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請教BOOST電路中出現的問題

輸入:15-26V,輸出27V/10A

兩路交錯并聯,相位相差180度。開關頻率大約240K。

每一路用一個直徑22mm的鐵硅鋁磁環,繞了11匝,電感量19UH(根據芯片資料中提供的公式計算出來的)。

輸出10A完全沒有問題,但是發現漏極波形振蕩,占空比不固定,而且MOS漏極有嚴重的振蕩(帶寬20M時看不見了 )。

拉開可以看得明顯一些

另外電源輸入端受開關影響很大,尖峰有4V左右,把功率級和控制部分電源用電感和線性穩壓隔開,功率級和控制部分電源上還是有這個尖峰。把示波器探頭兩端都碰到地線的同一個點上,也有4V的尖峰。

  

是因為布板的原因造成的嗎?我畫板子的時候已經考慮了功率和信號地分開走,因此還成了四層板。

地線每一層都是跟這個圖一樣,左邊是控制部分,右邊是功率部分 

 

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ttkx365
LV.5
2
2011-08-09 17:25
信號地一般都接到輸出地線端子,看你的PCB 好像連接在輸入的濾波電容地線端子上了。用的是LT3782或更新的LTC3862?
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fl0821
LV.2
3
2011-08-09 19:03
@ttkx365
信號地一般都接到輸出地線端子,看你的PCB好像連接在輸入的濾波電容地線端子上了。用的是LT3782或更新的LTC3862?

看來是碰到行家了,是3862.明天我試試吧印制板割斷接到輸出端看看。

還有個問題:輸入電壓在25V以下時,紋波波形正常,25V以上開始振了,漏極波形類似與“打嗝”。是不是因為輸入與輸出電業接近造成的?有沒有什么號的辦法解決?

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2011-08-09 19:34
@ttkx365
信號地一般都接到輸出地線端子,看你的PCB好像連接在輸入的濾波電容地線端子上了。用的是LT3782或更新的LTC3862?

3782是2相的,但不是交錯的,

3862沒整過

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2011-08-09 19:35
@fl0821
看來是碰到行家了,是3862.明天我試試吧印制板割斷接到輸出端看看。還有個問題:輸入電壓在25V以下時,紋波波形正常,25V以上開始振了,漏極波形類似與“打嗝”。是不是因為輸入與輸出電業接近造成的?有沒有什么號的辦法解決?
3862是2相交錯的嗎?
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2011-08-09 19:38
@ttkx365
信號地一般都接到輸出地線端子,看你的PCB好像連接在輸入的濾波電容地線端子上了。用的是LT3782或更新的LTC3862?
“信號地一般都接到輸出地線端子”為什么?
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fl0821
LV.2
7
2011-08-09 19:59
@javike
“信號地一般都接到輸出地線端子”為什么?

按常理信號地應該是在輸入地吧?我也有點迷惘,信號地到底應該接在哪里

我明天先試試接到輸出端看看

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2011-08-09 20:13
@fl0821
按常理信號地應該是在輸入地吧?我也有點迷惘,信號地到底應該接在哪里我明天先試試接到輸出端看看

我一般都是接輸入地

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fl0821
LV.2
9
2011-08-10 08:37

今天試了改變信號地接地點,沒什么變化,還是接到輸入地了。 

漏極波形不穩倒是不影響紋波,但是輸入電壓升高到26V時,漏極波形出現類似“打嗝”現象,紋波也出現振蕩。

是不是輸入接近輸出造成的?有什么辦法解決?

 

下面是正常時候的波形:

 

展開:

 

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fl0821
LV.2
10
2011-08-10 10:34
@fl0821
今天試了改變信號地接地點,沒什么變化,還是接到輸入地了。 漏極波形不穩倒是不影響紋波,但是輸入電壓升高到26V時,漏極波形出現類似“打嗝”現象,紋波也出現振蕩。是不是輸入接近輸出造成的?有什么辦法解決?[圖片] 下面是正常時候的波形:[圖片] 展開:[圖片] 

大家幫忙診斷診斷啊

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ttkx365
LV.5
11
2011-08-10 11:09
@fl0821
今天試了改變信號地接地點,沒什么變化,還是接到輸入地了。 漏極波形不穩倒是不影響紋波,但是輸入電壓升高到26V時,漏極波形出現類似“打嗝”現象,紋波也出現振蕩。是不是輸入接近輸出造成的?有什么辦法解決?[圖片] 下面是正常時候的波形:[圖片] 展開:[圖片] 

既然你設計的是4層板,如果只是將TOP層、BOT層斷開接到輸出地,那內層的地還是沒有改變地線的位置啊,這樣改動只會造成接地的混亂,一般的說,無論是BOOST還是BUCK電路,輸出肯定經過整流濾波,同時,為了達到濾波的效果,都會有較輸入濾波大得多的電容平滑紋波,而且我們測量紋波的時候也是同時夾到輸出的2端的,沒有任何測量紋波范例是將參考地接到輸入地與輸出+端的(如果輸入端還有共模濾波呢,那地是接到共模的入端還是出端?),所以輸出的地應該是作為參考地的。

輸入輸出相差1V的BOOST,我沒有做過,應該是很難的,如果除去整流管的壓降,只有0.5V左右,按輸出精度+-1%,都有0.27V了,0.5-0.27=0.23V,還怎么穩壓?DC-DC不是LDO呀。

最后的辦法,請LT的技術支持幫你。

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恒宇
LV.1
12
2011-08-10 11:11
@fl0821
大家幫忙診斷診斷啊

把你電路圖弄出來大家分析分析呀!之前我們也遇到過這種情況,是在驅動一塊參數有問題。

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dengyuan
LV.8
13
2011-08-10 11:19
@fl0821
今天試了改變信號地接地點,沒什么變化,還是接到輸入地了。 漏極波形不穩倒是不影響紋波,但是輸入電壓升高到26V時,漏極波形出現類似“打嗝”現象,紋波也出現振蕩。是不是輸入接近輸出造成的?有什么辦法解決?[圖片] 下面是正常時候的波形:[圖片] 展開:[圖片] 
j簡單的辦法就是把輸出電壓調高些,或者用MOS代替升壓二極管,或者用超低壓差的肖特基。
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fl0821
LV.2
14
2011-08-10 12:08
@ttkx365
既然你設計的是4層板,如果只是將TOP層、BOT層斷開接到輸出地,那內層的地還是沒有改變地線的位置啊,這樣改動只會造成接地的混亂,一般的說,無論是BOOST還是BUCK電路,輸出肯定經過整流濾波,同時,為了達到濾波的效果,都會有較輸入濾波大得多的電容平滑紋波,而且我們測量紋波的時候也是同時夾到輸出的2端的,沒有任何測量紋波范例是將參考地接到輸入地與輸出+端的(如果輸入端還有共模濾波呢,那地是接到共模的入端還是出端?),所以輸出的地應該是作為參考地的。輸入輸出相差1V的BOOST,我沒有做過,應該是很難的,如果除去整流管的壓降,只有0.5V左右,按輸出精度+-1%,都有0.27V了,0.5-0.27=0.23V,還怎么穩壓?DC-DC不是LDO呀。最后的辦法,請LT的技術支持幫你。

 我斷開地線的時候中間層是斷開的,量過了

原理圖如下:

 

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fl0821
LV.2
15
2011-08-10 12:11
@dengyuan
j簡單的辦法就是把輸出電壓調高些,或者用MOS代替升壓二極管,或者用超低壓差的肖特基。
二極管已經是肖特基了
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fl0821
LV.2
16
2011-08-10 15:56
@fl0821
二極管已經是肖特基了

問題解決了。

ttkx365是對的。我把輸出采樣的地接到輸入地了,剛才改到輸出地上,問題解決了。雖然還是有一點點,但是已經不影響我的指標了。

附上兩者對比圖片:

采樣地接到輸入端:

 

接到輸出地:

 

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fl0821
LV.2
17
2011-08-10 15:56
@fl0821
問題解決了。ttkx365是對的。我把輸出采樣的地接到輸入地了,剛才改到輸出地上,問題解決了。雖然還是有一點點,但是已經不影響我的指標了。附上兩者對比圖片:采樣地接到輸入端:[圖片] 接到輸出地:[圖片] 
謝謝各位的幫助
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ttkx365
LV.5
18
2011-08-10 22:53
@fl0821
謝謝各位的幫助[圖片]
有一個問題想請教:從MOSFET及IC為參照,PCB的尺寸不是很大,如果按照PCB圖片形狀猜,整流管沒有用數據表PDS系列產品,SCH圖看不清型號,但明顯的整流管的散熱面積并不大,如果工作于10A的輸出電流,每個整流管的電流有5A,按每個壓降0.4V算,有2W的損耗,照示例的PCB散熱尺寸沒有多少,你的散熱是怎么解決的呢?我用PDS整流管5點幾A的電流,需要另貼用小散熱器(當然PCB的尺寸不是很大,但好像比你留給整流管散熱的PCB面積要大)散熱。你的整流管不用另加散熱器嗎?
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fl0821
LV.2
19
2011-08-11 07:52
@ttkx365
有一個問題想請教:從MOSFET及IC為參照,PCB的尺寸不是很大,如果按照PCB圖片形狀猜,整流管沒有用數據表PDS系列產品,SCH圖看不清型號,但明顯的整流管的散熱面積并不大,如果工作于10A的輸出電流,每個整流管的電流有5A,按每個壓降0.4V算,有2W的損耗,照示例的PCB散熱尺寸沒有多少,你的散熱是怎么解決的呢?我用PDS整流管5點幾A的電流,需要另貼用小散熱器(當然PCB的尺寸不是很大,但好像比你留給整流管散熱的PCB面積要大)散熱。你的整流管不用另加散熱器嗎?

整流管是STPS30H60,30A/60V的,D2PAK封裝,昨天加電滿載工作一小時,沒有任何額外散熱措施,二極管是有點燙手,不過還能接受。但是密閉環境中肯定不行了,所以后面還得想辦法加強散熱。

倒是MOS和電流采樣電阻在低壓輸入的時候發熱嚴重,時間一長手就不敢摸了,不能長時間工作。目前用的MOS管RDS是17毫歐,準備換為7毫歐的再試試。電流采樣電阻5毫歐,恐怕不能再小了。現在正在考慮怎么額外增加散熱呢。

你有什么好的辦法嗎?你的散熱器是怎么貼的?我實際的板子可能會比目前的大一點

我板子的頂層(還得調整,散熱面積還得加大):

 

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ttkx365
LV.5
20
2011-08-11 09:50
@fl0821
整流管是STPS30H60,30A/60V的,D2PAK封裝,昨天加電滿載工作一小時,沒有任何額外散熱措施,二極管是有點燙手,不過還能接受。但是密閉環境中肯定不行了,所以后面還得想辦法加強散熱。倒是MOS和電流采樣電阻在低壓輸入的時候發熱嚴重,時間一長手就不敢摸了,不能長時間工作。目前用的MOS管RDS是17毫歐,準備換為7毫歐的再試試。電流采樣電阻5毫歐,恐怕不能再小了。現在正在考慮怎么額外增加散熱呢。你有什么好的辦法嗎?你的散熱器是怎么貼的?我實際的板子可能會比目前的大一點我板子的頂層(還得調整,散熱面積還得加大):[圖片] 

MOSFET最熱的情況是在25V輸入的時候還是15V的時候還是全都這么熱?理論上,BOOST電路損耗最大的應該是整流管,開關管上的損耗是很少的,而且SI7852的封裝散熱應該很好的,3862沒有接觸過,不知道驅動電壓是不是5V的,如果是5V的,SI7852的驅動就有點不匹配,換個5V驅動的MOSFET試一試,而且用這么好的MOSFET,1只就足夠應付了,不需要2只并聯的,并聯后不單增加了排版的復雜性,分布電容也同時增大,反而會降低性能。你可以去掉1只試驗一下。

我的散熱辦法是用3M的導熱雙面膠粘貼鋁散熱器15(長)*10*10到整流管旁邊,協助散熱,但即使這樣,也需要有良好的散熱通道才行,在封閉的情況下(滿負荷運行),時間長了還是會燒。

采樣電阻我用威世的3W合金金屬箔電阻,1只搞定,溫度都在75~80度(25度環境下),不怕它損壞,嘿嘿。

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fl0821
LV.2
21
2011-08-11 14:21
@ttkx365
MOSFET最熱的情況是在25V輸入的時候還是15V的時候還是全都這么熱?理論上,BOOST電路損耗最大的應該是整流管,開關管上的損耗是很少的,而且SI7852的封裝散熱應該很好的,3862沒有接觸過,不知道驅動電壓是不是5V的,如果是5V的,SI7852的驅動就有點不匹配,換個5V驅動的MOSFET試一試,而且用這么好的MOSFET,1只就足夠應付了,不需要2只并聯的,并聯后不單增加了排版的復雜性,分布電容也同時增大,反而會降低性能。你可以去掉1只試驗一下。我的散熱辦法是用3M的導熱雙面膠粘貼鋁散熱器15(長)*10*10到整流管旁邊,協助散熱,但即使這樣,也需要有良好的散熱通道才行,在封閉的情況下(滿負荷運行),時間長了還是會燒。采樣電阻我用威世的3W合金金屬箔電阻,1只搞定,溫度都在75~80度(25度環境下),不怕它損壞,嘿嘿。

1.低壓輸入的時候熱,應該是因為輸入電流大,MOS和電阻上損耗增大,二極管溫度倒還可以

2.3862出來的驅動我測過,是10V的,并聯主要是想盡量減小RDS,而且兩個MOS分擔一下也踏實點

3.至于散熱,照你說的先試試

下來準備換成這個管子,RDS更小,只有7毫歐

 

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ttkx365
LV.5
22
2011-08-11 15:23
@fl0821
1.低壓輸入的時候熱,應該是因為輸入電流大,MOS和電阻上損耗增大,二極管溫度倒還可以2.3862出來的驅動我測過,是10V的,并聯主要是想盡量減小RDS,而且兩個MOS分擔一下也踏實點3.至于散熱,照你說的先試試下來準備換成這個管子,RDS更小,只有7毫歐[圖片] 

如果只是低壓輸入的時候MOSFET較熱那還是可以理解的。

只是PCB上怎么多的焊盤(看上去應該不是過孔吧?當然焊盤一定程度也是一樣的)是什么作用?過到其它層幫助散熱?

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fl0821
LV.2
23
2011-08-11 17:51
@ttkx365
如果只是低壓輸入的時候MOSFET較熱那還是可以理解的。只是PCB上怎么多的焊盤(看上去應該不是過孔吧?當然焊盤一定程度也是一樣的)是什么作用?過到其它層幫助散熱?

是的,充分利用其它層。

另外,有一部分是焊盤,原來打算用立式骨架繞電感,后來直接用鐵硅鋁磁環了,那些焊盤沒用了

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ttkx365
LV.5
24
2011-08-12 10:33
@fl0821
是的,充分利用其它層。另外,有一部分是焊盤,原來打算用立式骨架繞電感,后來直接用鐵硅鋁磁環了,那些焊盤沒用了
曾經也嘗試過用過孔將散熱擴展到其他面,但結果造成電路有震蕩。對于你的布板沒有出現這種情況,表示非常佩服!
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fl0821
LV.2
25
2011-08-12 16:31
@ttkx365
曾經也嘗試過用過孔將散熱擴展到其他面,但結果造成電路有震蕩。對于你的布板沒有出現這種情況,表示非常佩服!
漏極波形還是在一些點上有一點晃動,不過已經不影響正常工作了,輸出加了共模線圈后紋波也很好,在50mV左右
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selina1983
LV.4
26
2012-03-14 11:46
@fl0821
問題解決了。ttkx365是對的。我把輸出采樣的地接到輸入地了,剛才改到輸出地上,問題解決了。雖然還是有一點點,但是已經不影響我的指標了。附上兩者對比圖片:采樣地接到輸入端:[圖片] 接到輸出地:[圖片] 
學習一下mark
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1_home
LV.2
27
2013-01-28 22:23
@selina1983
學習一下mark

這個值得研究,是否必須使用4層板或者是6層板呢

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