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用兩個MOSFET構成的半橋組成BUCK電路,上橋臂的開關動作引起關斷的下橋臂的誤導通,如何解決?

       各位好,因為課題需要,小弟想在BUCK拓撲的基礎上,將快恢復二極管換成斬波開關,在buck模式下,只驅動原來的斬波開關,代替二極管的開關保持截止。斬波開關用的是ST公司的高壓MOSFET,型號為STW45N65M5。

      母線電容和輸出電容分別為330uF和660uF,且盡量靠近功率半橋安置,輸出濾波電感用的是市面上賣得做好的電感,把三個100uH的串聯起來使用,所需要的連線盡量采用了雙絞線,以消除不必要的雜散參數,  

     (a)buck功率電路的原理圖:

原理圖

     半橋部分,上、下橋臂分別有兩個并聯的MOSFET組成,下圖為MOSFET的驅動電路,采用的是安森美的驅動芯片,原理是自舉驅動。

驅動部分

    (b)對應的PCB布局:

PCB

     但,在實驗中發現,即使沒有給下管發驅動信號,下管的柵極電壓也會產生震蕩波形,超出了閾值電壓,導致電感電流波形完全是震蕩的。

  ( 說明:因為想現在低壓輸入下調好閉環再做高壓輸入的調試,所以實驗中BUCK的輸入電源用24V開關電源來代替,負載用的1ohm的制動電阻。)

(1)首先單獨測了上橋臂開關的Vgs(CH1)和Vds(CH2)

上管柵源電壓和漏源電壓

很明顯MOSFET在開通時柵極電壓出現了嚴重的震蕩

(2)接下來測了下橋臂的Vgs,注意此下橋臂是沒有驅動信號的,但功率電路依然能夠耦合過一個震蕩來,如下圖所示,根據測量結果顯示,這一震蕩最大值達到了6.8V,

下管柵極采到的電壓

     所以得到結論是,下橋臂由于存在耦合過來的震蕩電壓,這一震蕩電壓導致下管也反復開關。

     為此從兩方面考慮解決這一問題,

     第一,弄清楚震蕩產生的原因,從根源上削弱震蕩。

     第二,給下管截止時給下管的柵極加一個負壓,削弱震蕩電壓對于MOSFET的影響。

     除此之外,對于MOSFET的振鈴,論壇里還有人提到用RCD緩沖電路,不過我對比了 一下振鈴時的柵源電壓波形,感覺跟我采到的波形差別還是挺大的,所以不太確定加RCD到底有沒有用。

    在此想問下同行們,有沒有得到過類似的曲線,造成這一問題的原因大概是哪一塊,萬分感謝!

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2019-05-23 10:14
MOS管柵極對地都應加一個電阻,防止雜波干擾,MOS管柵極絕緣電阻很高,很容易受到雜波的感應干擾
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manzhusha
LV.1
3
2019-05-23 10:22
@lingyan
MOS管柵極對地都應加一個電阻,防止雜波干擾,MOS管柵極絕緣電阻很高,很容易受到雜波的感應干擾
嗯嗯,加了10k的泄放電阻
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shao456
LV.6
4
2019-05-23 14:40
自舉驅動的型號呢?看你電路圖中沒有低邊的驅動部分,你確定驅動芯片是對的?
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2019-05-30 17:54
@shao456
自舉驅動的型號呢?看你電路圖中沒有低邊的驅動部分,你確定驅動芯片是對的?
這是橋類電路的固有缺點,如果成本沒有要求,做一個負壓。
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manzhusha
LV.1
6
2019-07-12 16:24
@shao456
自舉驅動的型號呢?看你電路圖中沒有低邊的驅動部分,你確定驅動芯片是對的?
高低端驅動都是用的同樣的芯片,這個片子內部是自舉電路。
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2020-10-24 14:52
@manzhusha
嗯嗯,加了10k的泄放電阻
你這好使了嗎
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