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雙管正激電源研發(fā)之————驅(qū)動變壓器電路調(diào)試

大家好,最近在搞一個(gè)數(shù)字式充電器,主要方案采用雙管正激構(gòu)造,輸入直流電壓范圍25V~110V,輸出為30V,為24V電池來進(jìn)行充電,最大充電功率為500W,采用EE42/21立式骨架來做功率變壓器,開關(guān)頻率為100KHz。

       寫下這個(gè)帖子,一方面是為了調(diào)試記錄所需,更主要是在調(diào)試的時(shí)候可以和大家一起來進(jìn)行學(xué)習(xí)與分享。歡迎大家的踴躍討論,讓我們大家一起進(jìn)步學(xué)習(xí)!

 

 

全部回復(fù)(39)
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honkinlg
LV.3
2
2012-10-11 20:47

驅(qū)動變壓器原理圖 雙管正激驅(qū)動變壓器采用自己手繞,骨架為立式EE19,匝數(shù)比為1:1:1,初級電感為2.0mH,驅(qū)動變壓器從內(nèi)層到外層為次級1-初級-次級2繞線結(jié)構(gòu),繞線層數(shù)為1層,匝數(shù)均為43圈。驅(qū)動電源VCC為+12V,驅(qū)動信號電平DRV為12V電平,

驅(qū)動電路原理圖如下,實(shí)際電路C302電容為1uF,后面兩個(gè)mosfet輸出各并聯(lián)47k電阻,電路圖見附件; 

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老梁頭
LV.10
3
2012-10-11 20:51
@honkinlg
[圖片]驅(qū)動變壓器原理圖 雙管正激驅(qū)動變壓器采用自己手繞,骨架為立式EE19,匝數(shù)比為1:1:1,初級電感為2.0mH,驅(qū)動變壓器從內(nèi)層到外層為次級1-初級-次級2繞線結(jié)構(gòu),繞線層數(shù)為1層,匝數(shù)均為43圈。驅(qū)動電源VCC為+12V,驅(qū)動信號電平DRV為12V電平,驅(qū)動電路原理圖如下,實(shí)際電路C302電容為1uF,后面兩個(gè)mosfet輸出各并聯(lián)47k電阻,電路圖見附件;[圖片] 
占個(gè)沙發(fā)學(xué)習(xí)
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honkinlg
LV.3
4
2012-10-11 20:52
@老梁頭
占個(gè)沙發(fā)學(xué)習(xí)[圖片]
這個(gè)快就有朋友圍觀啊,趕上直播啦,請大家多提提意見,幫幫忙哈!
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老梁頭
LV.10
5
2012-10-11 20:55
@honkinlg
這個(gè)快就有朋友圍觀啊,趕上直播啦,請大家多提提意見,幫幫忙哈!
樓主繼續(xù)!
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honkinlg
LV.3
6
2012-10-11 21:08
@honkinlg
[圖片]驅(qū)動變壓器原理圖 雙管正激驅(qū)動變壓器采用自己手繞,骨架為立式EE19,匝數(shù)比為1:1:1,初級電感為2.0mH,驅(qū)動變壓器從內(nèi)層到外層為次級1-初級-次級2繞線結(jié)構(gòu),繞線層數(shù)為1層,匝數(shù)均為43圈。驅(qū)動電源VCC為+12V,驅(qū)動信號電平DRV為12V電平,驅(qū)動電路原理圖如下,實(shí)際電路C302電容為1uF,后面兩個(gè)mosfet輸出各并聯(lián)47k電阻,電路圖見附件;[圖片] 

drv信號電平為+12V,采用信號源輸出信號脈沖,占空比為20%,示波器信號幅度為5V/DIV

 

經(jīng)過圖騰推挽后,電容C302前信號波形為:


 

驅(qū)動變壓器初級波形為:


 

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honkinlg
LV.3
7
2012-10-11 21:12
@honkinlg
drv信號電平為+12V,采用信號源輸出信號脈沖,占空比為20%,示波器信號幅度為5V/DIV[圖片] 經(jīng)過圖騰推挽后,電容C302前信號波形為:[圖片] 驅(qū)動變壓器初級波形為:[圖片] 

主變壓器原理圖如下:

 

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honkinlg
LV.3
8
2012-10-11 21:16
@honkinlg
主變壓器原理圖如下:[圖片] 

測量主變壓器上下M1,M2兩管GS波形如下:

高管M1柵極和源極波形:

 

低管M2柵極和源極波形,信號幅度變小,峰峰值為10V左右。


當(dāng)占空比調(diào)為43%時(shí)候,信號幅度明顯下降:

 

 

 

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honkinlg
LV.3
9
2012-10-11 21:18
@honkinlg
測量主變壓器上下M1,M2兩管GS波形如下:高管M1柵極和源極波形:[圖片] 低管M2柵極和源極波形,信號幅度變小,峰峰值為10V左右。[圖片]當(dāng)占空比調(diào)為43%時(shí)候,信號幅度明顯下降: [圖片]  

而最可氣的是,給功率變壓器主要回路加電源時(shí),發(fā)現(xiàn)高管驅(qū)動信號時(shí)有時(shí)無,而低管信號徹底消失。。。。查推挽電路電源在開關(guān)狀態(tài)時(shí)候,12V信號電流耗6mA>>>>

神馬問題,功率沒有出來?

給主回路加電,高管信號震蕩,一段一段,低管信號徹底消失???

是否自己變壓器繞制不規(guī)范,朋友們碰到如此情況,請幫忙支招!

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老梁頭
LV.10
10
2012-10-11 21:21
@honkinlg
測量主變壓器上下M1,M2兩管GS波形如下:高管M1柵極和源極波形:[圖片] 低管M2柵極和源極波形,信號幅度變小,峰峰值為10V左右。[圖片]當(dāng)占空比調(diào)為43%時(shí)候,信號幅度明顯下降: [圖片]  
你的43%占空比的時(shí)候幅度多高?還不到10V嗎?現(xiàn)在解決了嗎?
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honkinlg
LV.3
11
2012-10-11 21:25
@老梁頭
你的43%占空比的時(shí)候幅度多高?還不到10V嗎?現(xiàn)在解決了嗎?
梁兄,目前正在查問題,是不是變壓器功率不夠的,不過我們是采用EE19的磁芯啊,努力中的...
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老梁頭
LV.10
12
2012-10-11 21:27
@honkinlg
梁兄,目前正在查問題,是不是變壓器功率不夠的,不過我們是采用EE19的磁芯啊,努力中的...
你VCC電壓多高,是怎么出來的?
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honkinlg
LV.3
13
2012-10-11 21:32
@老梁頭
你VCC電壓多高,是怎么出來的?
VCC電源還是比較穩(wěn)定的,是由暫時(shí)用的7812出來,剛查過電源波形還是12V,比較穩(wěn)定,驅(qū)動電路在工作的時(shí)候,僅僅多耗電6mA的,我懷疑功率沒有出來的。
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老梁頭
LV.10
14
2012-10-11 21:36
@honkinlg
VCC電源還是比較穩(wěn)定的,是由暫時(shí)用的7812出來,剛查過電源波形還是12V,比較穩(wěn)定,驅(qū)動電路在工作的時(shí)候,僅僅多耗電6mA的,我懷疑功率沒有出來的。
你帶功率的時(shí)候應(yīng)該瞬間功率不止6mA,睡覺了明天接著學(xué)習(xí)!
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fly
15
2012-10-11 21:51
@honkinlg
而最可氣的是,給功率變壓器主要回路加電源時(shí),發(fā)現(xiàn)高管驅(qū)動信號時(shí)有時(shí)無,而低管信號徹底消失。。。。查推挽電路電源在開關(guān)狀態(tài)時(shí)候,12V信號電流耗6mA>>>>神馬問題,功率沒有出來?給主回路加電,高管信號震蕩,一段一段,低管信號徹底消失???是否自己變壓器繞制不規(guī)范,朋友們碰到如此情況,請幫忙支招!
看下圖騰之前是否有驅(qū)動信號
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bg4tfw
LV.4
16
2012-10-11 22:22
@honkinlg
[圖片]驅(qū)動變壓器原理圖 雙管正激驅(qū)動變壓器采用自己手繞,骨架為立式EE19,匝數(shù)比為1:1:1,初級電感為2.0mH,驅(qū)動變壓器從內(nèi)層到外層為次級1-初級-次級2繞線結(jié)構(gòu),繞線層數(shù)為1層,匝數(shù)均為43圈。驅(qū)動電源VCC為+12V,驅(qū)動信號電平DRV為12V電平,驅(qū)動電路原理圖如下,實(shí)際電路C302電容為1uF,后面兩個(gè)mosfet輸出各并聯(lián)47k電阻,電路圖見附件;[圖片] 

我覺得這個(gè)驅(qū)動電路設(shè)計(jì)的有問題 ,你使用了類似半橋的驅(qū)動電路來驅(qū)動單端變換器。因?yàn)檩敵鲂盘柨赡軓男〉恼伎毡鹊?0%,驅(qū)動電路后的隔直電容去掉了直流分量,波形大于零的面積和小于零的面積是相等的,這樣對不同占空比的信號大于零的幅度是不一樣的,比如50%信號,就變成正負(fù)6V的矩形波了。隔直電容上并聯(lián)的二極管穩(wěn)定后是沒有導(dǎo)通機(jī)會的 ,因?yàn)殡娙萆系闹绷麟妷菏?左邊為正。解決這個(gè)問題的方法是,驅(qū)動級也按照單端正激方法來做。另外你說上管的驅(qū)動和下管不一樣,這個(gè)只能說是驅(qū)動變壓器的這兩個(gè)次級不等價(jià),比如耦合的不一樣。如果你把兩個(gè)次級繞組用雙線并繞的方式,應(yīng)該不會有信號不一致的情況,如果還有檢查是否有器件和連接問題。希望對你有幫助!

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honkinlg
LV.3
17
2012-10-11 23:07
@fly
看下圖騰之前是否有驅(qū)動信號
有信號的
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2012-10-11 23:42

請注意仔細(xì)檢查你的驅(qū)動變壓器,請注意這是個(gè)雙管正激驅(qū)動器,初次級都是同相位的

相位,繞向,線徑,每個(gè)繞組的感量,直流電阻值,絕緣等等

然后就是低壓(主電路高壓不要加)測試變壓器原副邊的波形,看相位跟幅度,解決這個(gè)問題之后才想著上高壓吧

今晚有點(diǎn)困了,明天再上來看看你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果吧

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ta7698
LV.9
19
2012-10-12 07:10

你的電源輸入電壓25V~110V,電流取樣電阻R12主R13兩個(gè)1R5并聯(lián)?太大了!功率出不來的。100KHz驅(qū)動變壓器用19的足夠了。

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honkinlg
LV.3
20
2012-10-12 08:56
@ta7698
你的電源輸入電壓25V~110V,電流取樣電阻R12主R13兩個(gè)1R5并聯(lián)?太大了!功率出不來的。100KHz驅(qū)動變壓器用19的足夠了。
這個(gè)地方電阻標(biāo)示錯(cuò)誤,取樣比較小的,兩個(gè)4m歐的電阻并聯(lián)電流取樣!
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2012-10-12 09:10
雙管正激還沒做過。。。過來關(guān)注一下。。。。。
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2012-10-12 09:15
@honkinlg
這個(gè)地方電阻標(biāo)示錯(cuò)誤,取樣比較小的,兩個(gè)4m歐的電阻并聯(lián)電流取樣!
看來驅(qū)動有點(diǎn)問題,驅(qū)動變壓器除感量要足夠外,耦合很重要。D3、D8實(shí)際電路有加嗎?
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jianyedin
LV.9
23
2012-10-12 10:16
驅(qū)動變壓器用EE19可以了,匝數(shù)比改1:1.3:1.3,副邊加穩(wěn)壓管,如下圖 為1:1.3:1.3
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honkinlg
LV.3
24
2012-10-12 10:31
@ymyangyong
看來驅(qū)動有點(diǎn)問題,驅(qū)動變壓器除感量要足夠外,耦合很重要。D3、D8實(shí)際電路有加嗎?

ymyangyong兄弟,初級電感量為2mH,耦合么我是用了0.17的漆包線在EE19骨架上繞了43圈,全部都繞了一層,具體繞法是:先次級1最內(nèi)層,然后初級層,最后為次級2;

前天買了一個(gè)繞線機(jī),可惜苦于沒有夾具呀,今天再自己并繞一個(gè)試試看。

主電源回路的那個(gè)鉗位二極管加了,具備正向反向雙向鉗位,由兩個(gè)1N4744二極管反串接然后并在mosfet的GS兩端。

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honkinlg
LV.3
25
2012-10-12 10:33
@bg4tfw
我覺得這個(gè)驅(qū)動電路設(shè)計(jì)的有問題,你使用了類似半橋的驅(qū)動電路來驅(qū)動單端變換器。因?yàn)檩敵鲂盘柨赡軓男〉恼伎毡鹊?0%,驅(qū)動電路后的隔直電容去掉了直流分量,波形大于零的面積和小于零的面積是相等的,這樣對不同占空比的信號大于零的幅度是不一樣的,比如50%信號,就變成正負(fù)6V的矩形波了。隔直電容上并聯(lián)的二極管穩(wěn)定后是沒有導(dǎo)通機(jī)會的,因?yàn)殡娙萆系闹绷麟妷菏亲筮厼檎?。解決這個(gè)問題的方法是,驅(qū)動級也按照單端正激方法來做。另外你說上管的驅(qū)動和下管不一樣,這個(gè)只能說是驅(qū)動變壓器的這兩個(gè)次級不等價(jià),比如耦合的不一樣。如果你把兩個(gè)次級繞組用雙線并繞的方式,應(yīng)該不會有信號不一致的情況,如果還有檢查是否有器件和連接問題。希望對你有幫助!

其實(shí)這個(gè)電路主要是參考ON的一款芯片,他們提供評估板,電路的構(gòu)造有如上貼發(fā)的不同之外,其他全部一樣,見電路原理圖:(我覺得這個(gè)文件對做雙管正激電源有很大的參考意義,非常好)ncp1252(雙管正激) 


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honkinlg
LV.3
26
2012-10-12 10:34
@honkinlg
其實(shí)這個(gè)電路主要是參考ON的一款芯片,他們提供評估板,電路的構(gòu)造有如上貼發(fā)的不同之外,其他全部一樣,見電路原理圖:(我覺得這個(gè)文件對做雙管正激電源有很大的參考意義,非常好)[圖片]ncp1252(雙管正激) 
主要電路在48頁可以看到。
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honkinlg
LV.3
27
2012-10-12 10:41
@jianyedin
驅(qū)動變壓器用EE19可以了,匝數(shù)比改1:1.3:1.3,副邊加穩(wěn)壓管,如下圖[圖片] 為1:1.3:1.3

好的jianyedin兄,上午我會馬上繞一個(gè)變壓器出來;


今天早上一回來,發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題,居然將主電路的MOSFET的封裝搞反了,原來的G和D極性調(diào)了個(gè)個(gè),暈死,怪不得主回路加電后始終不導(dǎo)通,而且高端驅(qū)動信號過載,時(shí)有時(shí)無,低端驅(qū)動信號干脆全無,找到這個(gè)問題后,主要回路加電(電壓18V,電流可設(shè)置限流0.3A,按照道理說這個(gè)調(diào)試順序有問題,但是不會燒管子就OK),測試后發(fā)現(xiàn)回路可以控制通斷,電流PWM占空比受控,能夠進(jìn)行控制功率。取得一定進(jìn)展。

    另外早上一來,我給杭州電子市場的一個(gè)王工電話,我跟他說功率沒有出來,他提醒我說驅(qū)動變壓器的磁芯之間要磨氣隙,磨了加一張紙片就好,照做后,再觀察驅(qū)動信號波形,比原來好點(diǎn),但是信號幅度還是不高,另外前沿想在加陡一點(diǎn)。繼續(xù)改進(jìn)。



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ta7698
LV.9
28
2012-10-12 11:06
@honkinlg
好的jianyedin兄,上午我會馬上繞一個(gè)變壓器出來;今天早上一回來,發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題,居然將主電路的MOSFET的封裝搞反了,原來的G和D極性調(diào)了個(gè)個(gè),暈死,怪不得主回路加電后始終不導(dǎo)通,而且高端驅(qū)動信號過載,時(shí)有時(shí)無,低端驅(qū)動信號干脆全無,找到這個(gè)問題后,主要回路加電(電壓18V,電流可設(shè)置限流0.3A,按照道理說這個(gè)調(diào)試順序有問題,但是不會燒管子就OK),測試后發(fā)現(xiàn)回路可以控制通斷,電流PWM占空比受控,能夠進(jìn)行控制功率。取得一定進(jìn)展。  另外早上一來,我給杭州電子市場的一個(gè)王工電話,我跟他說功率沒有出來,他提醒我說驅(qū)動變壓器的磁芯之間要磨氣隙,磨了加一張紙片就好,照做后,再觀察驅(qū)動信號波形,比原來好點(diǎn),但是信號幅度還是不高,另外前沿想在加陡一點(diǎn)。繼續(xù)改進(jìn)。
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老梁頭
LV.10
29
2012-10-12 11:13
@ta7698
[圖片]
有進(jìn)步,繼續(xù)前進(jìn)!
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2012-10-12 11:14
@jianyedin
驅(qū)動變壓器用EE19可以了,匝數(shù)比改1:1.3:1.3,副邊加穩(wěn)壓管,如下圖[圖片] 為1:1.3:1.3
驅(qū)動變壓器繞制工藝可參考http://bbs.dianyuan.com/topic/599246。
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honkinlg
LV.3
31
2012-10-12 12:14
@ymyangyong
驅(qū)動變壓器繞制工藝可參考http://bbs.dianyuan.com/topic/599246。

按照jianyedin兄的方法,剛才另外繞制了一個(gè)變壓器出來,1:1.3:1.3變比,驅(qū)動信號電平明顯提高,但是上升沿不是很陡,且下降沿有震蕩,見圖:

由于我主頻給改成50K,20%占空比Vgs的波形如下圖,信號幅度有明顯提高,


 

放大看,上升沿有比較緩。

 

當(dāng)占空比調(diào)到43%時(shí)候,信號幅度進(jìn)一步下降。

 

信號放大來看:

 

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