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  • 急!采用全桥高频逆变,空载下,输出两端波形有尖峰!接上变压器初级绕组后,波形失真!本人第一次接触逆变,望高手指教啊

急!采用全桥高频逆变,空载下,输出两端波形有尖峰!接上变压器初级绕组后,波形失真!本人第一次接触逆变,望高手指教啊

   

1、上图是全桥逆变原理图!输出A端串接一个补偿电容后接我自己制作的变压器。实验过程中,先不加补偿电容C,直接接的初级绕组。 Vd加上20V的直流电,采用2110驱动mos管,空载条件下,A端的输出电压波形如下:

 

输出电压波形,可以看到上下都有尖峰,请问各位大师这是正常的波形嘛,对后面电路有没有影响吗?如果不正常,怎么去消除或者减小尖峰呢?

 2、逆变桥输出A,B两端直接接上变压器的初级绕组后,直流电压源Vd为20V的电压立即被拉成了3.8左右。在测量A输出电压波形如下:

 

波形失真畸形,电压也被拉低了,什么原因造成的呢,望各位高手和大师帮小弟解疑,小弟感激不尽!

全部回复(38)
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2012-08-17 16:59

高手啊,赐教啊!!

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小矿石
LV.10
3
2012-08-17 20:01

什么控制逻辑或者算法

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ceh168
LV.5
4
2012-08-18 10:16
我觉得变压器初级那个电容没必要加
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2012-08-18 10:51
@ceh168
我觉得变压器初级那个电容没必要加

加电容只是为了补偿,实验开始的时候并没有加!

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luojun
LV.8
6
2012-08-18 13:50
@huazhu88888
加电容只是为了补偿,实验开始的时候并没有加!

在不加楼主所说的补偿电容的情况下

把母线上的两个电容不要经过那个电阻,把他们放到上面场管的漏极和下面场管的源极最近的地方应该有所改善。

 

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2012-08-20 08:20
@小矿石
什么控制逻辑或者算法

团长,我采用的是PWM脉宽调制,双极性控制H桥斜对的两组mos管依次导通,在输出产生交变的方波信号。

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2012-08-20 08:27
@luojun
在不加楼主所说的补偿电容的情况下把母线上的两个电容不要经过那个电阻,把他们放到上面场管的漏极和下面场管的源极最近的地方应该有所改善。 

你好,旅长,其实上图是原理图。试验中,我是没有加上那个采样电阻的。

我在想是不是我设计的线圈有问题,因为这个变压器是可分离的变压器,就是初级绕组和次级绕组是分开的。我想通过线圈之间的耦合,在高频交流条件下,初级产生一个交变的磁场,次级由感应原理感应到电压,这样可以为负载供电了。我实验中就直接接上初级绕组的。

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2012-08-21 21:07

求,哪位高手现身帮帮小弟我吧!!

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ddd4ddd4
LV.2
10
2012-11-17 22:25
@huazhu88888
求,哪位高手现身帮帮小弟我吧!!

上下管有共通现象,解决办法:

1.加大死区时间

2.MOS的驱动正向串100欧电阻,反向并联1个1N4148

 

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dulai1985
LV.10
11
2012-11-18 07:52
@ddd4ddd4
上下管有共通现象,解决办法:1.加大死区时间2.MOS的驱动正向串100欧电阻,反向并联1个1N4148 
讲讲具体的用处呗~
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ddd4ddd4
LV.2
12
2012-11-21 09:39
@dulai1985
讲讲具体的用处呗~
同样的电路结构采用不同的MOS管,其现象有可能完全不同。究其原因,主要在于不同的管子它的米勒电容不同,同时它的体二极管的反向恢复时间也不同。当这两样东西都比较大的时候,就会出现共通问题(当然是指死区时间不是刻意加大的情况下,不过在某些情况下加大了死区也没用)。因而在做全桥的时候首先就要注意共通的问题,比如说你用COOLMOS管直接替代普通的平面管的话,多半会出现共通。因此调试全桥状态的时候,都把管子做成慢导通,快关断。米勒电容造成的效果往往都是正反馈效果,比如下管处于关断状态,等过了死区时间后上管导通,这时下管的D极就会出现正电压,这个正电压如果上升速率足够快的话,就会通过下管的米勒电容导致下管开通,这时就会出现共通,同时由于上下管的SD之间存在不小的寄生电感,因而在这个电感上会出现很高的电压尖峰,而这个尖峰又会继续通过下管的米勒电容造成下管的持续导通,然后就是大家都一塌糊涂,呵呵。。。
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huazhu88888
LV.3
13
2012-11-25 22:17
@ddd4ddd4
同样的电路结构采用不同的MOS管,其现象有可能完全不同。究其原因,主要在于不同的管子它的米勒电容不同,同时它的体二极管的反向恢复时间也不同。当这两样东西都比较大的时候,就会出现共通问题(当然是指死区时间不是刻意加大的情况下,不过在某些情况下加大了死区也没用)。因而在做全桥的时候首先就要注意共通的问题,比如说你用COOLMOS管直接替代普通的平面管的话,多半会出现共通。因此调试全桥状态的时候,都把管子做成慢导通,快关断。米勒电容造成的效果往往都是正反馈效果,比如下管处于关断状态,等过了死区时间后上管导通,这时下管的D极就会出现正电压,这个正电压如果上升速率足够快的话,就会通过下管的米勒电容导致下管开通,这时就会出现共通,同时由于上下管的SD之间存在不小的寄生电感,因而在这个电感上会出现很高的电压尖峰,而这个尖峰又会继续通过下管的米勒电容造成下管的持续导通,然后就是大家都一塌糊涂,呵呵。。。
您好,那有什么解决的办法呢?小弟我一筹莫展啊,
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ddd4ddd4
LV.2
14
2012-11-25 22:37
@huazhu88888
您好,那有什么解决的办法呢?小弟我一筹莫展啊,

首先避免选用COOLMOS管做全桥,然后做到MOS管慢开通,快关断,实际操作就是栅极串1个10欧以上50欧以下的电阻,电阻上反向并联1个1N4148。死区时间做到1us,直流母线在MOS管桥的上下管最靠近的地方接1uf/600v的CBB电容滤波,这样基本不会有大问题,当然PCB布板也不能太离谱。如果你做的是工频逆变的话,变压器初级需要串1个储能电感,初级上并1个滤波电容。

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z_mc
LV.2
15
2012-11-26 09:54
你好,请问一下你的那四个晶闸管是怎么控制实现TI、T4导通,而T2、T3关断,然后切换到T1、T4关断,而T2、T3导通的呢?希望LZ能给我指点一下,非常感谢!
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huazhu88888
LV.3
16
2012-11-26 10:31
@ddd4ddd4
首先避免选用COOLMOS管做全桥,然后做到MOS管慢开通,快关断,实际操作就是栅极串1个10欧以上50欧以下的电阻,电阻上反向并联1个1N4148。死区时间做到1us,直流母线在MOS管桥的上下管最靠近的地方接1uf/600v的CBB电容滤波,这样基本不会有大问题,当然PCB布板也不能太离谱。如果你做的是工频逆变的话,变压器初级需要串1个储能电感,初级上并1个滤波电容。

感谢您的回答,我采用的是IRF450的MOS管做全桥,现在的系统的工作频率是30.03KHz,周期是33.20us,死区时间设置的是0.56us.直流母线电压加的是2uf/630V的CBB电容滤波。其实逆变输出的接纯阻性负载时,负载两端的波形没有一点尖峰。

方便的话能留一个QQ吗?

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huazhu88888
LV.3
17
2012-11-26 10:34
@z_mc
你好,请问一下你的那四个晶闸管是怎么控制实现TI、T4导通,而T2、T3关断,然后切换到T1、T4关断,而T2、T3导通的呢?希望LZ能给我指点一下,非常感谢!
采用双极性控制,利用控制电路使对管的两MOS管轮流导通,各导通180度。
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dulai1985
LV.10
18
2012-11-26 11:02
@huazhu88888
感谢您的回答,我采用的是IRF450的MOS管做全桥,现在的系统的工作频率是30.03KHz,周期是33.20us,死区时间设置的是0.56us.直流母线电压加的是2uf/630V的CBB电容滤波。其实逆变输出的接纯阻性负载时,负载两端的波形没有一点尖峰。方便的话能留一个QQ吗?
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huazhu88888
LV.3
19
2012-11-26 12:15
@dulai1985
[图片]
怎么啦,旅长给小弟点建议啊!负载接自制的变压器,初次级绕组是分离的,并且画在PCB板上,可是一通电,初级绕组端的电压波形就如上面的。不知道什么原因,求大师指点啊~急
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z_mc
LV.2
20
2012-11-26 21:03
@huazhu88888
采用双极性控制,利用控制电路使对管的两MOS管轮流导通,各导通180度。

非常感谢LZ的解答,可是我仍然比较迷惑,因为我不是学电路的,然后毕业设计指导老师老师给了我一个需要搞电路的课题,所以很希望得到LZ的指点啊,LZ能不能给个控制那块的电路图什么的呢,或者能给我讲一下? 再次感谢了!

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ddd4ddd4
LV.2
21
2012-11-26 21:12
@huazhu88888
采用双极性控制,利用控制电路使对管的两MOS管轮流导通,各导通180度。

首先要搞明白你这个电路做什么用?如果是高频逆变,输出不要变压器,接LC滤波即可。如果是工频逆变,变压器初级串储能电感,否则不同的用途,波形是不一样的。负载两端的尖峰不能说明所有问题。

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z_mc
LV.2
22
2012-11-26 21:19
@ddd4ddd4
首先要搞明白你这个电路做什么用?如果是高频逆变,输出不要变压器,接LC滤波即可。如果是工频逆变,变压器初级串储能电感,否则不同的用途,波形是不一样的。负载两端的尖峰不能说明所有问题。
我想搭一个能实现把12V左右的直流电变成10KHZ的交流电的电路,负载接一个发射线圈,然后通过接受线圈来耦合共振,实现无线输电的功能,目前对实现交流电这一块还很迷惑,主要是电路方面很不明白,希望师兄们能够指点指点,很感激!
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ddd4ddd4
LV.2
23
2012-11-26 23:12
@z_mc
我想搭一个能实现把12V左右的直流电变成10KHZ的交流电的电路,负载接一个发射线圈,然后通过接受线圈来耦合共振,实现无线输电的功能,目前对实现交流电这一块还很迷惑,主要是电路方面很不明白,希望师兄们能够指点指点,很感激!

你的这个磁共振无线输电的东东,有个高中生参加全国比赛的,做到了10厘米距离传输40W,效率在2厘米时96%,10厘米时48%,你可以去看下他的论文,是写无线供电桌面的,在小小科学家的网站上可以找到的,湖北的。发射是并联谐振,线圈的谐振电流很大,用的全桥软开关。接收是串联谐振。没有使用倍增线圈,使用倍增线圈据说距离可以到50厘米,不过论文中没写。

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z_mc
LV.2
24
2012-11-27 10:16
@ddd4ddd4
你的这个磁共振无线输电的东东,有个高中生参加全国比赛的,做到了10厘米距离传输40W,效率在2厘米时96%,10厘米时48%,你可以去看下他的论文,是写无线供电桌面的,在小小科学家的网站上可以找到的,湖北的。发射是并联谐振,线圈的谐振电流很大,用的全桥软开关。接收是串联谐振。没有使用倍增线圈,使用倍增线圈据说距离可以到50厘米,不过论文中没写。

嗯,差不多就是这样一个东东,我早上一直在找他写的那篇文章,可是找了好久也没有找到,你能不能发一个链接给我呢?麻烦你了!非常感谢!

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huazhu88888
LV.3
25
2012-11-27 12:17
@ddd4ddd4
你的这个磁共振无线输电的东东,有个高中生参加全国比赛的,做到了10厘米距离传输40W,效率在2厘米时96%,10厘米时48%,你可以去看下他的论文,是写无线供电桌面的,在小小科学家的网站上可以找到的,湖北的。发射是并联谐振,线圈的谐振电流很大,用的全桥软开关。接收是串联谐振。没有使用倍增线圈,使用倍增线圈据说距离可以到50厘米,不过论文中没写。

1、您好,我的这个H桥就是实现高频逆变,然后通过可分离的变压器,就是初级线圈和次级线圈是分开的,初次级线圈是我自己设计的,采用螺旋结构,画在PCB板子上,然后实现这个无线输电,我也是第一次接触变压器。原理是高频逆变产生的高频交流电接初级线圈,在初级线圈就会产生一个交变的磁场,与初级线圈相隔一段距离的次级线圈就会感应到同频率的交流电,然后接交流灯泡,点亮这个灯泡。您看,方案可行嘛?

2、另外,因为初次级线圈是分开的,存在很大的漏电感,耦合效率低,采用串联谐振的补偿方式,在逆变输出端串联一个电容然后直接连接初级线圈,使得LC谐振,是不是这样的一个谐振方式呢?

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z_mc
LV.2
26
2012-11-27 14:25
@huazhu88888
1、您好,我的这个H桥就是实现高频逆变,然后通过可分离的变压器,就是初级线圈和次级线圈是分开的,初次级线圈是我自己设计的,采用螺旋结构,画在PCB板子上,然后实现这个无线输电,我也是第一次接触变压器。原理是高频逆变产生的高频交流电接初级线圈,在初级线圈就会产生一个交变的磁场,与初级线圈相隔一段距离的次级线圈就会感应到同频率的交流电,然后接交流灯泡,点亮这个灯泡。您看,方案可行嘛?2、另外,因为初次级线圈是分开的,存在很大的漏电感,耦合效率低,采用串联谐振的补偿方式,在逆变输出端串联一个电容然后直接连接初级线圈,使得LC谐振,是不是这样的一个谐振方式呢?
嗯,框架性的东西应该是这样的,您的那个逆变电路的频率驱动模块、控制电路是怎么样的呢?能给我发一个您做的吗?非常感谢啊! 邮箱:zhoumingchuan1990@126.com  QQ:1010981532
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ddd4ddd4
LV.2
27
2012-11-27 20:43
@huazhu88888
1、您好,我的这个H桥就是实现高频逆变,然后通过可分离的变压器,就是初级线圈和次级线圈是分开的,初次级线圈是我自己设计的,采用螺旋结构,画在PCB板子上,然后实现这个无线输电,我也是第一次接触变压器。原理是高频逆变产生的高频交流电接初级线圈,在初级线圈就会产生一个交变的磁场,与初级线圈相隔一段距离的次级线圈就会感应到同频率的交流电,然后接交流灯泡,点亮这个灯泡。您看,方案可行嘛?2、另外,因为初次级线圈是分开的,存在很大的漏电感,耦合效率低,采用串联谐振的补偿方式,在逆变输出端串联一个电容然后直接连接初级线圈,使得LC谐振,是不是这样的一个谐振方式呢?

不是你这样子做的,呵呵。做无线输电的时候,漏感很大,占空比需要小,可以固定在30%,线圈的死区时间要大。发射端需要并联谐振,串联谐振是不行的。

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huazhu88888
LV.3
28
2012-11-27 21:09
@ddd4ddd4
不是你这样子做的,呵呵。做无线输电的时候,漏感很大,占空比需要小,可以固定在30%,线圈的死区时间要大。发射端需要并联谐振,串联谐振是不行的。

为什么不行呢?我看到很多文献说的都是串联谐振,求您能否详细解释下。

占空比要小,就是说控制驱动H桥的PWM波的占空比要小,死区时间变大是嘛?

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ddd4ddd4
LV.2
29
2012-11-28 09:53
@huazhu88888
为什么不行呢?我看到很多文献说的都是串联谐振,求您能否详细解释下。占空比要小,就是说控制驱动H桥的PWM波的占空比要小,死区时间变大是嘛?

无线输电,需要空间强磁场,磁场由线圈的电流和匝数决定,并联谐振的线圈电流是总电流的Q倍。死区时间要足够大,使得线圈有时间谐振,否则你的空载电流很大。

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huazhu88888
LV.3
30
2012-11-28 16:53
@ddd4ddd4
无线输电,需要空间强磁场,磁场由线圈的电流和匝数决定,并联谐振的线圈电流是总电流的Q倍。死区时间要足够大,使得线圈有时间谐振,否则你的空载电流很大。

谢谢您的指点,还有些疑问想请教您

(1)那是不是在逆变输出端接初级绕组,然后电容与初级绕组并联?那么采用并联谐振方式,是电容C与初级绕组的电感量L产生谐振吗?

(2)还有就是,并联谐振只是为了补偿初级绕组的漏电感,提高传输效率,那么在不加并联谐振补偿方式下,次级应该能感应到电流吧?

(3)直流供电供给逆变电路,是不是电压越大越好,在实验室中我们条件有限,直流电压才只能加到25V。

再一次感谢您细心的指导!

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ddd4ddd4
LV.2
31
2012-11-28 20:56
@huazhu88888
谢谢您的指点,还有些疑问想请教您(1)那是不是在逆变输出端接初级绕组,然后电容与初级绕组并联?那么采用并联谐振方式,是电容C与初级绕组的电感量L产生谐振吗?(2)还有就是,并联谐振只是为了补偿初级绕组的漏电感,提高传输效率,那么在不加并联谐振补偿方式下,次级应该能感应到电流吧?(3)直流供电供给逆变电路,是不是电压越大越好,在实验室中我们条件有限,直流电压才只能加到25V。再一次感谢您细心的指导!

1.是

2.不是补偿,是参与谐振。不谐振,次级也可以感应到电流,但是很低,而且是低很多,特别是距离远了后。

3.电压越高,传输越远,效率越高。传输距离和电流的上升率成正比,频率越高也越远,一个道理。

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