[逆变器] 推挽输出波形异常

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 楼主 | 2018-11-14 13:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 大赢家 于 2018-11-15 09:46 编辑

如图所示,输入的PWM为4M的频率,占空比为50%的方波信号,输出要求的是120V的正弦波,变压器为PEI32,初级次级匝比为:2:2:8,其他参数如图,但是设计上,输出的波形完全变形,高手指点下是什么原因?


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| 2018-11-14 14:29 | 显示全部楼层
优利德示波器!
| 2018-11-14 14:36 | 显示全部楼层
似乎有很强的7次谐波。大概在7次谐波附件有谐振点。

评论

大赢家 2018-11-14 15:09 回复TA
该怎么解决呢? 
| 2018-11-14 17:16 | 显示全部楼层
很明显,c7 c6 和变压器电感量、分别参数组成6-7次谐波震荡了。
加大这2个电容,或者增加变压器电感量,最好同时加大L1电感量,让谐振发生在基波。

评论

大赢家 2018-11-14 18:06 回复TA
C6和C7之前是没有的,波形也是一样,增加了这两个后,没有明细改善,L1电感加大后,波形会更难看 
| 2018-11-15 09:26 | 显示全部楼层
加大串联电感量,波形更难看,更加说明了是电容和主变压器电感、分布电容发生了谐振。
大大增加串联电感,使得串联电感这这里基本上不影响谐振参数,然后增加并联电容,估计你这个有不小的升压比吧,升压线圈的分布电容,谐振起来是很厉害的,只有在基频谐振,你才能看见合适的波形。
其实你这里还是很容易计算的,原边电感量是多少,然后算出并联谐振4MHz的电容值,然后根据值对原边的电容进行调整。
需要输出正弦波,是此种类型最好做的了,谐振就可以了,要矩形系数好的方波才难呢。
 楼主 | 2018-11-15 09:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 大赢家 于 2018-11-15 09:50 编辑
tianxj01 发表于 2018-11-15 09:26
加大串联电感量,波形更难看,更加说明了是电容和主变压器电感、分布电容发生了谐振。
大大增加串联电感, ...

原边A-B之间为1.9uH, A到C之间也是1.9uH,B到C之间7.5uH(正常吗?这个谐振频率计算是依AB之间电感和C4计算?
| 2018-11-15 10:40 | 显示全部楼层
大赢家 发表于 2018-11-15 09:48
原边A-B之间为1.9uH, A到C之间也是1.9uH,B到C之间7.5uH(正常吗?这个谐振频率计算是依AB之间电感和C4计算 ...

折合IRF540输出电容,和你100p,22并联≈230p。串联后=115p 大概谐振在5.4MHz左右,理论上应该能看到满不错的切顶谐振波形了,可事实上,副边电感和分布参数进行了高次谐振,那么唯一的可能性是原边实际上有很大的高次激励。
看你驱动线路,2个反相器,直接驱动而且运放输出能力只有70mA。才勉强以梯形波形式驱动MOS管而已。
所以,你的双管一部分时间同时导通的跑不了的。而同时导通,会导致原边整个进入低阻抗,这样不说功率损耗很大,关键是共通的时候,原边激励能量被完全短路,而退出瞬间,又会产生速度很快的电流增量,这在每个半周波会发生2次,这就是发生高次震荡的激励源。
正好有2个高速运放,驱动能力勉强可以做4MHz。但是线路不能这样了,必须2个IO独立驱动,带稍大死区。或者直接用专门带死区的单端输入驱动芯片。像EG3011  还有IR系列来驱动。
只有解决了驱动共通问题,你才能看见正常的波形。
 楼主 | 2018-11-15 11:22 | 显示全部楼层
tianxj01 发表于 2018-11-15 10:40
折合IRF540输出电容,和你100p,22并联≈230p。串联后=115p 大概谐振在5.4MHz左右,理论上应该能看到满不 ...

感谢你的回复;
1,22p并联了220P看不出什么改善;
2,这个电路驱动1M的频率波形就很好,而且是用高速反相器直接驱动,这个电路我是用高速运放(驱动能力比反相器强些,但是供电只有5V,如果供电超过8V,空载电流非常大(暂时没找原因)。
3,关于死区的问题,和你的想法一致,已经从新做板子用两个独立的IO口驱动,
4,就是没有找到这么高频率合适的驱动芯片,所以采用反相器或者运放直接驱动,你说的EG3011这个芯片驱动这么高的频率可以吗?
| 2018-11-15 11:39 | 显示全部楼层
大赢家 发表于 2018-11-15 11:22
感谢你的回复;
1,22p并联了220P看不出什么改善;
2,这个电路驱动1M的频率波形就很好,而且是用高速反 ...

供电5V,因为驱动顶部刚刚超过开启阀值,所以,延迟后的驱动波形虽然稍微有所重叠,才不会造成严重的共通,而且由于驱动电压低,斜坡时间也减少,使得共通程度进一步减小。
到8V驱动延时更长,而且超过开启阀值更多,意味着共通更严重,当然空载电流直线上升。
EG3011,死区过大,应该不能驱动4MHz输出的方波。这里只是作为一个例子说明,可以考虑合适的单输入带死区驱动芯片。
最直接的办法还是独立IO,带死区驱动。
其实,完全他励驱动这个频率,现成的芯片不容易找,但是我们可以变化一个思路,你这个线路已经完全具有ZVS推挽的布局了,参考ZVS振荡器,首先把谐振频率调整到稍低于4MHz,然后用互补信号进行栅极开关强迫同步。这样就完全不需要驱动芯片,只需要2个NPN三极管,通过2个IO驱动,然后在同步时间,互补短路对应MOS管栅极,就可以实现单片机精确控制频率。
 楼主 | 2018-11-15 11:58 | 显示全部楼层
tianxj01 发表于 2018-11-15 11:39
供电5V,因为驱动顶部刚刚超过开启阀值,所以,延迟后的驱动波形虽然稍微有所重叠,才不会造成严重的共通 ...

看来只能先解决死区的问题,另外按照ZVS振荡器原理,之间接一个振荡电容,我按照计算大概220PF,改善不大,暂时先从新做一般,把死区的问题解决了先
| 2018-11-15 15:10 | 显示全部楼层
大赢家 发表于 2018-11-15 11:58
看来只能先解决死区的问题,另外按照ZVS振荡器原理,之间接一个振荡电容,我按照计算大概220PF,改善不大 ...


其实,你用这个一个线路来解决应该更好。
2个IO分别接三极管基极,稍微带点死区,用作强制同步4MHz,以用来精确定频。2个MOS组成ZVS自激线路,调整参数到4MHz。
控制逻辑很简单:synch1和2都低电平的,ZVS自由震荡。synch1、2轮流方波,则被强制同步,synch1、2都高电平,则停止工作。
调试也简单,先不管同步,IO都低电平,然后修改参数到线路能够正常震荡到4MHz附近。然后你就可以精确定频了。

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 楼主 | 2018-11-15 16:20 | 显示全部楼层
tianxj01 发表于 2018-11-15 15:10
其实,你用这个一个线路来解决应该更好。
2个IO分别接三极管基极,稍微带点死区,用作强制同步4MHz,以用 ...

这主意不错,抽时间试试
| 2018-11-16 09:21 | 显示全部楼层
这么高的频率,驱动电阻R7、R8是1.5k,这驱动能不变形才怪
| 2018-11-16 13:46 | 显示全部楼层
我感觉你这个4M 频率肯定太高了, 你的后级驱动哪能受得了4M的开关频率,
你一级一级量波形吧 ,要么改参数  改元件, 要么降频率.
 楼主 | 2018-11-17 09:06 | 显示全部楼层
whtwhtw 发表于 2018-11-16 09:21
这么高的频率,驱动电阻R7、R8是1.5k,这驱动能不变形才怪

驱动主要依靠47nF电容吧
| 2018-11-17 11:48 | 显示全部楼层
模电都交给老师了,少时诵诗书
 楼主 | 2018-11-21 18:24 | 显示全部楼层
whtwhtw 发表于 2018-11-16 09:21
这么高的频率,驱动电阻R7、R8是1.5k,这驱动能不变形才怪

我试过把这电阻改到1R,结果还是一样
| 2018-11-22 08:54 | 显示全部楼层
先测测mos栅极驱动信号对不对
 楼主 | 2018-11-22 17:27 | 显示全部楼层
whtwhtw 发表于 2018-11-22 08:54
先测测mos栅极驱动信号对不对

G极的波形这样

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| 2018-11-26 21:20 | 显示全部楼层
推挽都是30-50K左右的,频率太高,驱动上下沿都很大,死区都没法做,根本不可能成功
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