關於以靴帶驅動buck轉換器

houie98

小弟我是剛學電力電子的新手
最近設計了一個buck 電路
[規格]
Vi=9~18v
Vo=5v
Io=1A~2A
工作頻率=25k HZ
漣波電壓<50mV
操作在CCM下

[電路圖]




圖中的NCP5181是一顆靴帶的驅動IC，TL494則是常用的PWM IC
模擬基本在輸入9~18V時，輸出都有5V上下
[問題]
以直流電源供應器輸入電壓9~12V時，輸出大概有在5V，但驅動IC:NCP5181 卻蠻燙的
當電壓調到13V時，電源供應器就直接跳CC了，再調到18V更是直接把NCP5181燒毀
一直想不出來到底是甚麼原因，

補充內容 (2015-2-9 07:26 PM):
mos 則是用IRF840

補充內容 (2015-2-10 12:57 AM):
[問題]
輸入電壓越高，訊號越不穩，甚至燒ic
輸入電壓>11v 會多出階梯形狀
輸出訊號有脈衝(不知哪來，因該可用緩震電路改善
若有想出來會在補上

補充內容 (2015-2-24 07:42 PM):
震盪圖形是由於 進入了DCM模式。L和C產生鈴震的緣故
因為死區時間太長了，最後只能加一顆蕭基二極體在M2旁。
或者換一個有固定死區的PWM IC

專炸元件

看一下 G極驅動波形有沒有變形

winrar070

TL494輸出改圖騰柱看看
感覺上，應該是TL494給NCP5181的訊號有問題
另外 TL494應該不能這樣玩吧

houie98

專炸元件 發表於 2015-2-9 09:06 PM
看一下 G極驅動波形有沒有變形

感謝大大的回覆
我有去量了一下gate的訊號，但我不是很看得懂= =
但輸入電壓越高，確實訊號就越奇怪!
大致上Vin=9~13v，Vout都還可以在5~5.18v
但Vin>13v 後,驅動ic,ncp5181就溫度直飆然後不是跳cc 就是ic燒毀
水藍色為輸出電壓，深藍色是Gate訊號

[Vi=9v,Q1的訊號]

Vi=9v,Q1的訊號

[Vi=9v,Q2的訊號]

Vi=9v,Q2的訊號

[Vi=11v,Q1的訊號]

Vi=11v,Q1的訊號

[Vi=11v,Q2的訊號]

Vi=11v,Q2的訊號

[Vi>11v,Q2的訊號]

Vi>11v,Q2的訊號

還有發現只要大於11v波行就會出現一個像階梯的形狀

[Vi=12v,Q1的訊號]

Vi=12v,Q1的訊號

[Vi=12v,Q2的訊號]

Vi=12v,Q2的訊號

houie98

winrar070 發表於 2015-2-9 10:29 PM
TL494輸出改圖騰柱看看
感覺上，應該是TL494給NCP5181的訊號有問題
另外 TL494應該不能這樣玩吧 ...

小弟我剛進入這領域2個月，從0開始學起。
可能還有很多不懂的地方，看來還有很長的路要走
不是很懂圖騰柱的意思是????
但確實好像是在訊好上出了問題(上面有補訊號圖)，但不知道有沒有什麼改進方法。
還是說以TL494不太能實現這架構?
是因為TL494 推2顆mos，Duty最大只能開到0.48的關係嗎?

winrar070

圖騰柱->請上用搜尋

最後一張圖，波形明顯震盪
已經不是方波了

tl494-本來就不是給同步整流用的晶片
或許理論上可以

專炸元件

houie98 發表於 2015-2-10 12:22 AM
感謝大大的回覆
我有去量了一下gate的訊號，但我不是很看得懂= =
但輸入電壓越高，確實訊號就越奇怪!

如果D極 更難看的話  那就要並聯一些  RC吸收電路了

雄爸爸

TL494的輸出選擇如此的接法,很擔心其輸出LO不會是0V
C2的容量感覺似乎不是很足夠 (純粹個人感覺)

雄爸爸

TL494 降壓電路結構

houie98

winrar070 發表於 2015-2-10 07:34 AM
圖騰柱->請上用搜尋

最後一張圖，波形明顯震盪

感謝winrar070大提供建議

小弟我在想想，若真的不行，就換方法了。

但圖騰柱，不是只能送出一組方波訊號嗎?@@

houie98

雄爸爸 發表於 2015-2-10 10:13 AM
TL494的輸出選擇如此的接法,很擔心其輸出LO不會是0V
C2的容量感覺似乎不是很足夠 (純粹個人感覺)
...

這接法我是參考書本的。
主要是內部的電晶體ON時有個電阻讓他有對地的準位
內部電晶體OFF時，則是0電壓

因該是沒啥問題，在9V輸入時，也有送出方波訊號

電容值我昨晚在做時有想過，後來有加大到47u，但沒什麼影響= =

houie98

雄爸爸 發表於 2015-2-10 02:24 PM
TL494 降壓電路結構

哦~感謝雄大提供資料!感覺不錯!
改天有時間來試一下(最近較忙...

若tl494 配靴帶 ，真的想不出方法解決的話。
到時就只好換做這個=)

houie98

專炸元件 發表於 2015-2-10 09:03 AM
如果D極 更難看的話  那就要並聯一些  RC吸收電路了

感謝專炸元件大提供意見~

有試過在g極串一顆電阻，與mos的寄生電容，形成一個rc的緩震電路
但沒法解決問題

小弟我在想一下(有想到再補上來了  

專炸元件

houie98 發表於 2015-2-11 12:17 AM
感謝專炸元件大提供意見~

有試過在g極串一顆電阻，與mos的寄生電容，形成一個rc的緩震電路

那個變形的原因是來自D-S  在脈波上下緣切換時   電感特性所導致

電阻串錯地方了  也不能用寄生電容   

元件的寄生電容 電感  會因操作頻率不同 數值會有變化


吸收電路要在 D-S

雄爸爸

如果是個人興趣學習的話,那就慢慢研究慢慢玩
如果是從事相關工作的話
建議你直接放棄這種方案,因為25Khz根本不符市場需求
利用公司資源,還可以跟廠商要樣品
建議你搜尋關鍵字 "同步降壓"

專炸元件

雄爸爸 發表於 2015-2-11 12:35 AM
如果是個人興趣學習的話,那就慢慢研究慢慢玩
如果是從事相關工作的話
建議你直接放棄這種方案,因為25Khz根 ...

如果多兩個0  從K到M  說不定還可以n_111|
但是那不只考驗元件  設計  還有鋪線 都變得很重要n_166|

SIMON1016

你誤解  TL494  其兩個輸出功能了, 這兩個輸出關係是 交替週期輸出 (1個 週期包含了ON+OFF)
C1(E1) 輸出了  1個 週期包含了ON+OFF 之後 , 就休息 ; 下個週期輪給 C2(E2)  來執行; 之後與C1(E1)交替輸出
並不是同步整流裡 ON(HI)  OFF(LOW) 兩輸出  

而NCP5181 示範電路是去驅動 半橋式電路...



當TL494   C1(E1)  負責周期  ON 的階段    驅動同步整流裡的 DRV HI OUT - ON   ; (這段沒事  接下來問題來了)

                 C1(E1)  負責周期  OFF 的階段時  而同步整流裡的 DRV HI OUT - OFF  

                 而此時同步整流裡的 DRV-LO 被  C2(E2)  關住 也是OFF  ; MOS M2 沒開啟與L2_PIN1無法構成電流迴路
                 於是 L2 到處搶拉電流 1.)靠M2寄生二極體  2.) 被L2 PIN1 接到的全都被吸出電流 如NCP5181

這個電路以'玩' 的觀點 來看
   1.
   捨棄NCP5181 DRV-LO功能, 只使用 其靴帶驅動DVR-HI
      E1/E2 接在一起 去推 NCP5181  PIN1 IN_HI ,  然後 MOS M2 改用 蕭特基/快速 二極體
       ==> 沒用到 '同步整流'
   
    2.  要玩同步整流  續上述1.)
         TL494  輸出 再額外做出倒相電路 驅動 去推 NCP5181  PIN2 IN_LO ; DRV-LO推  MOS M2
          而此時的凶險挑戰 就是ON-OFF-ON 的相位時間差
        



                  

補充內容 (2015-2-11 10:05 AM):
上述'同步整流' 用詞有誤;  該是 同步降壓

houie98

SIMON1016 發表於 2015-2-11 02:41 AM
你誤解  TL494  其兩個輸出功能了, 這兩個輸出關係是 交替週期輸出 (1個 週期包含了ON+OFF)
C1(E1) 輸出了  ...

太感謝SIMON1016大了!!

原來如此!!

意思就是，幾乎不能有死區訊號!

M1 OFF 時 ， M2就要ON

houie98

所以意思就是說!
我送Vin=9v，輸出經過分壓後，回朔的電壓，和參考電壓Vref，兩者差值不大
所以導通的時間較長，相對的M1，M2同時off的時間短(即死區的時間就較短)。
因此還可以使電路正常動作。

但我如果送的Vin越大，輸出經過分壓後，回朔的電壓，和參考電壓Vref，兩者差值越大
導通時間短，相對的M1，M2同時off的時間長(即死區的時間就較長)，因此造成電感上的電流，回灌給ncp5181造成ic溫度升高。

但有可能形成這種圖嗎?
pwm的訊號出on時間很短，但訊號形狀還是正常的
送給靴帶ic後，出來的訊號(M1 S端的訊號)則變成下圖。

輸出有5v

感覺跟靴帶的那顆電容有關，我如果換小一點，訊號就比較正常了(方波訊號)，但輸出就到不了5v了

houie98

雄爸爸 發表於 2015-2-11 12:35 AM
如果是個人興趣學習的話,那就慢慢研究慢慢玩
如果是從事相關工作的話
建議你直接放棄這種方案,因為25Khz根 ...

XD小弟還在讀書，這是個人興趣。但未來可能會做相關行業
還得多多學習~

雄爸爸

對"交換式電源供應器"有興趣的話
建議你先從簡單的入手
用TL494做"雙正激"(推挽式,PUSH-PULL)玩起
我個人覺得,該電路結構隨為兩組相同結構,各工作於正半周&負半周,感覺似乎比較難
其實在加入變壓器的其他因數進去,反而會變得比較簡單
因為順向式or返迴式,都必須計算主變壓器的電感量&輸出電感量
雙正激可以把這些都省略,只要去主變壓器計算圈數比即可
相對的成功率自然就高出許多
論壇內我有發布一些相關的帖,歡迎去搜尋參考