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请教BOOST电路中出现的问题

输入:15-26V,输出27V/10A

两路交错并联,相位相差180度。开关频率大约240K。

每一路用一个直径22mm的铁硅铝磁环,绕了11匝,电感量19UH(根据芯片资料中提供的公式计算出来的)。

输出10A完全没有问题,但是发现漏极波形振荡,占空比不固定,而且MOS漏极有严重的振荡(带宽20M时看不见了 )。

拉开可以看得明显一些

另外电源输入端受开关影响很大,尖峰有4V左右,把功率级和控制部分电源用电感和线性稳压隔开,功率级和控制部分电源上还是有这个尖峰。把示波器探头两端都碰到地线的同一个点上,也有4V的尖峰。

  

是因为布板的原因造成的吗?我画板子的时候已经考虑了功率和信号地分开走,因此还成了四层板。

地线每一层都是跟这个图一样,左边是控制部分,右边是功率部分 

 

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ttkx365
LV.5
2
2011-08-09 17:25
信号地一般都接到输出地线端子,看你的PCB 好像连接在输入的滤波电容地线端子上了。用的是LT3782或更新的LTC3862?
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fl0821
LV.2
3
2011-08-09 19:03
@ttkx365
信号地一般都接到输出地线端子,看你的PCB好像连接在输入的滤波电容地线端子上了。用的是LT3782或更新的LTC3862?

看来是碰到行家了,是3862.明天我试试吧印制板割断接到输出端看看。

还有个问题:输入电压在25V以下时,纹波波形正常,25V以上开始振了,漏极波形类似与“打嗝”。是不是因为输入与输出电业接近造成的?有没有什么号的办法解决?

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2011-08-09 19:34
@ttkx365
信号地一般都接到输出地线端子,看你的PCB好像连接在输入的滤波电容地线端子上了。用的是LT3782或更新的LTC3862?

3782是2相的,但不是交错的,

3862没整过

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2011-08-09 19:35
@fl0821
看来是碰到行家了,是3862.明天我试试吧印制板割断接到输出端看看。还有个问题:输入电压在25V以下时,纹波波形正常,25V以上开始振了,漏极波形类似与“打嗝”。是不是因为输入与输出电业接近造成的?有没有什么号的办法解决?
3862是2相交错的吗?
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2011-08-09 19:38
@ttkx365
信号地一般都接到输出地线端子,看你的PCB好像连接在输入的滤波电容地线端子上了。用的是LT3782或更新的LTC3862?
“信号地一般都接到输出地线端子”为什么?
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fl0821
LV.2
7
2011-08-09 19:59
@javike
“信号地一般都接到输出地线端子”为什么?

按常理信号地应该是在输入地吧?我也有点迷惘,信号地到底应该接在哪里

我明天先试试接到输出端看看

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2011-08-09 20:13
@fl0821
按常理信号地应该是在输入地吧?我也有点迷惘,信号地到底应该接在哪里我明天先试试接到输出端看看

我一般都是接输入地

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fl0821
LV.2
9
2011-08-10 08:37

今天试了改变信号地接地点,没什么变化,还是接到输入地了。 

漏极波形不稳倒是不影响纹波,但是输入电压升高到26V时,漏极波形出现类似“打嗝”现象,纹波也出现振荡。

是不是输入接近输出造成的?有什么办法解决?

 

下面是正常时候的波形:

 

展开:

 

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fl0821
LV.2
10
2011-08-10 10:34
@fl0821
今天试了改变信号地接地点,没什么变化,还是接到输入地了。 漏极波形不稳倒是不影响纹波,但是输入电压升高到26V时,漏极波形出现类似“打嗝”现象,纹波也出现振荡。是不是输入接近输出造成的?有什么办法解决?[图片] 下面是正常时候的波形:[图片] 展开:[图片] 

大家帮忙诊断诊断啊

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ttkx365
LV.5
11
2011-08-10 11:09
@fl0821
今天试了改变信号地接地点,没什么变化,还是接到输入地了。 漏极波形不稳倒是不影响纹波,但是输入电压升高到26V时,漏极波形出现类似“打嗝”现象,纹波也出现振荡。是不是输入接近输出造成的?有什么办法解决?[图片] 下面是正常时候的波形:[图片] 展开:[图片] 

既然你设计的是4层板,如果只是将TOP层、BOT层断开接到输出地,那内层的地还是没有改变地线的位置啊,这样改动只会造成接地的混乱,一般的说,无论是BOOST还是BUCK电路,输出肯定经过整流滤波,同时,为了达到滤波的效果,都会有较输入滤波大得多的电容平滑纹波,而且我们测量纹波的时候也是同时夹到输出的2端的,没有任何测量纹波范例是将参考地接到输入地与输出+端的(如果输入端还有共模滤波呢,那地是接到共模的入端还是出端?),所以输出的地应该是作为参考地的。

输入输出相差1V的BOOST,我没有做过,应该是很难的,如果除去整流管的压降,只有0.5V左右,按输出精度+-1%,都有0.27V了,0.5-0.27=0.23V,还怎么稳压?DC-DC不是LDO呀。

最后的办法,请LT的技术支持帮你。

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恒宇
LV.1
12
2011-08-10 11:11
@fl0821
大家帮忙诊断诊断啊

把你电路图弄出来大家分析分析呀!之前我们也遇到过这种情况,是在驱动一块参数有问题。

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dengyuan
LV.8
13
2011-08-10 11:19
@fl0821
今天试了改变信号地接地点,没什么变化,还是接到输入地了。 漏极波形不稳倒是不影响纹波,但是输入电压升高到26V时,漏极波形出现类似“打嗝”现象,纹波也出现振荡。是不是输入接近输出造成的?有什么办法解决?[图片] 下面是正常时候的波形:[图片] 展开:[图片] 
j简单的办法就是把输出电压调高些,或者用MOS代替升压二极管,或者用超低压差的肖特基。
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fl0821
LV.2
14
2011-08-10 12:08
@ttkx365
既然你设计的是4层板,如果只是将TOP层、BOT层断开接到输出地,那内层的地还是没有改变地线的位置啊,这样改动只会造成接地的混乱,一般的说,无论是BOOST还是BUCK电路,输出肯定经过整流滤波,同时,为了达到滤波的效果,都会有较输入滤波大得多的电容平滑纹波,而且我们测量纹波的时候也是同时夹到输出的2端的,没有任何测量纹波范例是将参考地接到输入地与输出+端的(如果输入端还有共模滤波呢,那地是接到共模的入端还是出端?),所以输出的地应该是作为参考地的。输入输出相差1V的BOOST,我没有做过,应该是很难的,如果除去整流管的压降,只有0.5V左右,按输出精度+-1%,都有0.27V了,0.5-0.27=0.23V,还怎么稳压?DC-DC不是LDO呀。最后的办法,请LT的技术支持帮你。

 我断开地线的时候中间层是断开的,量过了

原理图如下:

 

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fl0821
LV.2
15
2011-08-10 12:11
@dengyuan
j简单的办法就是把输出电压调高些,或者用MOS代替升压二极管,或者用超低压差的肖特基。
二极管已经是肖特基了
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fl0821
LV.2
16
2011-08-10 15:56
@fl0821
二极管已经是肖特基了

问题解决了。

ttkx365是对的。我把输出采样的地接到输入地了,刚才改到输出地上,问题解决了。虽然还是有一点点,但是已经不影响我的指标了。

附上两者对比图片:

采样地接到输入端:

 

接到输出地:

 

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fl0821
LV.2
17
2011-08-10 15:56
@fl0821
问题解决了。ttkx365是对的。我把输出采样的地接到输入地了,刚才改到输出地上,问题解决了。虽然还是有一点点,但是已经不影响我的指标了。附上两者对比图片:采样地接到输入端:[图片] 接到输出地:[图片] 
谢谢各位的帮助
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ttkx365
LV.5
18
2011-08-10 22:53
@fl0821
谢谢各位的帮助[图片]
有一个问题想请教:从MOSFET及IC为参照,PCB的尺寸不是很大,如果按照PCB图片形状猜,整流管没有用数据表PDS系列产品,SCH图看不清型号,但明显的整流管的散热面积并不大,如果工作于10A的输出电流,每个整流管的电流有5A,按每个压降0.4V算,有2W的损耗,照示例的PCB散热尺寸没有多少,你的散热是怎么解决的呢?我用PDS整流管5点几A的电流,需要另贴用小散热器(当然PCB的尺寸不是很大,但好像比你留给整流管散热的PCB面积要大)散热。你的整流管不用另加散热器吗?
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fl0821
LV.2
19
2011-08-11 07:52
@ttkx365
有一个问题想请教:从MOSFET及IC为参照,PCB的尺寸不是很大,如果按照PCB图片形状猜,整流管没有用数据表PDS系列产品,SCH图看不清型号,但明显的整流管的散热面积并不大,如果工作于10A的输出电流,每个整流管的电流有5A,按每个压降0.4V算,有2W的损耗,照示例的PCB散热尺寸没有多少,你的散热是怎么解决的呢?我用PDS整流管5点几A的电流,需要另贴用小散热器(当然PCB的尺寸不是很大,但好像比你留给整流管散热的PCB面积要大)散热。你的整流管不用另加散热器吗?

整流管是STPS30H60,30A/60V的,D2PAK封装,昨天加电满载工作一小时,没有任何额外散热措施,二极管是有点烫手,不过还能接受。但是密闭环境中肯定不行了,所以后面还得想办法加强散热。

倒是MOS和电流采样电阻在低压输入的时候发热严重,时间一长手就不敢摸了,不能长时间工作。目前用的MOS管RDS是17毫欧,准备换为7毫欧的再试试。电流采样电阻5毫欧,恐怕不能再小了。现在正在考虑怎么额外增加散热呢。

你有什么好的办法吗?你的散热器是怎么贴的?我实际的板子可能会比目前的大一点

我板子的顶层(还得调整,散热面积还得加大):

 

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ttkx365
LV.5
20
2011-08-11 09:50
@fl0821
整流管是STPS30H60,30A/60V的,D2PAK封装,昨天加电满载工作一小时,没有任何额外散热措施,二极管是有点烫手,不过还能接受。但是密闭环境中肯定不行了,所以后面还得想办法加强散热。倒是MOS和电流采样电阻在低压输入的时候发热严重,时间一长手就不敢摸了,不能长时间工作。目前用的MOS管RDS是17毫欧,准备换为7毫欧的再试试。电流采样电阻5毫欧,恐怕不能再小了。现在正在考虑怎么额外增加散热呢。你有什么好的办法吗?你的散热器是怎么贴的?我实际的板子可能会比目前的大一点我板子的顶层(还得调整,散热面积还得加大):[图片] 

MOSFET最热的情况是在25V输入的时候还是15V的时候还是全都这么热?理论上,BOOST电路损耗最大的应该是整流管,开关管上的损耗是很少的,而且SI7852的封装散热应该很好的,3862没有接触过,不知道驱动电压是不是5V的,如果是5V的,SI7852的驱动就有点不匹配,换个5V驱动的MOSFET试一试,而且用这么好的MOSFET,1只就足够应付了,不需要2只并联的,并联后不单增加了排版的复杂性,分布电容也同时增大,反而会降低性能。你可以去掉1只试验一下。

我的散热办法是用3M的导热双面胶粘贴铝散热器15(长)*10*10到整流管旁边,协助散热,但即使这样,也需要有良好的散热通道才行,在封闭的情况下(满负荷运行),时间长了还是会烧。

采样电阻我用威世的3W合金金属箔电阻,1只搞定,温度都在75~80度(25度环境下),不怕它损坏,嘿嘿。

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fl0821
LV.2
21
2011-08-11 14:21
@ttkx365
MOSFET最热的情况是在25V输入的时候还是15V的时候还是全都这么热?理论上,BOOST电路损耗最大的应该是整流管,开关管上的损耗是很少的,而且SI7852的封装散热应该很好的,3862没有接触过,不知道驱动电压是不是5V的,如果是5V的,SI7852的驱动就有点不匹配,换个5V驱动的MOSFET试一试,而且用这么好的MOSFET,1只就足够应付了,不需要2只并联的,并联后不单增加了排版的复杂性,分布电容也同时增大,反而会降低性能。你可以去掉1只试验一下。我的散热办法是用3M的导热双面胶粘贴铝散热器15(长)*10*10到整流管旁边,协助散热,但即使这样,也需要有良好的散热通道才行,在封闭的情况下(满负荷运行),时间长了还是会烧。采样电阻我用威世的3W合金金属箔电阻,1只搞定,温度都在75~80度(25度环境下),不怕它损坏,嘿嘿。

1.低压输入的时候热,应该是因为输入电流大,MOS和电阻上损耗增大,二极管温度倒还可以

2.3862出来的驱动我测过,是10V的,并联主要是想尽量减小RDS,而且两个MOS分担一下也踏实点

3.至于散热,照你说的先试试

下来准备换成这个管子,RDS更小,只有7毫欧

 

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ttkx365
LV.5
22
2011-08-11 15:23
@fl0821
1.低压输入的时候热,应该是因为输入电流大,MOS和电阻上损耗增大,二极管温度倒还可以2.3862出来的驱动我测过,是10V的,并联主要是想尽量减小RDS,而且两个MOS分担一下也踏实点3.至于散热,照你说的先试试下来准备换成这个管子,RDS更小,只有7毫欧[图片] 

如果只是低压输入的时候MOSFET较热那还是可以理解的。

只是PCB上怎么多的焊盘(看上去应该不是过孔吧?当然焊盘一定程度也是一样的)是什么作用?过到其它层帮助散热?

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fl0821
LV.2
23
2011-08-11 17:51
@ttkx365
如果只是低压输入的时候MOSFET较热那还是可以理解的。只是PCB上怎么多的焊盘(看上去应该不是过孔吧?当然焊盘一定程度也是一样的)是什么作用?过到其它层帮助散热?

是的,充分利用其它层。

另外,有一部分是焊盘,原来打算用立式骨架绕电感,后来直接用铁硅铝磁环了,那些焊盘没用了

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ttkx365
LV.5
24
2011-08-12 10:33
@fl0821
是的,充分利用其它层。另外,有一部分是焊盘,原来打算用立式骨架绕电感,后来直接用铁硅铝磁环了,那些焊盘没用了
曾经也尝试过用过孔将散热扩展到其他面,但结果造成电路有震荡。对于你的布板没有出现这种情况,表示非常佩服!
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fl0821
LV.2
25
2011-08-12 16:31
@ttkx365
曾经也尝试过用过孔将散热扩展到其他面,但结果造成电路有震荡。对于你的布板没有出现这种情况,表示非常佩服!
漏极波形还是在一些点上有一点晃动,不过已经不影响正常工作了,输出加了共模线圈后纹波也很好,在50mV左右
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selina1983
LV.4
26
2012-03-14 11:46
@fl0821
问题解决了。ttkx365是对的。我把输出采样的地接到输入地了,刚才改到输出地上,问题解决了。虽然还是有一点点,但是已经不影响我的指标了。附上两者对比图片:采样地接到输入端:[图片] 接到输出地:[图片] 
学习一下mark
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1_home
LV.2
27
2013-01-28 22:23
@selina1983
学习一下mark

这个值得研究,是否必须使用4层板或者是6层板呢

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