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半橋逆變器或半橋隔離DC-DC燒管問題(有電路圖和波形圖)

小弟正在做一個DC_DC,
電路結構:三相工頻電橋式整流+半橋—-高頻變壓器――高頻橋式整流+LC濾波
用來給蓄電池組充電,主電路已經搭起來了,可兩個月了還沒有什么進展,
電路結構:三相工頻電橋式整流+半橋—-高頻變壓器――高頻橋式整流+LC濾波
功率:2.5KW
開關頻率:20Khz
主要問題是:帶變壓器時燒IGBT
實驗現象:
1.帶變壓器直流母線340V 開關頻率15KHZ直流母線電流很小(<0.5A )就燒管子了,兩個管子燒掉的情況一樣,三端短路,同時燒掉了三相整流器前的兩相的保險絲.
2.帶變壓器直流母線200V 開關頻率20KHZ直流母線電流也很小(<0.5A ),工作了大概5分鐘后燒管,管子不發燙,用萬用表量和1中現象一樣,三相整流器前的保險絲全部燒掉.變壓器原邊電壓和電流波形如圖所示.
3.不接變壓器,20K 母線電壓能升到550V 電流0.6A運行十分鐘沒有問題.
由于手頭缺少大電流負載,上述實驗都是用燈泡串連作為負載

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yimu
LV.3
2
2005-07-04 19:54
圖太大了,但看的還算清楚:)變壓器原邊的波形應該沒有那個階梯,
直接升到Vdc/2的,而且 這個階梯是隨著母線電壓的升高而升高的,至于變壓器原邊電流,我覺得波形大致是對的,但出現的那些尖峰不知道是因為測點流用的LEM受到了干擾,開通時的電流尖峰應該不是干擾,我看了一下,管子開通時,電流突然上升的很高,比最大電流(雖然此時的電流本身就不大)還大,這是個問題,不知道是不是因為吸收沒有做好的緣故,這個電路我只在母線上并了一個0.47uF的無感電容.
請大家指點,謝謝!
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yimu
LV.3
3
2005-07-05 08:42
怎么沒有人頂呢,我再頂!
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落木源
LV.8
4
2005-07-05 13:30
@yimu
圖太大了,但看的還算清楚:)變壓器原邊的波形應該沒有那個階梯,直接升到Vdc/2的,而且這個階梯是隨著母線電壓的升高而升高的,至于變壓器原邊電流,我覺得波形大致是對的,但出現的那些尖峰不知道是因為測點流用的LEM受到了干擾,開通時的電流尖峰應該不是干擾,我看了一下,管子開通時,電流突然上升的很高,比最大電流(雖然此時的電流本身就不大)還大,這是個問題,不知道是不是因為吸收沒有做好的緣故,這個電路我只在母線上并了一個0.47uF的無感電容.請大家指點,謝謝!
是驅動圖還是集電極波形?
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yimu
LV.3
5
2005-07-05 14:07
@落木源
是驅動圖還是集電極波形?
左邊是變壓器原邊電壓波形圖,右邊是變壓器原邊電流波形!
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yimu
LV.3
6
2005-07-06 08:55
@yimu
怎么沒有人頂呢,我再頂!
我繼續, 諾大電源論壇 一定有人遇到過類似的情況!
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落木源
LV.8
7
2005-07-06 08:59
@yimu
我繼續,諾大電源論壇一定有人遇到過類似的情況!
是不是變壓器偏磁而飽和?
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yimu
LV.3
8
2005-07-06 09:23
@落木源
是不是變壓器偏磁而飽和?
應該沒有偏磁,電流很小的,不超過0.5A 再者,原邊的電壓波形看得出,他的正負 半周的V.S數時相等的,我想你能不能幫我從負邊負載(電阻性)電阻的大小角度看看為什么會出現這樣的波形,我把負邊 負載電阻加大到一定程度就會出現這樣的波形,謝謝
主電路圖如下:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1120612994.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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落木源
LV.8
9
2005-07-06 09:54
@yimu
應該沒有偏磁,電流很小的,不超過0.5A再者,原邊的電壓波形看得出,他的正負半周的V.S數時相等的,我想你能不能幫我從負邊負載(電阻性)電阻的大小角度看看為什么會出現這樣的波形,我把負邊負載電阻加大到一定程度就會出現這樣的波形,謝謝主電路圖如下:[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1120612994.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
從波形圖上是不可能看出來偏磁的,偏磁是個逐漸的過程.
先問幾個問題:
1、C1和C2是330u嗎?看不清楚.
2、FR1和FR2多大?
3、IGBT的型號?
4、驅動器的型號?
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yimu
LV.3
10
2005-07-06 14:23
@落木源
從波形圖上是不可能看出來偏磁的,偏磁是個逐漸的過程.先問幾個問題:1、C1和C2是330u嗎?看不清楚.2、FR1和FR2多大?3、IGBT的型號?4、驅動器的型號?
1.C1=C2=470uf/450V
2.FR1、FR2原本是用來檢測上下兩管的電流的,現在沒有用.只采用了一個LEM測變壓器原邊電流波形.
3.IGBT選用的是IR的 耐壓值1200V  電流30A
4.驅動是IR2213
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落木源
LV.8
11
2005-07-06 14:37
@yimu
1.C1=C2=470uf/450V2.FR1、FR2原本是用來檢測上下兩管的電流的,現在沒有用.只采用了一個LEM測變壓器原邊電流波形.3.IGBT選用的是IR的耐壓值1200V  電流30A4.驅動是IR2213
就是你這個C1太大,根本起不到抗不平衡作用.估計就是偏磁,一個周期偏一點,累計起來就燒管了.降低C1.
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yimu
LV.3
12
2005-07-06 15:27
@落木源
就是你這個C1太大,根本起不到抗不平衡作用.估計就是偏磁,一個周期偏一點,累計起來就燒管了.降低C1.
你是說C1 C2都大了嗎 電容大應該更好啊 U=Q/C 對于一定的充放電電流,
C越大,電壓的變化量越小, 兩電容中點電位的變化越小,抗不平衡能力越好啊 況且半橋有自動抗不平衡能力啊
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落木源
LV.8
13
2005-07-06 17:14
@yimu
你是說C1C2都大了嗎電容大應該更好啊U=Q/C對于一定的充放電電流,C越大,電壓的變化量越小,兩電容中點電位的變化越小,抗不平衡能力越好啊況且半橋有自動抗不平衡能力啊
你恰恰說反了.先用個4.7U的試試.
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yimu
LV.3
14
2005-07-06 17:56
@落木源
你恰恰說反了.先用個4.7U的試試.
兩個都用4.7uf的嗎,能從理論上解釋一下原因嗎? 我不明白啊,而且這么小的電容,C1為例,當T1(上臂)開通時,怎么提供較大的電流啊?
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tssmy
LV.2
15
2005-07-06 18:24
@yimu
兩個都用4.7uf的嗎,能從理論上解釋一下原因嗎?我不明白啊,而且這么小的電容,C1為例,當T1(上臂)開通時,怎么提供較大的電流啊?
缺少隔直電容,估計是偏磁飽和了才短路的
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yimu
LV.3
16
2005-07-06 18:30
@tssmy
缺少隔直電容,估計是偏磁飽和了才短路的
200V燒管子時,我事先串了1.5uf的CDE電容,再者,半橋本身就有防偏磁能力啊
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落木源
LV.8
17
2005-07-07 08:44
@yimu
200V燒管子時,我事先串了1.5uf的CDE電容,再者,半橋本身就有防偏磁能力啊
兩個都用4.7.半橋的防偏就是靠電容中點電位的調節.4.7只是個試驗,你不是0.5A就燒管嗎?在這樣的電流下,4.7夠了.
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2005-07-07 08:45
@tssmy
缺少隔直電容,估計是偏磁飽和了才短路的
我認為也是沒有隔直電容所致!!串一個10UF/630VCBB 試試(最好幾只并聯)
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2005-07-07 08:50
@yimu
應該沒有偏磁,電流很小的,不超過0.5A再者,原邊的電壓波形看得出,他的正負半周的V.S數時相等的,我想你能不能幫我從負邊負載(電阻性)電阻的大小角度看看為什么會出現這樣的波形,我把負邊負載電阻加大到一定程度就會出現這樣的波形,謝謝主電路圖如下:[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1120612994.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
把驅動圖貼上來,IGBT的驅動一般要加負壓
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落木源
LV.8
20
2005-07-07 09:30
根據你的描述,最大可能就是偏磁.華陽兄懷疑的驅動,也有一點可能,但我估計不大.不過驅動要有負壓,非常同意,至少從心理上也給人以安定感.
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yimu
LV.3
21
2005-07-07 09:40
@石家莊華陽電源
把驅動圖貼上來,IGBT的驅動一般要加負壓
驅動是用2213做的,
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yimu
LV.3
22
2005-07-07 09:40
@石家莊華陽電源
把驅動圖貼上來,IGBT的驅動一般要加負壓
IR2213做的驅動!


500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1120700423.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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yimu
LV.3
23
2005-07-07 09:53
@落木源
根據你的描述,最大可能就是偏磁.華陽兄懷疑的驅動,也有一點可能,但我估計不大.不過驅動要有負壓,非常同意,至少從心理上也給人以安定感.
1.關于隔直,事先已經加了1.5uf的CDE電容隔直了啊,然后才慢慢的把電壓升到200VDC的!
2.驅動原理圖如上,IR的工程師說他們的IGBT產品不需要加負電壓就可以關斷的,所以我將信將疑的做了-5V負偏.我觀察了驅動,下橋臂的驅動波形有-5V偏置,正向驅動14.8V左右,但上橋臂不知道為什么 關斷時的-5V偏置效果不好,達不到-5V,而且母線電壓升到一定才有負偏壓,正向驅動13.5V左右,這會是問題所在嗎 .
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落木源
LV.8
24
2005-07-07 10:26
@yimu
1.關于隔直,事先已經加了1.5uf的CDE電容隔直了啊,然后才慢慢的把電壓升到200VDC的!2.驅動原理圖如上,IR的工程師說他們的IGBT產品不需要加負電壓就可以關斷的,所以我將信將疑的做了-5V負偏.我觀察了驅動,下橋臂的驅動波形有-5V偏置,正向驅動14.8V左右,但上橋臂不知道為什么關斷時的-5V偏置效果不好,達不到-5V,而且母線電壓升到一定才有負偏壓,正向驅動13.5V左右,這會是問題所在嗎.
1、1.5uf的CDE電容已經串到變壓器初級了,按說能抗偏磁了!
2、“母線電壓升到一定才有負偏壓”,不太理解你的意思.
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yimu
LV.3
25
2005-07-07 14:38
@落木源
1、1.5uf的CDE電容已經串到變壓器初級了,按說能抗偏磁了!2、“母線電壓升到一定才有負偏壓”,不太理解你的意思.
我觀察了一下驅動的波形,電壓加到130V發現上橋臂關斷時沒有負偏壓,但死區時間有12.5us ,不至于直通吧?況且,該電路我不接變壓器直接帶燈泡運行也沒什么問題啊,疑惑啊?難道帶感性負載對驅動要求高?
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2005-07-07 23:46
首先是驅動電路有問題
IR2XXX不適合做高壓供電的半橋開關電源.
半橋開關電源模式,驅動IGBT正壓要確保柵電壓13.5V到16.5V,正壓不足,IGBT飽和壓降大,供電500V以上時要求負壓大于7V,負壓不足會有兩管共同導通問題.
IR2XXX做不到.
其次,IR2XXX浮地驅動的7腳如有高于6腳或低于5腳的電壓尖刺,IR2XXX極易損壞,因而導致IGBT損壞(下管驅動也有同樣的問題).變壓器是感性負載,容易引發電壓尖刺,燈是純阻性負載,不易引發電壓尖刺.
以上兩點,是IR2XXX的通病.
第三,是RCD吸收電路,R太大,C太小,這樣的參數幾乎沒用.根據電源的功率,估計R約幾十歐,C約幾納法.
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strong
LV.2
27
2005-07-08 08:42
@世界真奇妙
首先是驅動電路有問題IR2XXX不適合做高壓供電的半橋開關電源.半橋開關電源模式,驅動IGBT正壓要確保柵電壓13.5V到16.5V,正壓不足,IGBT飽和壓降大,供電500V以上時要求負壓大于7V,負壓不足會有兩管共同導通問題.IR2XXX做不到.其次,IR2XXX浮地驅動的7腳如有高于6腳或低于5腳的電壓尖刺,IR2XXX極易損壞,因而導致IGBT損壞(下管驅動也有同樣的問題).變壓器是感性負載,容易引發電壓尖刺,燈是純阻性負載,不易引發電壓尖刺.以上兩點,是IR2XXX的通病.第三,是RCD吸收電路,R太大,C太小,這樣的參數幾乎沒用.根據電源的功率,估計R約幾十歐,C約幾納法..
半橋的橋背電容用那種電容效果最好?
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jack7612
LV.5
28
2005-07-08 10:54
把你整個圖貼出來,讓大家互相討論
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yimu
LV.3
29
2005-07-08 12:06
@jack7612
把你整個圖貼出來,讓大家互相討論
整個圖是個半橋隔離的DCDC ,目前我是一級級調試的,變壓器后還有整流和LC濾波, 現在變壓器輸出直接帶了燈泡負載,相但于用作逆變,電路在上圖中已經有了,謝謝
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yimu
LV.3
30
2005-07-08 12:16
@世界真奇妙
首先是驅動電路有問題IR2XXX不適合做高壓供電的半橋開關電源.半橋開關電源模式,驅動IGBT正壓要確保柵電壓13.5V到16.5V,正壓不足,IGBT飽和壓降大,供電500V以上時要求負壓大于7V,負壓不足會有兩管共同導通問題.IR2XXX做不到.其次,IR2XXX浮地驅動的7腳如有高于6腳或低于5腳的電壓尖刺,IR2XXX極易損壞,因而導致IGBT損壞(下管驅動也有同樣的問題).變壓器是感性負載,容易引發電壓尖刺,燈是純阻性負載,不易引發電壓尖刺.以上兩點,是IR2XXX的通病.第三,是RCD吸收電路,R太大,C太小,這樣的參數幾乎沒用.根據電源的功率,估計R約幾十歐,C約幾納法..
1.的確是可能是原因,但IR2213 資料上是1200Vigbt驅動,上橋負偏按照我上面的貼圖,原理上應該能實現,但實際上沒有做到
2.不太明白,是IR2xxx固有缺憾嗎?
3. 事先我發現了這個問題,實際試驗電路中沒有加該吸收電路,而是采用 直流母線上并接0.47uf的無感電容做吸收,從IGBT Vce波形看,效果還可以阿.
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2005-07-08 20:16
IR2XXX浮地驅動供電,如第22帖的圖,采用自舉方式的話,C3是充不上電的,所以,該電路實際工作時上管驅動無負壓.
并在直流母線上的無感電容與并在IGBT的C,E之間的RC吸收電路起的作用完全不同,不可混為一談,對于大功率開關電源而言,都是不可缺的.
并在直流母線上的無感電容是吸收IGBT關斷時的電壓尖刺,以防擊穿IGBT.
并在IGBT的C,E之間的RC吸收電路是降低IGBT管子的關斷損耗的.
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