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[求助] 变压器隔离驱动电路疑问

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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-8-29 15:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 大小家伙好 于 2019-8-29 15:59 编辑

电路如下图所示,驱动频率28kHz

TIM截图20190829151939.png

测试时发现变压器原边(T1B)处,在占空比不接近50%时,用示波器测量原边波形,上下幅值不对称;

占空比48%

占空比48%                                                                     占空比48%时


占空比15%

占空比15%                                         占空比15%时

 

占空比8%

占空比8%

                                        占空比8%时

 

分别测量变压器T1的6号引脚和10号引脚对地波形。

在不同的占空比下,10号脚对地波形为一个幅值为23V,最小值为0V的方波;

6号脚在不同的占空比下,幅值为23V,最小值为23V~0V的方波,变压器6号脚对地波形如下图所示

 

0%.jpg                                                占空比0%时

 

10%.jpg                                                             占空比8%时

    

20%.jpg                                                         占空比20%时

 

35%.jpg                                                     占空比35%时

 

 

                                                                            

 

尝试用100k电阻替代T1B,波形正常,如下图所示

占空比45%.jpg                                                                 占空比45%时

 

电阻占空比15%.jpg

                                                        占空比15%时

 

尝试过将C17改为10uF,波形无改变

去掉二极管D9,D11,变压器10号脚对地波形无改变,6号脚对地波形有改变(峰峰值恒定为20V左右,随着占空比的增大,波形逐渐往下平移。在占空比为45%时,幅值为20V,最小值为0V)

 

问题求助:

1、6号脚对地波形为什么和10号脚对地波形不一样?

2、这个电路如何更改,才能正常工作?

 

来源:EEWorld 电源技术板块,转载请附上链接
45%.jpg


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五彩晶圆(中级)

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发表于 2019-8-29 16:32 | 显示全部楼层

变压器不能传递直流分量,需要在次级作 “直流分量恢复”

点评

电容C17为何不能去除直流分量呢  详情 回复 发表于 2019-8-29 17:05
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maychang

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发表于 2019-8-29 16:40 | 显示全部楼层

1、6号脚对地波形为什么和10号脚对地波形不一样?

两脚对地波形就应该不一样。两脚对地波形之差,就是T1B两端电压。



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maychang

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发表于 2019-8-29 16:42 | 显示全部楼层

2、这个电路如何更改,才能正常工作?

这个电路工作完全正常,符合电路理论。

不知道你要变压器两端实现什么样的波形你才认为是“正常”。

点评

原以为按照这个电路,变压器两端的波形,上下幅值应该对称 电容C17为什么没起到隔离直流分量的缘故? 横轴上下波形面积相同,伏秒平衡,占空比不为50%时,电感充电时长与放电时长不一致,幅值不一样,怎么体现  详情 回复 发表于 2019-8-29 17:10


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maychang

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发表于 2019-8-29 16:46 | 显示全部楼层

注意前三幅波形图,虽然上下幅度不同,但横轴上下波形面积相同。这正是电感“不能传递直流分量”的体现。例如第二幅波形图(见下)。



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maychang

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发表于 2019-8-29 16:51 | 显示全部楼层

15.jpg

第二幅波形的红色部分和绿色部分面积相同。

第一幅波形和第三幅波形也是一样。



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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2019-8-29 17:05 | 显示全部楼层
PowerAnts 发表于 2019-8-29 16:32 变压器不能传递直流分量,需要在次级作 “直流分量恢复”

电容C17为何不能去除直流分量呢

点评

除直流分量干嘛?你应该做的是在驱动变压器次级恢复直流分量,然后给MOSFET或IGBT提供隔离的、幅度不随占空比变化的,单极性的驱动脉冲  详情 回复 发表于 2019-8-29 17:22


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2019-8-29 17:10 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-8-29 16:42 2、这个电路如何更改,才能正常工作? 这个电路工作完全正常,符合电路理论。 不知道你要变压器两端 ...

原以为按照这个电路,变压器两端的波形,上下幅值应该对称

电容C17为什么没起到隔离直流分量的作用?

横轴上下波形面积相同,伏秒平衡,占空比不为50%时,电感充电时长与放电时长不一致,幅值不一样,怎么体现出电感“不能传递直流分量”

点评

横轴上下波形面积相同,伏秒平衡,占空比不为50%时,电感充电时长与放电时长不一致,幅值不一样,怎么体现出电感“不能传递直流分量”   正因为时间短的幅度大,时间长的幅度小,持续时间和幅  详情 回复 发表于 2019-8-29 17:18
“电容C17为什么没起到隔离直流分量的作用?” 电容C17已经起到了“隔离直流分量”的作用。  详情 回复 发表于 2019-8-29 17:14
想了想,是因为充放电时间不一样,所以上下幅值不一样,但这里怎么能体现出电感“不能传递直流分量”,没有想明白  详情 回复 发表于 2019-8-29 17:13


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2019-8-29 17:13 | 显示全部楼层
大小家伙好 发表于 2019-8-29 17:10 maychang 发表于 2019-8-29 16:42 2、这个电路如何更改,才能正常工作? 这个电路工作完全正常,符合电路 ...

想了想,是因为充放电时间不一样,所以上下幅值不一样,但这里怎么能体现出电感“不能传递直流分量”,没有想明白



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maychang

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发表于 2019-8-29 17:14 | 显示全部楼层
大小家伙好 发表于 2019-8-29 17:10 maychang 发表于 2019-8-29 16:42 2、这个电路如何更改,才能正常工作? 这个电路工作完全正常,符合电路 ...

“电容C17为什么没起到隔离直流分量的作用?”

电容C17已经起到了“隔离直流分量”的作用。



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maychang

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发表于 2019-8-29 17:18 | 显示全部楼层
大小家伙好 发表于 2019-8-29 17:10 maychang 发表于 2019-8-29 16:42 2、这个电路如何更改,才能正常工作? 这个电路工作完全正常,符合电路 ...

横轴上下波形面积相同,伏秒平衡,占空比不为50%时,电感充电时长与放电时长不一致,幅值不一样,怎么体现出电感“不能传递直流分量”

 

正因为时间短的幅度大,时间长的幅度小,持续时间和幅度的乘积即所谓伏秒积(注意这个乘积就是直流分量)在占空比变化时保持不变,正方向和负方向直流分量恰好抵消为零,才体现出电感“不能传递直流分量”。



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五彩晶圆(中级)

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发表于 2019-8-29 17:22 | 显示全部楼层
大小家伙好 发表于 2019-8-29 17:05 电容C17为何不能去除直流分量呢

除直流分量干嘛?你应该做的是在驱动变压器次级恢复直流分量,然后给MOSFET或IGBT提供隔离的、幅度不随占空比变化的,单极性的驱动脉冲

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2019-8-29 17:31 | 显示全部楼层

谢谢两位解惑!

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不知道你的变压器次级接什么样的负载。如果是驱动单端MOS管或者IGBT,那么占空比变化不能太大,因为占空比变化时正方向脉冲和负方向脉冲幅度也在变化。正方向脉冲幅度太小则MOS管或者IGBT不能开通,正方向或者负方向  详情 回复 发表于 2019-9-3 11:43


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maychang

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发表于 2019-9-3 11:43 | 显示全部楼层

不知道你的变压器次级接什么样的负载。如果是驱动单端MOS管或者IGBT,那么占空比变化不能太大,因为占空比变化时正方向脉冲和负方向脉冲幅度也在变化。正方向脉冲幅度太小则MOS管或者IGBT不能开通,正方向或者负方向幅度太大则MOS管或者IGBT门极将被击穿。

但变压器驱动推挽。半桥、全桥的MOS管或者IGBT管是可以的,不过首帖电路PWM_R和PWM_L必须带有死区。

点评

次级接的是IGBT,半桥 实际半桥桥驱动如下图所示,原是打算用下图这种方式得到互补的方波驱动半桥。 [attachimg]430930[/attachimg] 测试时驱动占空比48%,+20V串接了几个二极管,实测驱动正负幅值为&plusm  详情 回复 发表于 2019-9-3 14:22
[attachimg]430889[/attachimg] PWM隔离驱动的直流分量恢复电路,实测占空比5-95%,幅度变化很小  详情 回复 发表于 2019-9-3 12:53


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五彩晶圆(中级)

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发表于 2019-9-3 12:53 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-9-3 11:43 不知道你的变压器次级接什么样的负载。如果是驱动单端MOS管或者IGBT,那么占空比变化不能太大,因为占空 ...

直流恢复.jpg

PWM隔离驱动的直流分量恢复电路,实测占空比5-95%,幅度变化很小

点评

有直流成份恢复电路,14楼“驱动单端MOS管或者IGBT,那么占空比变化不能太大”自然另当别论。  详情 回复 发表于 2019-9-3 14:20
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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-9-3 13:01 | 显示全部楼层
15,谢谢楼主,支持分享


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maychang

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发表于 2019-9-3 14:20 | 显示全部楼层
PowerAnts 发表于 2019-9-3 12:53 PWM隔离驱动的直流分量恢复电路,实测占空比5-95%,幅度变化很小

有直流成份恢复电路,14楼“驱动单端MOS管或者IGBT,那么占空比变化不能太大”自然另当别论。



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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2019-9-3 14:22 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-9-3 11:43 不知道你的变压器次级接什么样的负载。如果是驱动单端MOS管或者IGBT,那么占空比变化不能太大,因为占空 ...

次级接的是IGBT,半桥

实际半桥桥驱动如下图所示,原是打算用下图这种方式得到互补的方波驱动半桥。

隔离变压器.png

测试时驱动占空比48%,+20V串接了几个二极管,实测驱动正负幅值为±16V

电路可以正常工作了,下一步考虑上下桥臂分别用一个变压器隔离驱动,因为需要占空比可调

15楼的图,变压器原边如果有串电容的话,可以去掉15楼图中的电容吧?

 

点评

SG3525A之所以能够使用一个变压器驱动半桥,是因为其内部电路结构。SG3525A内部电路结构见下图上面那个虚线框(下面虚线框是SG3527A内部电路结构)。 [attachimg]430942[/attachimg]    详情 回复 发表于 2019-9-3 15:07
[attachimg]430941[/attachimg]这是开关电源控制芯片SG3525A手册中的图。图中可见SG3525A可以通过一个具有两次级的变压器驱动半桥。 可以用一个变压器完成的工作,为何要使用两个变压器?成本增加不说,每个桥臂  详情 回复 发表于 2019-9-3 15:03
要占空比可调,而且占空比变化范围相当大,对半桥来说,变压器具有两个次级正合适。 具体的波形,待我画出来再说。  详情 回复 发表于 2019-9-3 14:33
“下一步考虑上下桥臂分别用一个变压器隔离驱动,因为需要占空比可调” 上下桥臂各用一个变压器的话,那么上下两管就都需要加15楼PowerAnts所说的直流成份恢复电路了。  详情 回复 发表于 2019-9-3 14:29


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maychang

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发表于 2019-9-3 14:29 | 显示全部楼层
大小家伙好 发表于 2019-9-3 14:22 次级接的是IGBT,半桥 实际半桥桥驱动如下图所示,原是打算用下图这种方式得到互补的方波驱动半桥。 ...

“下一步考虑上下桥臂分别用一个变压器隔离驱动,因为需要占空比可调”

上下桥臂各用一个变压器的话,那么上下两管就都需要加15楼PowerAnts所说的直流成份恢复电路了。



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maychang

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发表于 2019-9-3 14:33 | 显示全部楼层
大小家伙好 发表于 2019-9-3 14:22 次级接的是IGBT,半桥 实际半桥桥驱动如下图所示,原是打算用下图这种方式得到互补的方波驱动半桥。 ...

要占空比可调,而且占空比变化范围相当大,对半桥来说,变压器具有两个次级正合适。

具体的波形,待我画出来再说。



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