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推挽变压器设计疑问

大家好,最近做了一个推挽升压电源,采用EER42磁芯,Ae 194mm2,输入电压12V(10.5~13.8v),输出350v,开关频率40kHz,根据公式计算初级匝数:N=(V*TON)/(Ae*dB)=(11*25*10-6)/(194*10-6*0.6)=2.36,这里dB取的0.6T,初级匝数取2T,副边70T,然后开关频率在40kHz测得的波形如下:

40kHz pwm and Vds:

 

40kHz pwm and 电感之前的波形:

 

从以上两个图看出波形振荡非常严重,电感之前的波形更是超过了700V,

然后我试着把开关频率调小,下面是频率为16.2kHz时的波形:

 

 

从这两个图观察,振荡情况明显先小了很多,电感之前的电压500多v,但是还是很高,我看其他人做的这里的电压都不会超过450v,而且现在的振荡也还是比较严重

原理图如下:

 

请问这个问题应该怎么解决?是不是我的反馈PI调节器有问题?变压器是找公司定做的,应该没什么问题,请大牛解答,谢谢

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2011-06-11 23:23
一方面变压器的漏感要小。另一方面,PCB的布线和电路很重要。比如在推挽变压器的中心抽头的地方和MOS的S极之间要有高频薄膜电容。
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liyonghe
LV.7
3
2011-06-12 09:03
@让你记得我的好
一方面变压器的漏感要小。另一方面,PCB的布线和电路很重要。比如在推挽变压器的中心抽头的地方和MOS的S极之间要有高频薄膜电容。

变压器没加气隙,是找公司定做的,应该漏感不大,

 

是这样加电容吗?这么并上电容有什么作用?还有为什么整流器出来的电压有那么高,我输出350v,电感之前的电压超过700v了

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gaohq
LV.8
4
2011-06-12 10:02
@liyonghe
变压器没加气隙,是找公司定做的,应该漏感不大,[图片] 是这样加电容吗?这么并上电容有什么作用?还有为什么整流器出来的电压有那么高,我输出350v,电感之前的电压超过700v了
没有一点死区时间?
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liyonghe
LV.7
5
2011-06-12 10:08
@gaohq
没有一点死区时间?
有死区时间的,我只测了一路pwm,两路都测就看的清楚了
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2011-06-12 11:21
@liyonghe
变压器没加气隙,是找公司定做的,应该漏感不大,[图片] 是这样加电容吗?这么并上电容有什么作用?还有为什么整流器出来的电压有那么高,我输出350v,电感之前的电压超过700v了

对,应该这么加电容。

你的变压器漏感和分布电容比较大,漏感和分布电容之间产生的振荡。

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liyonghe
LV.7
7
2011-06-12 11:25
@让你记得我的好
对,应该这么加电容。你的变压器漏感和分布电容比较大,漏感和分布电容之间产生的振荡。

这么加电容是起到什么作用?找公司定做的变压器漏感大,那这个问题应该怎么解决,能从其他方面入手吗?解决这个振荡问题

我把电感去掉之后重新测了波形

100v的时候

 

探头1是pwm,探头4是Vds,感觉波形不对了啊

然后350v的时候

 

探头3是Vds,整流器出来的电压不高了,不到400v,我在调节输出电压的过程中,占空比一直比较小,百分之二十几,然后到了300多v以后占空比突然达到全开,不明白为什么会这样

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LV.1
8
2011-06-12 11:37
@liyonghe
有死区时间的,我只测了一路pwm,两路都测就看的清楚了
在MOS得D和输入VIN之间加个RC(R=10R,C=10N)试试。。
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LV.1
9
2011-06-12 11:40
@liyonghe
这么加电容是起到什么作用?找公司定做的变压器漏感大,那这个问题应该怎么解决,能从其他方面入手吗?解决这个振荡问题我把电感去掉之后重新测了波形100v的时候[图片] 探头1是pwm,探头4是Vds,感觉波形不对了啊然后350v的时候[图片] 探头3是Vds,整流器出来的电压不高了,不到400v,我在调节输出电压的过程中,占空比一直比较小,百分之二十几,然后到了300多v以后占空比突然达到全开,不明白为什么会这样
这时你得输入是多少 啊?
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liyonghe
LV.7
10
2011-06-12 11:44
@
这时你得输入是多少啊?
12v大概
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LV.1
11
2011-06-12 11:48
@liyonghe
12v大概

(12/2)*70=420V

420*D应该就是你得输出电压吧?

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liyonghe
LV.7
12
2011-06-12 11:50
@
(12/2)*70=420V420*D应该就是你得输出电压吧?
应该是420*2D,但是不知道为什么会突然全开
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徐张睿
LV.1
13
2012-04-24 15:57
@liyonghe
应该是420*2D,但是不知道为什么会突然全开
变压器设计有问题,dB设为0.6T有问题。
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徐张睿
LV.1
14
2012-04-24 16:09
dB选择0.2T
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喜亚乐
LV.4
15
2012-04-25 15:59
@徐张睿
dB选择0.2T

42的变压器,初级就2T,也太狠了吧!加到4T吧!

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DDANDMM316
LV.1
16
2012-07-30 20:35
@喜亚乐
42的变压器,初级就2T,也太狠了吧!加到4T吧!

高频变压器输入12V输出36V的初级次级匝数。

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2013-03-12 13:07
您好,我现在也在用您这个方案做一个逆变器,遇到了一些问题,想向您请教一下,不知道您的那个问题解决了没有,1196065238
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2013-03-13 19:22
您的问题最后是如何解决的啊?
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tinge
LV.4
19
2013-03-13 20:27
@liyonghe
变压器没加气隙,是找公司定做的,应该漏感不大,[图片] 是这样加电容吗?这么并上电容有什么作用?还有为什么整流器出来的电压有那么高,我输出350v,电感之前的电压超过700v了
次级整流要加吸收电路。
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tinge
LV.4
20
2013-03-13 20:32
@tinge
次级整流要加吸收电路。
通常做逆变器的话不需要稳压,所以升压部分都采用开环,那么就不需要次级的滤波电感,也就没有了这个波形震荡的问题。
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gnaijnaoul
LV.6
21
2013-03-13 20:49
@tinge
通常做逆变器的话不需要稳压,所以升压部分都采用开环,那么就不需要次级的滤波电感,也就没有了这个波形震荡的问题。
次级没有电感,如果直流电容上电压与变压器产生的电压存在比较大的差值,那岂不是得靠变压器内阻去限制电流,会在变压器初级产生尖峰电流,可能造成场效应管损坏!不知道我的这种理解是否正确!实际工作中我也见过次级输出没有电感照样工作的,有点迷惑,望高手指点!
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tinge
LV.4
22
2013-03-13 21:00
@gnaijnaoul
次级没有电感,如果直流电容上电压与变压器产生的电压存在比较大的差值,那岂不是得靠变压器内阻去限制电流,会在变压器初级产生尖峰电流,可能造成场效应管损坏!不知道我的这种理解是否正确!实际工作中我也见过次级输出没有电感照样工作的,有点迷惑,望高手指点!
次级没有电感,起动时的几个脉冲对滤波电容大电流充电,所以要使用软启动。电容充足电后就不存在这个问题了。初级最好有限流电路,这样就不怕烧管啰。
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tinge
LV.4
23
2013-03-13 21:17
@liyonghe
这么加电容是起到什么作用?找公司定做的变压器漏感大,那这个问题应该怎么解决,能从其他方面入手吗?解决这个振荡问题我把电感去掉之后重新测了波形100v的时候[图片] 探头1是pwm,探头4是Vds,感觉波形不对了啊然后350v的时候[图片] 探头3是Vds,整流器出来的电压不高了,不到400v,我在调节输出电压的过程中,占空比一直比较小,百分之二十几,然后到了300多v以后占空比突然达到全开,不明白为什么会这样
去掉电感后,电压与占空比就不再是线性关系了,所以占空比会大范围变化,即电路发生环路震荡。做闭环稳压必须要有这个滤波电感的。
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tinge
LV.4
24
2013-03-13 21:24
@tinge
去掉电感后,电压与占空比就不再是线性关系了,所以占空比会大范围变化,即电路发生环路震荡。做闭环稳压必须要有这个滤波电感的。
加入了电感就必定引入波形震荡的问题,要加吸收电路。震荡是二极管反向恢复引起的,必须在下个脉冲到来前使二极管截止才能消除这个震荡。用RC吸收的话,功耗十分大,吸收电阻可能要上百瓦。降压转换电路可以在初级加入无损吸收,但用在升压转换中是无效的。
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tinge
LV.4
25
2013-03-13 21:32
@tinge
加入了电感就必定引入波形震荡的问题,要加吸收电路。震荡是二极管反向恢复引起的,必须在下个脉冲到来前使二极管截止才能消除这个震荡。用RC吸收的话,功耗十分大,吸收电阻可能要上百瓦。降压转换电路可以在初级加入无损吸收,但用在升压转换中是无效的。
升压转换的最佳吸收方案是同步钳位吸收,是无损方案,电路的转换效率能提高很多。百度文库上有很多此类文章。
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tinge
LV.4
26
2013-03-13 21:36
@tinge
升压转换的最佳吸收方案是同步钳位吸收,是无损方案,电路的转换效率能提高很多。百度文库上有很多此类文章。
滤波电感的设计更加重要,关乎整个电路能否成功。必须保证在极端条件下也不会饱和,否则肯定达不到期望的没计功率,而且负载动态适应性会很差。。
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jameserik
LV.3
27
2014-08-05 21:04
@千里一梦
您的问题最后是如何解决的啊?
楼主后来问题怎么解决的?
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2014-08-18 10:42
@tinge
加入了电感就必定引入波形震荡的问题,要加吸收电路。震荡是二极管反向恢复引起的,必须在下个脉冲到来前使二极管截止才能消除这个震荡。用RC吸收的话,功耗十分大,吸收电阻可能要上百瓦。降压转换电路可以在初级加入无损吸收,但用在升压转换中是无效的。
这位哥们说的非常正确啊。升压电路的变压器即使漏感做到很小的百分比,次级漏感依旧不小,闭环加续流电感后,整流二极管极间电容就会与漏感振荡了,这是无法避免的,这个问题在移相全桥电路中普遍存在,因为他是加续流电感闭环的,我用Saber仿真也证明了这点,只能加吸收电路来削弱它了
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sara999
LV.2
29
2021-04-13 15:07
@喜亚乐
42的变压器,初级就2T,也太狠了吧!加到4T吧!
实际计算2.3Ts
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