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开关电源推挽拓扑、副边全波整流和半波整流输出电压的问题

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zk3554
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LV6
高级工程师
  • 2017-9-19 15:55:20
10问答币
关于开关电源推挽拓扑、副边全波整流和半波整流输出电压的问题
如图1所示:原边为推挽拓扑,S1和S2开通的占空比各为D(D<0.5),变压器5个绕组匝数都为n匝
按照我的计算:
R1两端电压:U1=Uin*2*D*Np/Ns = 2*Uin*D
R2两端电压:U2=Uin*D*Np/Ns = Uin*D
U1=2*U2
仿真输出电压是一样的,U1=U2,不理解。。。

另外,图2是实际电路应用的图片,原边是推挽结构,两个MOS管的占空比分别接近于0.5,四个绕组匝数一样
原边输入24V',实际测得副边 C270和C271 的电压接近原边为23V,感觉半波整流输出电压与整流输出的占空比有关,理论应为23V的一半左右,
实际输出结果与图1 的仿真结果一致,,请大神解惑!

仿真图片

仿真图片

实际实验图片

实际实验图片

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哎,后面输出没有电感,不是buck,以下公式不会成立: 这是加了电感构成buck才能用这个式子,LZ图中只有电容滤波,相当于矩形波发生器输出接了电容,再接个不大也不大小的负载,得到啥子波形?自然是得到矩形波峰值,算上损耗减掉1V左右,就是23V。
greendot
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LV12
专家
  • 2017-9-19 16:33:26
 
输出没有续流电感就是这般模样。
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LV6
高级工程师
  • 2017-9-19 17:01:03
 
首先,谢谢大神指点
是的,图2的这个是驱动变压器,输出功率比较小,如果加大负载,输出会不稳,输出电压应该会被拉低
另外,正激,推挽,半桥,全桥输出滤波电感的设计方法都一样吗,
电感除了额定电流,电感的大小您有参考的设计的方法吗?


埃_维_针1
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LV8
副总工程师
  • 2017-9-19 18:06:31
 
只有电容,输出就是峰值了,匝比一样峰值不就一样喽。
电感设计要考虑诸多因素,拿几本书看看再自己动手绕一绕。
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LV6
高级工程师
  • 2017-9-20 16:49:18
 
谢谢指点,看了一些相关的公式,可能是出发点不一样,各有差异,还是要具体实验来确认吧
朴华
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LV8
副总工程师
  • 2017-9-19 20:53:59
 
我自己仿真了一下,全桥是半桥的2倍,不知道你咋设置的仿真的。。。。。。。
Simulation.png
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LV6
高级工程师
  • 2017-9-20 11:10:13
 
输出只有电容滤波好像不行,同时需要加电感滤波,才能得到公式中的2倍结果。
您图中的结果加入电感滤波了吧,我加电感仿真一下是2倍关系
朴华
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LV8
副总工程师
  • 2017-9-20 11:40:04
 
我的仿真是没有加电感的,这个跟加不加电感没有关系;
在进行此类仿真的时候,一定需要注意,次级整流输出端,需要带重载;且滤波电容不要太大,否则影响电压变化;在这种情况下,二者的输出电压关系一定是2倍的。
此外,在仿真前,有必要清晰了解认识到,每个节点的电压波形,直接从波形上也可以初步的得出电压关系。
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高级工程师
  • 2017-9-20 16:45:02
 
用Multisim做了一下仿真图1是加入电感做的,最终输出电压和公式吻合,负载不重;但电压刚开始冲的高了一些,可能是开环的缘故,响应速度慢,最终稳定。图2是未加入电感,根据楼上的建议,小滤波电容和大点的负载得出结果;负载大,电压是会被拉下,但不易得到2倍关系
无限大增加负载得到电压违背了设计的初衷,我觉得还是要加上电感,之前是把驱动变压器和功率变压器的输出拓扑弄混了,
感谢各位大侠的指点迷津,本人拙见,一起交流进步

仿真波形1.png
仿真波形2.png
liuxiaofei126
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LV8
副总工程师
  • 2017-9-19 23:55:30
 
输出电容滤波就行了,
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LV6
高级工程师
  • 2017-9-20 11:09:10
 
输出只有电容滤波好像不行,同时需要加电感滤波,才能得到公式中的2倍结果。
朴华
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副总工程师
  • 2017-9-20 13:43:43
 
这是我的仿真文件,PSIM。比较简单,你可以试一试。大家一起交流,才能进步啊; FBridge - New.rar (2.07 MB, 下载次数: 64)
朴华
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副总工程师
  • 2017-9-19 19:58:22
 
R1两端电压:U1=Uin*2*D*Np/Ns = 2*Uin*D
R2两端电压:U2=Uin*D*Np/Ns = Uin*D


确定Np/Ns没写反?
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LV6
高级工程师
  • 2017-9-20 09:41:43
 
公式Np和Ns写反了,本例中Ns=Np
朴华
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  • 2017-9-20 13:39:45
 
为了更好的说明一下,我绘制了一个对比图,供你参考; HB & FB Rectifier.jpg
greendot
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LV12
专家
  • 2017-9-20 17:52:56
 
你6楼的仿真一定有问题。
朴华
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LV8
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  • 2017-9-21 08:44:31
 
还请指点一下啊
埃_维_针1
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LV8
副总工程师
  • 2017-9-21 10:31:19
 
哎,后面输出没有电感,不是buck,以下公式不会成立:
R1两端电压:U1=Uin*2*D*Np/Ns = 2*Uin*D
R2两端电压:U2=Uin*D*Np/Ns = Uin*D
这是加了电感构成buck才能用这个式子,LZ图中只有电容滤波,相当于矩形波发生器输出接了电容,再接个不大也不大小的负载,得到啥子波形?自然是得到矩形波峰值,算上损耗减掉1V左右,就是23V。

test2.png
test2-graph.png

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LV8
副总工程师
  • 2017-9-21 10:40:49
 
你敢不敢把输出的负载,都改为1欧姆试试?
zk3554
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  • 2017-9-21 12:42:34
 
在14楼 仿真波形2里面,负载分别是1欧姆和0.5欧姆,输出电压好像不是2倍关系
greendot
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LV12
专家
  • 2017-9-21 13:01:41
 
其实等效如下的电路,R1是源内阻,R2是负载,因为输出是C1,R1,R2的函数,占空50%时,输出不一定是一半(平均值计),除非C1,R1,R2组合恰巧得当。
1.png
朴华
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LV8
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  • 2017-9-21 13:23:15
 
至少跟输出电容、负载二者的时间常数有关吧,这个时间常数如果小于驱动频率的周期,相当于负载会很快把电容上存储的电放光,也即Cout输出会被拉到0V;
greendot
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LV12
专家
  • 2017-9-21 13:39:57
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那你按22楼的仿真一下囖?
埃_维_针1
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LV8
副总工程师
  • 2017-9-21 16:30:26
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test2-graph2.png
1欧姆的结果,很奇怪么?
zk3554
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LV6
高级工程师
  • 2017-9-21 12:45:01
 
楼上,这个是什么仿真软件?

埃_维_针1
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  • 2017-9-21 16:31:25
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simetrix/simplis
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管理员
  • 2017-9-21 17:19:14
  • 倒数7
 
用这个软件高手哈
埃_维_针1
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LV8
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  • 2017-9-21 17:32:23
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荨版主还有很多版主都会这个。
zk3554
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  • 2017-9-26 09:57:16
  • 倒数5
 
这个仿真图的文件能上传一下吗,下载学习一下,谢谢!
埃_维_针1
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LV8
副总工程师
  • 2017-9-26 19:46:48
  • 倒数4
 
SIMetrix550.part01.rar (2.86 MB, 下载次数: 20)
zk3554
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LV6
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  • 2017-9-27 09:51:16
  • 倒数3
 
谢谢,这个是安装文件吧,我在官网上下载了一个已经装好了,学习中。
您这边有关于UC2842或者UC3525的仿真文件或者该款软件文档吗,谢谢
埃_维_针1
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LV8
副总工程师
  • 2017-9-27 10:03:18
  • 倒数2
 
论坛里面有很多文件,搜索simetrix或者simplis就有了
zk3554
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  • 2017-9-27 13:11:36
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好的,我搜一下,谢谢
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