在5-6V的电压并且维持了上100MS,MOS那个时候绝对会挂啊。

等下我传个波形上来看看。

神州八号老兄的那个可以在特定的范围能可以的,因为做焊机上那样可以。

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spt77
LV.5
30
2011-03-09 22:03
@萧山老寿
现在的问题有二个:一、以我上面的电路,从示波器上看,出来的电压是14Vpp,也就是正7V,负7V,那么我们怎样来理解这一对电压,如看成MOS管开通时+7V,关断时-7V,我想,就有一个问题了,因为+7V时对MOS管来讲,导通是不可靠的。二、电路中有二个用于限压的稳压管,按理说,变压器次级出来的电压峰值在14以上,用二个12V的稳压管,就可以钳位在12.7V,很多图上都是用12V或15V的,但我实际试的结果是,用12V或15V根本没有限压效果,现在我用了6.2V+6.2V,才钳位到14Vpp,这也是一个难解之迷。   如上问题,请各位高手指教。 

楼主在 问题二上 犯了低级错误了,把Vpp(峰-峰电压)和Vp(峰值电压)概念搞混了,Vpp=2*Vp(峰值电压)!用12V+12V稳压管得到的是24Vpp电压或者说是12Vp,而不是12Vpp!

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spt77
LV.5
31
2011-03-09 22:05
@lizlk
呵呵,最终放弃了,没有办法啊,解决了占空比的问题之后,随之而来的关机问题,关机之后,驱动波形在几个周期之后,由于电容的作用,输出在5-6V的电压并且维持了上100MS,MOS那个时候绝对会挂啊。等下我传个波形上来看看。神州八号老兄的那个可以在特定的范围能可以的,因为做焊机上那样可以。

楼主在 问题二上 犯了低级错误了,把Vpp(峰-峰电压)和Vp(峰值电压)概念搞混了,Vpp=2*Vp(峰值电压)!用12V+12V稳压管得到的是24Vpp电压或者说是12Vp,而不是12Vpp!

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