Qu'est-ce qui cause les pointes ou oscillations dans mon convertisseur Buck-Boost?

Actuellement, j'ai un problème avec le convertisseur Buck-Boost. Le schéma de mon convertisseur Buck-Boost peut être vu comme ci-dessous:

J'ai utilisé les transducteurs à effet Hall, LV25-P et LA25-NP, pour mesurer la tension d'entrée et le courant d'entrée pour le Buck-Boost. Ensuite, le signal est mesuré par les transducteurs et envoyé au circuit de condition du signal (à droite de cette figure). Pour le circuit de condition du signal, j'ai utilisé LM358 pour faire les suiveurs de tension. Enfin, le signal est envoyé aux ADC.

L'IGBT que j'ai utilisé est l'IRG4PH50U. Le pilote est TLP250. Le bloc d'alimentation du TLP250 est de + 15V, et sa masse est appelée "Middle". La fréquence de commutation est de 20 KHz.

J'ai utilisé l'émulateur PV, Chroma ATE-62050H-600S, comme source d'entrée pour le Buck-Boost. La sortie est connectée à une résistance électronique à 20 Omh. J'ai maintenu le cycle de service de l'IGBT à 49%. Les résultats sont présentés ci-dessous:

où le canal 1 fait référence au singal au port "LA", qui se trouve à l'avant du circuit d'état du signal. le canal 2 se réfère au singal au port "1", qui est à la fin du circuit de condition de signal avec un filtre passe-bas LC. Le canal 3 est le courant d'entrée que je mesure par la sonde d'oscilloscope actuelle.

Les résultats ne sont pas très bons. Je veux vraiment supprimer ces pointes. Récemment, j'ai lu certains documents sur le rebond au sol, tels que Qu'est-ce qui cause de grandes oscillations dans mon convertisseur élévateur DC / DC? Est-ce un rebond au sol ou un autre effet? J'ai supposé qu'elle était causée par un rebond au sol. Cependant, je ne sais pas comment le résoudre.

Toute aide serait très appréciée.

Bonjour, @BruceAbbott. Oui, j'ai 3 motifs.

Un sol est lié aux transducteurs et au LM358, et je l'ai marqué comme "triangle". Le deuxième motif est lié au pilote, TLP250, que j'ai marqué comme "D_GND". Le troisième est le terrain pour Buck-Boost, j'ai marqué comme "GND". J'ai utilisé 0 résistances Omh pour les connecter ensemble, comme vous pouvez le voir dans la partie droite de la figure. Lorsque j'ai mesuré les signaux dans les canaux 1 et 2, la masse que j'ai connectée est P6.

Comme demande pour @PlasmaHH, j'ai ajouté le prototype et la disposition du PCB.

Récemment, j'ai essayé la solution de @PlasmaHH, et les résultats sont présentés ci-dessous:

Le canal 3 est le courant d'entrée que je mesure par la sonde d'oscilloscope actuelle. Le canal 1 et le canal 2 font référence au même port, le port "1". Cependant, le canal 1 a utilisé l'antenne au sol, contrairement au canal 2. Nous pouvons voir que certaines ondulations sont réduites, mais pas toutes.

J'ai également essayé mon circuit Boost, qui est mon précédent travail. Les résultats sont présentés ci-dessous:

où le canal 1 utilisait l'antenne au sol, tandis que le canal 2 n'en utilisait pas. Sur cette figure, nous pouvons voir que toutes les ondulations sont réduites.

D'après la discussion ci-dessus, je pense que @PlasmaHH a raison, mais pas le tout. @carloc et @rioraxe ont fourni des solutions, et je pense qu'elles peuvent fonctionner. J'ai lu l'article de Jeff Barrow, http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/41-06/ground_bounce.html . Je pense que le rebond du sol est le coupable. J'ai fait une analyse pour mon Buck-Boost, comme indiqué ci-dessous:

Ces chiffres donnent les deux boucles de courant différentes lorsque l'interrupteur est activé ou désactivé. Sur cette figure, on peut voir les changements des zones de boucle actuelles. J'ai proposé une solution pour concevoir la disposition du PCB, comme indiqué ci-dessous:

La raison pour laquelle je veux utiliser cette disposition est que j'ai trouvé que la direction actuelle des deux boucles actuelles est la même. Par conséquent, je dois seulement penser à sauver la zone rose et la zone verte.

Voici ma disposition PCB, qui n'est pas encore terminée. Je veux juste savoir si ça marche.

Les lignes roses se réfèrent à la boucle de courant lorsque l'interrupteur est activé, et les lignes vertes se réfèrent à l'interrupteur est désactivé. La zone blanche correspond aux changements des boucles actuelles.

Alors, tout le monde, pensez-vous que ça va?

———————————————————————————————————————————— Bonjour, j'ai fait quelques nouveaux changements. Tout d'abord, je réduit la taille du condensateur, car j'ai trouvé que je n'avais pas vraiment besoin de ce gros. Ensuite, je réduis la trace entre l'inductance GND et Cout. Est-ce efficace pour réduire les inductances parasites "?

Salut, je viens de mettre à jour ma disposition PCB. Pourriez-vous m'aider à le vérifier?

J'ai fait quelques changements:

1. Fabriqué l'IGBT et la diode dans un dissipateur thermique pour réutiliser la zone de boucle.
2. Fabriqué quelques composants sur le côté inférieur, mais je ne sais vraiment pas si c'est OK.
3. Connectez les motifs ensemble, comme les cercles blancs que j'ai marqués sur la figure.

Je ne sais pas comment mesurer l'ESR pour les bouchons. Mais j'ai vérifié certains ducuments à ce sujet. Ça dit:

"Le capuchon d'entrée est de 100V 470uF. Son ESR est de 0,06 Ohm. Le capuchon de sortie est de 250V 47uF. Son ESR est de 0,6 Ohm."

Récemment, j'ai fait la nouvelle carte PCB, comme ci-dessous:

Le résultat est correct comme indiqué ci-dessous:

La pointe du courant d'entrée est plus petite. Cependant, je ne suis pas sûr de pouvoir apporter une amélioration supplémentaire.

Au fait, j'ai également testé le courant et la tension de sortie, comme indiqué ci-dessous:

Pourquoi la sortie du signal est si bizarre? Comment améliorer cela? S'il vous plaît, aidez-moi à le voir.

Tout d'abord, vous devez vous assurer que vous mesurez correctement. Votre sonde a un effet d'antenne au sol, vous pouvez lire la note d'application " Mesure de l'ondulation de sortie et des transitoires de commutation dans les régulateurs de commutation " pour plus de détails.

Deuxièmement, les diodes ultra rapides trr <= 30ns aideront votre problème de pointe. Pour trouver des condensateurs à faible ESR, vous pouvez également sélectionner des condensateurs à courant d'ondulation élevé / haute température; par exemple, des condensateurs à 105 ° C peuvent résoudre votre problème. Votre PCB semble également avoir un problème de capacité parasite. Vous pouvez remplir avec le fond du plan Gnd du commutateur, cela réduit la capacité parasite.

Vos pointes semblent commencer à l'allumage de l'IGBT. Dans votre configuration, le courant d'inductance est assez élevé à l'allumage. La plupart des convertisseurs sont configurés de cette façon, il serait donc blasphématoire de ma part de dire que c'est faux .Cette configuration en mode continu a besoin d'une diode rapide comme l'a dit m derecik. Vous devez également ralentir l'allumage de la grille de l'IGBT par tous les moyens. La résistance de grille couramment vue est facile à comprendre et à essayer. Contournez la résistance de grille expérimentale avec une petite diode rapide pour que la désactivation des IGBT ne soit pas ralentie.Cela consommera plus d'énergie, mais à votre 20KHz choisi, cela devrait être réalisable.La résistance de grille dépend de la configuration de votre PCB.Meilleure est la moindre résistance de grille nécessaire pour amener les pointes à un niveau acceptable. Vous pouvez commencer avec une résistance de 47 ohms avec une diode BAV21 en parallèle.