อะไรทำให้ spikes หรือการแกว่งในตัวแปลง Buck-Boost ของฉันคืออะไร

ปัจจุบันฉันมีปัญหาเกี่ยวกับตัวแปลง Buck-Boost แผนผังของตัวแปลง Buck-Boost ของฉันสามารถเห็นได้ดังต่อไปนี้:

ฉันใช้ทรานสดิวเซอร์ Hall Effect, LV25-P และ LA25-NP เพื่อวัดแรงดันอินพุตและกระแสอินพุตสำหรับ Buck-Boost จากนั้นสัญญาณจะถูกวัดโดยทรานสดิวเซอร์และส่งไปยังวงจรเงื่อนไขสัญญาณ (ด้านขวาของรูปนี้) สำหรับวงจรเงื่อนไขสัญญาณฉันใช้ LM358 เพื่อสร้างตัวติดตามแรงดันไฟฟ้า ในที่สุดสัญญาณจะถูกส่งไปยัง ADC

IGBT ที่ฉันใช้คือ IRG4PH50U ไดรเวอร์คือ TLP250 ผู้จัดหาพลังงานสำหรับ TLP250 คือ + 15V และภาคพื้นดินหมายถึง "กลาง" ความถี่สวิทช์คือ 20KHz

ฉันใช้ตัวจำลอง PV, Chroma ATE-62050H-600S เป็นแหล่งอินพุตสำหรับ Buck-Boost เอาต์พุตเชื่อมต่อกับความต้านทานทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ 20 Omh ฉันรักษารอบการทำงานของ IGBT ไว้ที่ 49% ผลลัพธ์แสดงดังต่อไปนี้:

โดยที่ช่องสัญญาณ 1 หมายถึงสัญญาณเดี่ยวที่พอร์ต "LA" ซึ่งอยู่ด้านหน้าของวงจรเงื่อนไขสัญญาณ channel 2 หมายถึง singal ที่พอร์ต "1" ซึ่งอยู่ท้ายวงจรวงจรสัญญาณด้วย LC lowpass filter ช่อง 3 คือกระแสอินพุตที่ฉันวัดโดยโพรบออสซิลโลสโคปปัจจุบัน

ผลลัพธ์ไม่ดีมาก ฉันต้องการลบแหลมเหล่านี้จริงๆ เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันอ่านเอกสารบางอย่างเกี่ยวกับการตีกลับภาคพื้นดินเช่นอะไรทำให้เกิดการสั่นขนาดใหญ่ในตัวแปลงบูสเตอร์ DC / DC ของฉัน พื้นนี้จะเด้งหรือผลกระทบอื่น ๆ ? ฉันสันนิษฐานว่ามันเกิดจากการกระแทกพื้น อย่างไรก็ตามฉันไม่สามารถแก้ไขได้

ความช่วยเหลือใด ๆ ที่จะได้รับการชื่นชมมาก

สวัสดี @BruceAbbott ใช่ฉันมี 3 บริเวณ

หนึ่งกราวด์เกี่ยวข้องกับทรานสดิวเซอร์และ LM358 และฉันทำเครื่องหมายว่า "สามเหลี่ยม" กราวด์ที่สองเกี่ยวข้องกับไดรเวอร์ TLP250 ฉันทำเครื่องหมายว่า "D_GND" อันที่สามเป็นจุดเริ่มต้นของ Buck-Boost ฉันทำเครื่องหมายว่า "GND" ฉันใช้ตัวต้านทาน 0 Omh เพื่อเชื่อมต่อพวกมันเข้าด้วยกันอย่างที่คุณเห็นในส่วนด้านขวาของรูป เมื่อฉันวัดสัญญาณในช่องที่ 1 และช่องที่ 2 พื้นดินที่ฉันเชื่อมต่อคือ P6

ตามคำขอสำหรับ @PlasmaHH ฉันเพิ่มต้นแบบและโครงร่าง PCB

เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันได้ลองวิธีแก้ปัญหาจาก @PlasmaHH และผลลัพธ์แสดงดังต่อไปนี้:

ช่อง 3 เป็นกระแสอินพุตที่ฉันวัดโดยโพรบออสซิลโลสโคปปัจจุบัน ช่องที่ 1 และช่องที่ 2 หมายถึงพอร์ตเดียวกันพอร์ต "1" อย่างไรก็ตามช่องที่ 1 ใช้เสาอากาศภาคพื้นดินในขณะที่ช่องที่ 2 ไม่ได้ เราสามารถเห็นได้ว่าระลอกคลื่นบางส่วนลดลง แต่ไม่ใช่ทั้งหมด

ฉันลองวงจร Boost ของฉันซึ่งเป็นงานก่อนหน้าของฉัน ผลลัพธ์แสดงดังต่อไปนี้:

โดยที่ช่อง 1 ใช้เสาอากาศภาคพื้นดินในขณะที่ช่อง 2 ไม่ทำ จากรูปนี้เราจะเห็นได้ว่าระลอกทั้งหมดลดลง

จากการอภิปรายข้างต้นฉันคิดว่า @PlasmaHH ถูกต้อง แต่ไม่ใช่ทั้งหมด @carloc และ @rioraxe ให้บริการแก้ปัญหาบางอย่างและฉันคิดว่าพวกเขาอาจ wokr ผมอ่าน airticle โดยเจฟสาลี่ที่ http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/41-06/ground_bounce.html ฉันคิดว่าการตีกลับที่พื้นเป็นตัวการ ฉันทำ anaylsis สำหรับ Buck-Boost ของฉันตามที่แสดงด้านล่าง:

ตัวเลขเหล่านี้ให้ลูปปัจจุบันสองแบบที่แตกต่างกันเมื่อสวิตช์เปิดหรือปิด จากรูปนี้จะเห็นการเปลี่ยนแปลงของพื้นที่วนรอบปัจจุบัน ฉันเสนอวิธีแก้ปัญหาในการออกแบบเค้าโครง PCB ดังแสดงด้านล่าง:

เหตุผลที่ฉันต้องการใช้รูปแบบนี้คือฉันพบว่าทิศทางปัจจุบันของลูปปัจจุบันทั้งสองเหมือนกัน ดังนั้นฉันแค่คิดว่าจะทำให้พื้นที่สีชมพูและพื้นที่สีเขียวเป็นจริงได้อย่างไร

นี่คือเค้าโครง PCB ของฉันซึ่งยังไม่เสร็จ ฉันแค่อยากรู้ว่ามันใช้งานได้หรือไม่

เส้นสีชมพูหมายถึงวงปัจจุบันเมื่อสวิตช์เปิดอยู่และเส้นสีเขียวที่อ้างถึงสวิตช์จะปิด พื้นที่สีขาวคือการเปลี่ยนแปลงของลูปปัจจุบัน

ดังนั้นทุกคนคุณคิดว่าตกลงหรือไม่

--- การเปลี่ยนแปลง ประการแรกฉันลดขนาดของแคปเตอร์เพราะฉันพบว่าฉันไม่ต้องการขนาดใหญ่ จากนั้นฉันลดการติดตามระหว่างตัวเหนี่ยวนำ GND และ Cout สิ่งนี้มีประสิทธิภาพในการลดการเหนี่ยวนำที่หลงทาง "หรือไม่?

สวัสดีฉันเพิ่งอัพเดตเค้าโครง PCB ของฉัน คุณช่วยฉันตรวจสอบได้ไหม

ฉันทำการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง:

1. ทำ IGBT และไดโอดในฮีทซิงค์หนึ่งครั้งเพื่อใช้พื้นที่ลูปซ้ำ
2. ทำส่วนประกอบบางอย่างที่ด้านล่าง แต่ฉันไม่รู้จริงๆว่ามันใช้ได้หรือไม่
3. เชื่อมต่อบริเวณด้วยกันเป็นวงกลมสีขาวที่ฉันทำเครื่องหมายไว้ในรูป

ฉันไม่ทราบวิธีการวัด ESR สำหรับหมวก แต่ฉันได้ตรวจสอบเอกสารเกี่ยวกับเรื่องนี้แล้ว มันบอกว่า:

"ฝาปิดอินพุตคือ 100V 470uF. ESR ของมันคือ 0.06 โอห์ม. หมวกเอาต์พุตคือ 250V 47uF. ESR คือ 0.6 โอห์ม"

เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันได้สร้างบอร์ด PCB ใหม่ตามที่แสดงด้านล่าง:

ผลลัพธ์ได้ดีดังแสดงด้านล่าง:

ขัดขวางสำหรับกระแสอินพุตมีขนาดเล็ก อย่างไรก็ตามฉันไม่แน่ใจว่าฉันสามารถทำการปรับปรุงเพิ่มเติมได้หรือไม่

โดยวิธีการที่ฉันยังทดสอบกระแสไฟขาออกและแรงดันไฟฟ้าที่แสดงด้านล่าง:

ทำไมสัญญาณรูปแบบออกมาแปลก ๆ ? จะปรับปรุงได้อย่างไร โปรดช่วยฉันดูด้วย

ก่อนอื่นคุณควรแน่ใจว่าคุณวัดอย่างถูกต้อง โพรบของคุณมีเอฟเฟกต์เสาอากาศภาคพื้นดินคุณสามารถอ่านแอปพลิเคชั่น"การวัดระลอกผลลัพธ์และการสลับในสภาวะควบคุมการสลับสลับ " เพื่อดูรายละเอียดเพิ่มเติม

ประการที่สองไดโอดเร็วเป็นพิเศษ trr <= 30ns จะช่วยแก้ปัญหาขัดขวางของคุณ ในการค้นหาตัวเก็บประจุ ESR ต่ำคุณสามารถเลือกตัวเก็บประจุที่มีอุณหภูมิสูง / ต่ำในปัจจุบัน; เช่นตัวเก็บประจุ 105 ° C สามารถช่วยคุณแก้ปัญหาได้ PCB ของคุณดูเหมือนว่าจะมีปัญหาเรื่องความสามารถในการดักจับกาฝาก คุณสามารถเติมด้วย Gnd ระนาบด้านล่างของสวิตช์ซึ่งจะช่วยลดความจุของกาฝาก

ดูเหมือนว่า Spikes ของคุณจะเริ่มต้นที่ IGBT เปิดในการตั้งค่าปัจจุบันตัวเหนี่ยวนำของคุณค่อนข้างสูงเมื่อเปิดตัวแปลงส่วนใหญ่ได้รับการตั้งค่าด้วยวิธีนี้ดังนั้นจึงเป็นการดูหมิ่นฉันที่จะพูดว่านี่เป็นสิ่งผิด ต้องการไดโอดอย่างรวดเร็วตามที่ m derecik กล่าวนอกจากนี้คุณยังต้องชะลอการเปิดประตูของ IGBT ด้วยวิธีการใด ๆ ตัวต้านทานประตูที่พบเห็นได้ทั่วไปนั้นเข้าใจและลองได้ง่าย บายพาสตัวต้านทานเกตทดลองด้วยไดโอดขนาดเล็กที่รวดเร็วดังนั้นการปิด IGBT จะไม่ทำให้ช้าลงซึ่งจะทำให้พลังงานเพิ่มขึ้น แต่ที่ 20KHz ที่คุณเลือกมันควรจะใช้งานได้ตัวต้านทานเกตจะขึ้นอยู่กับโครงร่าง PCB ของคุณ ความต้านทานประตูที่น้อยกว่าที่จำเป็นในการเพิ่มหนามแหลมให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้คุณสามารถเริ่มต้นด้วยตัวต้านทาน 47 โอห์มที่มีไดโอด BAV21 พร้อมกัน