全桥逆变电路mos管关断时尖峰电压很高怎么解决？

梦想号 · 发表于 2020-4-1 13:09:17

如图，mos管是国产HY4008(参数80V，200A)共8只组成全桥逆变电路。驱动IC实际是用IR2110，控制IC是电流模式控制的UC3846。蓝色是下管GS波形，黄色是下管DS波形。电源是服务器开关电源12V62A。测试中，调节逆变输出电压DC230V正常稳压输出，发现空载时DS尖峰电压正常14V左右，随着负载加大，DS尖峰电压越大，图中是60A电流时的DS关断时产生的尖峰电压，可看到可怕的达到40V。调大了G极电阻虽有所减小，但还是达到35V。是什么原因产生如此大的尖峰电压？？？

梦想号 · 发表于 2020-4-1 16:23:47

发现mos管关断瞬间又被强制打开了

kydl2345 · 发表于 2020-4-1 13:35:01

1.适当加大驱动电阻
2.自举二极管串个小电阻
3.RC吸收电路没调好

OOXX110 · 发表于 2020-4-1 13:57:34

这么大电流，功率回路，吸收回路，信号回路都要讲究一点。

xyz543 · 发表于 2020-4-1 14:14:39

将那 MOS 的闸极电压给垫高一点。

梦想号 · 发表于 2020-4-1 14:15:41

kydl2345 发表于 2020-4-1 13:35
1.适当加大驱动电阻
2.自举二极管串个小电阻
3.RC吸收电路没调好

1，驱动电阻原来4.7Ω，加大到33Ω是有所降低，但功率管发热比之前大了些，没继续加上去了。
2，自举二极管串小电阻方法能有效减小吗，至少要有5V以上减小才行，否则也不是行之有效？能说说串电阻的作用是什么吗？
3，电路加了RDC吸收电路的，但不明显，加与不加大概有5V左右较小吧，但尖峰依然随着电流增加而增加。

梦想号 · 发表于 2020-4-1 14:21:50

OOXX110 发表于 2020-4-1 13:57
这么大电流，功率回路，吸收回路，信号回路都要讲究一点。

功率回路在上面，驱动及信号部分在下，中间都有磁珠隔开了。感觉PCB布线问题不是很大吧？还打算加到120A的，看着样子都不敢加了怕管子过压击穿

梦想号 · 发表于 2020-4-1 14:22:58

xyz543 发表于 2020-4-1 14:14
将那 MOS 的闸极电压给垫高一点。

这个可以试试，但现在我的G极电压也有11V多，应该问题不大吧？

xyz543 · 发表于 2020-4-1 14:33:34

梦想号发表于 2020-4-1 14:22
这个可以试试，但现在我的G极电压也有11V多，应该问题不大吧？

这得多试试才行，我是指 MOS 于 OFF 状态下闸极是要垫一点电压，一般都是这方式解决的。

梦想号 · 发表于 2020-4-1 14:40:31

xyz543 发表于 2020-4-1 14:33
这得多试试才行，我是指 MOS 于 OFF 状态下闸极是要垫一点电压，一般都是这方式解决的。
...

没事啊，负压固然是好，但电路复杂多了，不打算考虑。还有其它方法吗，多个方法多条解决途径呢

hushaoxin · 发表于 2020-4-1 14:44:22

这玩意只要在安全范围内，不要想削平的太狠了，不然你的吸收缓冲体积就比较大了。但是阻容吸收还是要的，受限于示波器带宽，实际尖峰可能比你看到的还要大一些。

xyz543 · 发表于 2020-4-1 14:45:23

梦想号发表于 2020-4-1 14:40
没事啊，负压固然是好，但电路复杂多了，不打算考虑。还有其它方法吗，多个方法多条解决途径呢 ...

没事就好！我们就是这样做的，MOS 关其实不是关，而是让其处于微导通的状态。

梦想号 · 发表于 2020-4-1 14:53:07

hushaoxin 发表于 2020-4-1 14:44
这玩意只要在安全范围内，不要想削平的太狠了，不然你的吸收缓冲体积就比较大了。但是阻容吸收还是要的，受 ...

不安全啊，这是12V供电才700W功率输出，我想要它能在36V供电时输出2500W啊，一半都还没有。计划能够过100A的电流，36V供电时也有70A电流啊，这么高的尖峰电压不得用耐压150V的才行啊。高耐压又减小了过电流能力，这样12V供电时功率又很难上去了。

marker · 发表于 2020-4-1 15:06:53

本帖最后由 marker 于 2020-4-1 15:10 编辑

D18,D19,D22,D23是否方向反了？负载那边的感性能量未通过D18,D19,D22,D23快速释放。我对逆变不是很了解，感觉二极管如此装有点问题。提出意见供参考。

----------------更改原因，个别错别字，未添加图片-------------

太阳花 · 发表于 2020-4-1 15:08:17

梦想号发表于 2020-4-1 14:53
不安全啊，这是12V供电才700W功率输出，我想要它能在36V供电时输出2500W啊，一半都还没有。计划能够过100 ...

硬开关就这样. 没啥好办法

太阳花 · 发表于 2020-4-1 15:10:01

marker 发表于 2020-4-1 15:06
D18,D19,D22,D23是否方向反了？负载那边的感性能量未通过D18,D19,D22,D23快速释放。我对逆变不是很了解，感 ...

MOS 管里自带反向二极管. 他这个是吸收尖峰用的.

太阳花 · 发表于 2020-4-1 15:11:18

可以重新绕变压器,尽量降低漏感

rifjft · 发表于 2020-4-1 15:22:42

高频变压器是订做的，还是自己绕的？有对比过不同变压器的差异吗
有没有试过用电池来供电，出来的波形有差异吗？
输入电源部分的滤波电解电容质量如何？用LCR检测过吗？或者再加一个高频低阻的电解电容上去试试

异客 · 发表于 2020-4-1 15:24:02

本帖最后由异客于 2020-4-1 15:29 编辑

看你的波形，主频应该在30K左右，用两个600V224的CBB81电容并联串到变压器输出端和整流二极管之间，完美解决这个问题，如果不够的话可以增大容量，主要控制参数为，变压器漏感L与你加的CBB电容谐振频率要1.2~1.5倍的主频就行。你现在的电路是100%空手接白刃哦，啊哈哈。

梦想号 · 发表于 2020-4-1 15:29:17

marker 发表于 2020-4-1 15:06
D18,D19,D22,D23是否方向反了？负载那边的感性能量未通过D18,D19,D22,D23快速释放。我对逆变不是很了解，感 ...

这是RCD吸收电路，接法应该没问题的，当然还有很多其它中衍生的接法，目的都是钳位DS之间的电压。其次你理解错它的作用了，它是这样工作的，mos管合上时电容C20通过R38放电，回路为C20->R38->MOS管，当mos管断开时产生尖峰电压，尖峰电压高于电容C20上残留的电压值时，二极管导通，由于电容两端电压不能突变，所以尖峰电压就被钳位在一定的电压上了

梦想号 · 发表于 2020-4-1 15:32:07

太阳花发表于 2020-4-1 15:08
硬开关就这样. 没啥好办法

这个我知道，但这么高的尖峰电压未免太可怕了吧

太阳花 · 发表于 2020-4-1 15:41:59

梦想号发表于 2020-4-1 15:32
这个我知道，但这么高的尖峰电压未免太可怕了吧

降低变压器漏感

kydl2345 · 发表于 2020-4-1 15:48:12

太阳花发表于 2020-4-1 15:41
降低变压器漏感

逆变跟变压器有半毛钱关系？又不是反激开关电源

梦想号 · 发表于 2020-4-1 16:03:42

太阳花发表于 2020-4-1 15:11
可以重新绕变压器,尽量降低漏感

漏感大概500nH左右

梦想号 · 发表于 2020-4-1 16:07:14

rifjft 发表于 2020-4-1 15:22
高频变压器是订做的，还是自己绕的？有对比过不同变压器的差异吗
有没有试过用电池来供电，出来的波形有差 ...

变压器时自己绕的，绕的算是比较认真的了

。没试过电池供电，不过觉得是服务器开关电源，还是惠普的就觉得电源的影响不是很大

superpaul · 发表于 2020-4-1 16:09:48

驱动走线太长

梦想号 · 发表于 2020-4-1 16:09:49

异客发表于 2020-4-1 15:24
看你的波形，主频应该在30K左右，用两个600V224的CBB81电容并联串到变压器输出端和整流二极管之间，完美解 ...

主频是20KHz，变压器漏感是500nH，刚串了个225/630的CBB试了下，变压器像鸡叫一样，但尖峰还是很高

WUWEWU · 发表于 2020-4-1 16:53:22

变压器漏磁造成的，换环形非晶变压器试试

润持 · 发表于 2020-4-1 17:08:19

1、降低变压器漏感。
2、每一路MOS的吸收电容上并联电阻，用于及时消耗尖峰能量。

llssr · 发表于 2020-4-1 17:09:08

kydl2345 发表于 2020-4-1 15:48
逆变跟变压器有半毛钱关系？又不是反激开关电源

为毛没有关系？不管电感还是变压器都存在漏感，磁环也不例外，不信去看美磁手册。楼主的是变压器，绕在一个磁芯上，就存在耦合，初次级电压会折射，

梦想号 · 发表于 2020-4-1 19:25:05

llssr 发表于 2020-4-1 17:09
为毛没有关系？不管电感还是变压器都存在漏感，磁环也不例外，不信去看美磁手册。楼主的是变压器，绕在一 ...

对，应该是漏感造成的。500nH的漏感，加上电流60A，关断瞬间产生的反电动势，加上场管的米勒效应通过Cdg串入G极进一步开启场管导致瞬间硬开通电流再进一步加剧。不知道能不能这样理解。明天在G极上并个电容试试

梦想号 · 发表于 2020-4-1 19:35:43

WUWEWU 发表于 2020-4-1 16:53
变压器漏磁造成的，换环形非晶变压器试试

非晶太贵了，也不方便制作，主要是穷

lcw_swust · 发表于 2020-4-1 21:11:57

奇怪,DS电压怎么会有负压?怎么会超过电源电压?MOS管内DS没有二极管?

太阳花 · 发表于 2020-4-2 09:26:02

lcw_swust 发表于 2020-4-1 21:11
奇怪,DS电压怎么会有负压?怎么会超过电源电压?MOS管内DS没有二极管?

二极管导通需要时间，这个尖峰就是在二极管导通前产生的。

kydl2345 · 发表于 2020-4-2 09:35:17

llssr 发表于 2020-4-1 17:09
为毛没有关系？不管电感还是变压器都存在漏感，磁环也不例外，不信去看美磁手册。楼主的是变压器，绕在一 ...

好吧没注意它的负载是变压器

重庆酱油仔 · 发表于 2020-4-2 13:42:39

母线有问题吧？或者死区也有问题？建议看下关断的电流波形，然后检查母线（含电容）的电感是否过大。

cqfeiyu · 发表于 2020-4-2 13:53:38

主电容ESR太大，不能吸收尖峰

makesoft · 发表于 2020-4-2 14:45:40

用接地弹簧测一下呢，是不是辐射干扰了测量的地线？

PowerAnts · 发表于 2020-4-3 19:40:27

楼主要注意，尖峰是回路中的感性分量引起无疑，当然了，变压器的漏感当仁不让是其中的一份子。但是，别怪磁性材料，漏感只与两个饶组的空间结构有关，跟用什么铁芯没半分钱关系

zhousun · 发表于 2020-4-3 20:43:46

我想应该是续流问题，逆变电路正负方向加了死区以后有一个状态是所有管子都关断，这样导致能量无处流动，寄生电感导致大的峰值，解决办法（1）加续流二极管,比较麻烦，方法（2）软件策略，调整开关时序，在转换开关时，MOS管充当二极管角色，四个管子分步切换即可。

sandeant · 发表于 2020-4-4 14:35:48

用TVS 能吸收吗

plc_avr · 发表于 2020-4-4 18:32:51

MOS结电容太大，2110驱动能力有点弱，变压器漏感也有影响

0123456789 · 发表于 2020-5-7 17:59:30

梦想号发表于 2020-4-1 19:25
对，应该是漏感造成的。500nH的漏感，加上电流60A，关断瞬间产生的反电动势，加上场管的米勒效应通过Cdg ...

尖峰解决了吗？你说的在G极并电容，是如何并的呢？

zhiwei · 发表于 2020-5-8 07:57:25

怎么不搞全桥移相软开关呢？

bailao99 · 发表于 2020-5-8 14:07:20

尖峰吸收电路是错的

全桥逆变电路mos管关断时尖峰电压很高怎么解决？

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