求助，有关全桥逆变的输出波形问题

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求助，有关全桥逆变的输出波形问题 [复制链接]

 

各位大佬！小弟我做了一个全桥逆变模块，需求是每隔100us产生一个占空比50%、周期1us、幅值+-500V的方波。驱动芯片用的是2EDF7275(最高能到10MHz)，MOS管用的是IRFPG40(开通/关断延迟时间约几十纳秒)。实际测试中，空载直接接示波器1MΩ输入阻抗，发现方波波形后面有个很大的振荡？再试了下接5Ω的负载，后面的振荡就更明显了。请教各位，有什么方法能改善这种振荡现象？感激不尽！

 

电路原理图

 

  空载测出来的波形，中间设置了100ns死区时间

 

 

这个是接5Ω负载的仿真波形，实测也是这种情况

maychang

【需求是每隔100us产生一个占空比50%、周期1us、幅值+-500V的方波】

这段看不大懂。

是每100us中，+500V持续1us，紧接着-500V持续1us，然后98us为零吗？

tagetage

需要测量驱动芯片的各个输出管脚的波形正常吗？？

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maychang 发表于 2024-8-30 18:15 【需求是每隔100us产生一个占空比50%、周期1us、幅值+-500V的方波】 这段看不大懂。 是每100us中，+5 ...

版主你好！是每100us中，+500V持续0.5us，紧接着-500V持续0.5us，然后99us为零

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tagetage 发表于 2024-8-30 21:04 需要测量驱动芯片的各个输出管脚的波形正常吗？？

图里是仿真中上桥臂驱动的波形，实际的板子上我没留接口，测量有点不太方便，我得做块新板子，再拉出来看看

 

maychang

305772911 发表于 2024-8-31 14:32 版主你好！是每100us中，+500V持续0.5us，紧接着-500V持续0.5us，然后99us为零

如果是100us中仅有0.5us输出为低，那么我恐怕你的电路无法提供桥式电路两个上臂驱动的电源。

你用的驱动芯片，是典型的“自举”电路。桥式两个上臂MOS管门极所需要的电压是由C2和C5提供的，而C2和C5是图中+12V直流电源在PWM_H1_GND和PWM_H2_GND为AGND电位时经D1和D2充电。现在你H桥两个下臂导通0.5us（下管导通时C2和C5充电），然后四个MOS管均关断（C2和C5放电），到需要H桥上管导通时，C2和C5已经没有多少电了。

maychang

305772911 发表于 2024-8-31 14:32 版主你好！是每100us中，+500V持续0.5us，紧接着-500V持续0.5us，然后99us为零

从首帖空载波形图看，是先有一个负脉冲，宽度约0.6us，然后一个正脉冲，宽度约0.6us，并不是先正后负再停99us。图中脉冲幅度也不是500V。

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maychang 发表于 2024-8-31 14:51 如果是100us中仅有0.5us输出为低，那么我恐怕你的电路无法提供桥式电路两个上臂驱动的电源。 你用的 ...

感谢版主，我明白了。我之前也试过让两路MOS管每隔0.5us交替导通，不留同时关断的时间。但实测时发现输出电压下降非常严重，仅有+-25V左右。分析可能是电源功率不够（+12V为500W的开关电源，+500V为20W的高压芯片），被迫降低了脉冲的重复频率，最后发现大概100us交替导通一次时，输出电压能大致满足需求，但是又产生了1L图中的问题。

  现在要如何解决问题呢？这个+-500V幅值、1us周期的脉冲是我需要的，别的参数可以再考虑。我是要提高+12V电源的功率，还是提高500V电源的功率，还是干脆更换为不依靠自举的桥路驱动方法？版主有什么建议吗？

305772911

maychang 发表于 2024-8-31 14:58 从首帖空载波形图看，是先有一个负脉冲，宽度约0.6us，然后一个正脉冲，宽度约0.6us，并不是先正后负再停 ...

负脉冲0.6us是我为了避免同时导通，在一路0.5us导通后设置了0.1us两路同时关断的死区时间。先正后负、先负后正都是相对的，我把两路控制信号对调一下就是先正后负了，这个不是关键吧。脉冲幅值是我接了大概24dB的衰减后，再接到示波器上，衰减前的电压大小差不多是+-500V。

maychang

305772911 发表于 2024-8-31 15:25 负脉冲0.6us是我为了避免同时导通，在一路0.5us导通后设置了0.1us两路同时关断的死区时间。先正后负、先 ...

问题是首帖波形图正向脉冲幅度比先前的负向脉冲幅度要小不少。这样的幅度满足你的要求么？

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maychang 发表于 2024-8-31 15:43 问题是首帖波形图正向脉冲幅度比先前的负向脉冲幅度要小不少。这样的幅度满足你的要求么？

其实是不太符合的，所以想问问有没有什么解决办法。。

maychang

305772911 发表于 2024-8-31 15:51 其实是不太符合的，所以想问问有没有什么解决办法。。

没有弄清楚这个现象是如何产生的，很难提出解决办法。我先要想想这种现象如何产生，后面跟着的幅度更大的负向脉冲如何产生。

tagetage

5Ω的负载,负载怎么小吗？？ 那你试试加大500V/4.7uF电容的容量。比如先加到100uF。

 

maychang

305772911 发表于 2024-8-31 15:14 感谢版主，我明白了。我之前也试过让两路MOS管每隔0.5us交替导通，不留同时关断的时间。但实测时发现输出 ...

8楼波形是没有设置死区的连续波形？此时输出电压下降很严重？

这个波形除了顶部有一些阻尼振荡，还算不错。

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tagetage 发表于 2024-8-31 16:37 5Ω的负载,负载怎么小吗？？ 那你试试加大500V/4.7uF电容的容量。比如先加到100uF。  

是，负载是一个电磁换能器，本质算是个小电感小电阻。。。我仿真一下试试

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maychang 发表于 2024-9-1 09:48 8楼波形是没有设置死区的连续波形？此时输出电压下降很严重？ 这个波形除了顶部有一些阻尼振荡，还算 ...

对的，8楼是连续波形，这时候输出电压只有+-25V左右，远远没达到额定的+-500V。

maychang

305772911 发表于 2024-9-1 14:23 对的，8楼是连续波形，这时候输出电压只有+-25V左右，远远没达到额定的+-500V。

输出电压这么低，显然是因为直流电源电压降低。而直流电源电压降低，是因为桥式电路的上下臂“共同导通”的缘故。

IRFPG40导通延迟时间比关断延迟时间短得多，所以如果不留死区时间，必定会有上下两管原来导通的管子尚未关断而原来关断的管子已经导通的情况发生。

maychang

305772911 发表于 2024-9-1 14:21 是，负载是一个电磁换能器，本质算是个小电感小电阻。。。我仿真一下试试

IRFPG40 常温下连续漏极电流只有4.3A，即使是脉冲电流，也只允许17A。你用5欧负载电阻，该电阻上电流应该是500V/5ohm=100A，远超管子允许的电流近6倍。

幸亏你的500V电源供电能力不够，否则你的MOS管早已放炮了。

 

maychang

305772911 发表于 2024-9-1 14:21 是，负载是一个电磁换能器，本质算是个小电感小电阻。。。我仿真一下试试

把你的需求说全些吧，不能仅仅是【每隔100us产生一个占空比50%、周期1us、幅值+-500V的方波】。你还要说明负载是什么，负载是【一个电磁换能器，本质算是个小电感小电阻】，小电感多大？小电阻多大？

tagetage

同意楼上maychang说的，把你的需求说全些吧。。