推挽输出波形异常

只看该作者 · 2018-11-14 13:40

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？

1万 · 2018-11-14 14:29

优利德示波器！

1万 · 2018-11-14 14:36

似乎有很强的7次谐波。大概在7次谐波附件有谐振点。

只看该作者 · 2018-11-14 17:16

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。

只看该作者 · 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，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。

只看该作者 · 2018-11-15 09:48

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？

只看该作者 · 2018-11-15 10:40

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。

只看该作者 · 2018-11-15 11:22

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？

只看该作者 · 2018-11-15 11:39

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。

只看该作者 · 2018-11-15 11:58

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

只看该作者 · 2018-11-15 15:10

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。

只看该作者 · 2018-11-15 16:20

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

只看该作者 · 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

1万 · 2018-11-16 13:46

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.

只看该作者 · 2018-11-17 09:06

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

只看该作者 · 2018-11-17 11:48

模电都交给老师了，少时诵诗书

只看该作者 · 2018-11-21 18:24

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

只看该作者 · 2018-11-22 08:54

先测测mos栅极驱动信号对不对

只看该作者 · 2018-11-22 17:27

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

只看该作者 · 2018-11-26 21:20

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

推挽输出波形异常

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