理論與實踐哪個更重要?有人覺得是理論,有人覺得是實踐,我覺得兩者相輔相成,缺一不可。按理說本科已經學了很多知識,但是真到應用時,卻總是一頭霧水。實踐可以驗證理論,理論又可以指導實踐,只有不斷探索才能提升自我。
在“實用技術5”中驗證驅動電路可行性時,偶然間發現了MOS管Vds電壓振蕩問題,這是由于什么原因引起的呢?歡迎各位朋友積極發表自己的見解。
談及Boost變換器,相信電相關專業的人都有所了解。但對于我來說,以前還真不了解,其實現在也不是特別理解,主要是因為自己從來沒有實踐過,都是自己摸索著學習。
最近我在學習功率器件驅動相關的內容,想驗證驅動電路的可靠性,于是就搭了一個Boost變換器。在調試過程中也遇到了一些問題,大多都是驅動電路方面問題,其中,Boost電路也遇到一個問題,那就是標題所提到的MOS管Vds電壓振蕩問題。
目錄
0 Boost變換器
1 實戰紀實
2 相關參考
3 專題推薦
0 Boost變換器
Boost升壓電路是六種基本斬波電路之一,是一種開關直流升壓電路,它可以使輸出電壓比輸入電壓高。主要應用于直流電動機傳動、單相功率因數校正(PFC)電路及其他交直流電源中。根據流過電感的最小電流是否為零(即電感電流在S關斷期間是否出現斷續)也可將Boost交換器劃分為兩種模式:連續導電模式(CCM)和不連續導電模式(DCM)。對于給定的開關頻率、負載電阻及輸入和輸出電壓,Boost變換器存在一臨界電感Lc,當L>Lc時,變換器處于CCM:而當L基本工作原理是在輸入電壓變化、內部參數變化和外接負載變化的情況下,控制電路通過被控制信號與基準信號的差值進行閉環反饋,調節主電路開關管的導通(或截止)時間,使得開關變換器的輸出電壓或電流相對穩定。
圖1 Boost變換器原理圖
1 實戰紀實
功率器件驅動電路調試完畢,接下來就是功率電路,Boost主電路結構簡單,首先測試了500kHz驅動電路的工作情況,結果顯示波形完好,能可靠驅動MOS管,當我把頻率降到200kHz時,觀測MOS管各極波形,發現出問題了,波形畸變,但依然可靠驅動MOS管,但Vds波形出現了振蕩,由于Cgd的影響,驅動波形也出現了嚴重畸變。
圖2 200kHz Vgs Vds測試波形
圖3 等效電路
個人認為在開關管S1關斷器件,低頻工作時MOS Vds電壓產生振蕩的原因是LC電路造成,也就是圖3中的π型電路的固有振蕩頻率。測試400kHz時,電路依然會振蕩,不過這時卻發現類似軟開關ZVS的波形,如圖4所示。最后,通過修改電感參數,振蕩現象消除。
圖4 400kHz測試波形
雖然圖4中不是真正意義上的軟開關,但可以發現軟開關的優點,損耗降低,Vgs沒有了密勒效應,開關速度加快,波形十分完美,硬開關狀態,Vgs上升沿不僅有密勒效應,而且上升沿波形有震蕩。所以現在變換器基本都使用軟開關技術,以提高性能。
Boost變換器溫顧
2 相關參考
[1] 開關電源理論及設計
[2] 開關電源設計
3 專題推薦
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