フルブリッジドライバーコンデンサのリンギングの問題


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これは、フルブリッジドライバーを設計するのが初めてです。出力のリンギングで問題が発生しています。私はそれのためにPCBを作りました。これは、ボードの上面の写真です。 PCBフロント

裏側 PCBバック

L6498ドライバーへの入力、250nsのデッドタイム ここに画像の説明を入力してください

フルブリッジの無負荷出力電圧 ここに画像の説明を入力してください

無負荷変圧器が取り付けられた出力CH1:変圧器電圧CH2:変圧器電流 ここに画像の説明を入力してください

完全セットアップ ここに画像の説明を入力してください

私が抱えている問題は、負荷が取り付けられているときの出力波形の上部の発振です。トランスに負荷をかけると、リンギングが悪化するだけです。私はすべてのmosfetのゲートをテストしましたが、波形は非常にクリーンで、トランスがロードされていてもスパイクはありません。唯一の問題は、ブリッジ出力波形にあります。ボードの中央に1ufフィルムコンデンサーがあります。下の画像に示すように、mosfetの隣のメイン電圧レールに2200ufコンデンサを追加してみました。コンデンサの電流を測定するための電流トランスもあります。

ここに画像の説明を入力してください 電解コンデンサを追加すると、変圧器を接続したまま出力波形が改善されます。CH1:フルブリッジ出力電圧CH2:電解コンデンサ電流。 ここに画像の説明を入力してください この問題は、フルブリッジに非常に軽い負荷がかかると、電解キャップが熱くなることです。高負荷では、コンデンサを流れる電流はピーク時に約30アンペアでした。コンデンサは非常に熱くなりました。電源レールにさらに容量を追加するとリンギングが改善される場合、どのようなコンデンサを使用すればよいですか?大きなフィルムコンデンサはリンギングに役立ちますか?リンギングはレイアウトの問題ですか?その場合、PCB電力トレースを短くする必要がありますか?


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EE.SEへようこそ。強力な電流パルスの場合は、ポリプロピレンコンデンサのみが耐えて冷却されますが、10uFを超えるコンデンサを見つけるのは困難で費用がかかります。電流源(スイッチモード電源に対して定格の大きいキャップ)、電流スイッチ(MOSFET)、および電流負荷(抵抗器またはモーター)のゴールデントライアングルをできるだけ近づけるようにしてください。あなたはそれらを試すために手元にいくつかのポリプロピレンコンデンサを持っているべきです。彼らはほぼ破壊不可能です。
Sparky256 2018年

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だから、あなたが問題だと感じているのは、いくつかのリンギングがはいですか?なぜこれが問題として認識されるのですか?あなたの回路図はどこですか?シミュレーション結果はどこにありますか?
アンディ、別名

@ Sparkyゴールデントライアングルの概念は私にとって新しいフレーズですが、非常に説明的です。(1)電流源、(2)電流スイッチ、(3)電流負荷は非常にタイトな三角形でなければなりません。加えて、3つのピースはすぐ隣の物理的な配置に配置する必要があるため、磁場は大幅にキャンセルされ、(現在はより小さなループ領域の)ループに保存されるエネルギーははるかに少なくなります。
analogsystemsrf 2018年

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ひどいレイアウト!なぜすべてがそれほど離れているのですか?回路図を追加してください。
winny 2018年

リンギングの周波数を測定し、その周波数でピークになる同じフットプリントのフェライトビーズでゲート抵抗を置き換えてみてください。または、ゲート抵抗を増やします。でもレイアウトが悪いと思う。ゲートドライブトレースの下にグランドプレーンがないため、リターン電流インピーダンスは非常に高くなっています。ゲート駆動電流が流れる電流ループは非常に大きく、これもこれらの問題の一因となります。ここでは、このようなことが重要であるため、ネジ留め式端子コネクタではなく、ボード上で正しく動作するようにMOSFETを設計する必要があります。寄生成分が多すぎます。
DKNguyen

回答:


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ゲートを駆動するには、高速ターンオン/低速ターンオフを使用する必要があります...そして、ゲートを駆動するループを減らします。


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それは答えに少し短いです。詳細を追加できれば、これは良い答えになるかもしれません。
JRE、

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回路図を追加していないため、提供した情報に基づいて、私自身の経験と理解からのみアドバイスできます。

1-ここでは電解コンデンサがより重要です。リップル電流がより大きな容量に流れるためです。フィルムは、高周波ノイズ、容量範囲が100nFまたは10nFの場合にのみ使用してください。

2-電解コンデンサのトレースはできるだけ短くする必要があります。これらの2本のワイヤが問題です。パワーMOSFETの近くのPCBに直接はんだ付けします(外側の青いPCBにある2つのキャップとは異なります)。

3-電解コンデンサが熱くなるので、電解コンデンサを追加します。これは、リップル電流が定格よりも高いことを意味します。

4-ボードに電源が入っている場所がわかりません。これらのトレースは、インダクタンスを減らすためにできるだけ広くする必要があります。

5-現在ベンチ電源を使用している場合は、ボードにバッテリーを供給してみてください

これらの一般的なメモから始めて、問題が解決しない場合はお知らせください。

お役に立てれば


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強力なコンデンサ(マイクロファラッド)を備えた出力にローパスフィルターを追加してみてください。スコープでFFTを実行できる場合は、パルス信号でそれを試して、回路周波数の干渉をよりよく理解し、LPFを適切に設計してください。適切な値を持つ単純なRC回路にすることができます...


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おそらくR / Cスナバネットワークでより良い結果が得られるでしょう。約10〜47Ωの抵抗と直列に約0.05〜0.1μFのコンデンサの値で実験してみてください。

スナバの最適値は、負荷によって異なります。

リードはできるだけ短くしてください。

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