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【文原创】宽输入高效70W开关电源的设计考虑

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XIAOTU80
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  • 2015-8-17 14:55:58
最近考虑设计一款70W单路5V输出的开关电源。
宽输入范围:AC65~265V;输出5V14A。
为了实现高效,输出采用同步整流方案。
XIAOTU80
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  • 2015-8-17 14:57:12
 
整体拓扑实现采用单端反激。
另外想学习下谐振模式,并将其应用到这款设计上,大家有没有好的建议?
XIAOTU80
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  • 2015-8-17 15:04:00
 
为了降低输入和输出MOS的开关尖峰,考虑采用CCM。
这样可以选用耐压低的MOS,其导通电阻也就更低,有利于效率的提高。
担心个问题就是,采用了CCM后,同步整流会不会相比DCM模式更不好实现?
同步整流,目前有很多芯片,甚至有集成在一起的芯片。
同步整流控制芯片的品牌有很多,比如TI的28410,恩智浦的TEA1792等,大家还用到哪些同步整流芯片,可以推荐一下。
XIAOTU80
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  • 2015-8-17 15:09:42
 
输入谐振模式的控制芯片,比如SSC1S311,UCC28610等,大家有推荐的?
XIAOTU80
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  • 2015-8-17 15:12:15
 
还有FAN6961,有没有几种品牌的芯片封装一样,引脚定义一样,可以通用?
还有英飞凌的,抽空去查查,看有没有谐振模式的控制芯片。大家有用的吗?
XIAOTU80
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  • 2015-8-17 15:17:43
 
因为宽输入范围,所以不想用正激了。反激相比来说,自己设计起来可以更可靠一些。
输入MOS,可以选个500~700V,低导通电阻的。
输出MOS,选个40-50V的.忘记了200v左右的是针对24V输出的。
XIAOTU80
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  • 2015-8-17 15:18:54
 
大家要是有好的方案,也可以推荐,参考一下。
比如输入范围AC90-260V的,65-90W的单5V输出,也应该可以好好参考一下。
YTDFWANGWEI
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  • 2015-8-17 15:27:28
 
准备实现多高的效率?
XIAOTU80
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  • 2015-8-17 16:15:09
 
初步定85%以上,好实现?
XIAOTU80
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  • 2015-8-18 08:24:31
 
大体计算下,一般能达到多高的效率比较合适?
损耗越低,可靠就行
YTDFWANGWEI
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  • 2015-8-18 10:00:27
 
这个效率,应该比较容易实现的。
XIAOTU80
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  • 2015-8-18 13:47:34
 
采用准谐振模式,CCM还是DCM容易实现?
CCM对MOS的耐压可以要求更低点
YTDFWANGWEI
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  • 2015-8-18 15:26:32
 
准谐振模式?谐振的话还能CCM吗?
XIAOTU80
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  • 2015-8-18 21:32:58
 
对于谐振也是刚接触,刚看了篇文章,CCM,准谐振模式,LLC波形的对比见附件.
例子可以看出来,准谐振模式大大降低了开关损耗.CCM的开关损耗是其3倍,仅仅指那个例子中的分析数据.
DCM的开关损耗在二者之间波动.
XIAOTU80
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  • 2015-8-18 21:33:31
 
hwx-555
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LV10
总工程师
  • 2015-8-19 13:41:13
 
可以用高压QR低压CCM的IC做
XIAOTU80
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  • 2015-8-18 21:37:41
 
准谐振有个关键,就是变压器的设计.
下面这篇文章,看不出其变压器设计方法,看了这文章后,感觉设计变压器还是按照CCM或者DCM来设计?
准谐振开关电源高效设计方法.pdf

之前好象也注意到有专门的文章介绍准谐振模式变压器的设计.
XIAOTU80
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  • 2015-8-18 21:44:50
 
"无前端PFC的CCM准谐振反激转换器方案"看到有文章提到了这个,采用CCM的大功率准谐振反激转换器. "应用于准谐振反激电源转换器的连续导电模式(CCM)结合了PWM(CCM模式下更高峰值功率能力)和QR(输出对地短路条件下更低EMI、更低开关损耗及固有的安全特性)的优势,正在迅速成为未来产品的首选反激方案,提供极佳且固有的安全特性(更低开关频率,输出对地短路)。"
看了上面这段话,感觉CCM的QR模式也是存在的.
还有介绍提到:反激式转换器广泛应用于交流/直流电源,尤其适用于输出功率低于150W的电源。单开关反激式转换器具备三种基本工作模式:连续导通模式(CCM)、断续导通模式(DCM)和准谐振(QR)模式。这三种工作模式都具备各自的优缺点。
看了这段话,又感觉QR类似于临界模式了.既有CCM,也可能某个变化阶段,处在DCM.


XIAOTU80
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  • 2015-8-18 22:01:34
 
临界模式是不是准谐振? 刚看到有人也提到了一样的疑问.
可能大家在初学准谐振时,常有这样的疑问吧.
http://bbs.21dianyuan.com/146740.html
有人解答到"BCM指反射电压开始↓(激磁电流为0,放磁完毕)但是还没↓→谷点时开始对变压器充磁;QR会引入一个延时,等反射电压↓→谷点后再开始对变压器充磁,应该是DCM。"

还看到有人提到,QR模式 只能工作在DCM模式 变压器 按照DCM模式计算.
设计变压器时,不知道是不是这样?
YTDFWANGWEI
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  • 2015-8-19 08:42:27
 
先弄明白,什么叫谐振,也就是谐振的基本原理是什么吧。你说了这么多,到底搞明白了没有,CCM可以使准谐振吗?
XIAOTU80
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  • 2015-8-18 09:19:09
 
输出5V14A,输出MOS选型时,一般额定电流选取多大的?有啥经验
xinlong
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LV6
高级工程师
  • 2015-8-18 12:19:09
 
查了半天,发现有家
80V-120A-2.2M欧的管子,
还有100V-100A-4M欧的管子,
以及75V-80A-4.9m欧的管子,
都是不错的选择,最后再考虑下综合比较一下。
XIAOTU80
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  • 2015-8-18 22:33:52
 
已经选好了一个,申请了样品.
XIAOTU80
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  • 2015-8-18 22:02:52
 
"DCM、CCM及QR模式电源设计及效率对比试验",刚看到王工写过这篇文章,分析的比较好.到时候好好看看.
应该对了解QR,对设计这个电源有很大的帮助.
XIAOTU80
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  • 2015-8-18 22:08:46
 
http://bbs.21dianyuan.com/178468.html
这个连接放这里先保存一下,随时可以过去读一下.
XIAOTU80
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  • 2015-8-19 12:21:14
 
CSD19506KCS用在输出同步整流上,内阻很低。
IPB042N10N3G性能也很好。
IPW65R110CFD用在输入端,内阻才0.11,损耗相对可以降低不少。
YTDFWANGWEI
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  • 2015-8-19 15:05:07
 
记得有人提到过,用作同步整流的MOS管,决定最终效率的不仅仅是导通内阻。你可以对比一下试试。
XIAOTU80
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  • 2015-8-19 20:45:36
  • 倒数10
 
最近在找样品,学习设计个准谐振+同步整流的宽输入范围的样机.
等调试的时候,也是提升最快的时候,尽管在调试过程中需要不断的修改参数,而且会遇到很多问题.
XIAOTU80
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  • 2015-8-19 20:51:24
  • 倒数9
 
到时候再找个别的MOS管子对比看看.
也想到了,可能设计的同步整流,会在轻载或者重载的时候效率不高,或者轻载不稳定.
现在不怕出问题出了问题去解决,就能多理解下同步整流和准谐振是怎么工作的了.
YTDFWANGWEI
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  • 2015-8-20 08:56:40
  • 倒数8
 
满足你的效率要求肯定没有问题了,没看到别人目标都是91%
XIAOTU80
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  • 2015-8-20 14:34:27
  • 倒数7
 
别人经常设计的输入范围宽,我这一设计还要考虑AC65,满足DC110的20%波动要求。
所以要增加一些损耗,比如变压器的漏感就要相对比较大了。
所以感觉91%的目标有点高了。
关于MOS的损耗,说的有道理,不能只看规格书中给的值。主要看工作温度时的导通电阻值,所以其导通电阻要比规格书给的要高很多。
规格书中如果直接给出不同温度时不同电流下的导通电阻值,查图选值就很方便了。再看有人用下面公式计算:
RDS(ON)HOT = RDS(ON)SPEC [1 + 0.005 x (TJ(HOT) - TSPEC)]

尽量让MOS发热低,这样导通电阻值就低了,有利于降低损耗。
XIAOTU80
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  • 2015-8-20 14:37:59
  • 倒数6
 
YTDFWANGWEI
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  • 2015-8-21 09:01:47
  • 倒数5
 
我说了,不仅仅取决于导通内阻,好像跟那些CISS电容什么也有很大关系。具体内容忘了。
XIAOTU80
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  • 2015-8-21 12:06:11
  • 倒数4
 
是的,昨天刚看到,你说的有道理。
看到两种对比,导通内阻低的和高点的,结果最后加起来损耗差不多。
所以不能只看导通内阻。
hellbaron2008
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LV8
副总工程师
  • 2015-8-31 06:27:42
  • 倒数3
 
应该还有寄生电容吧。
YTDFWANGWEI
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  • 2015-8-31 08:13:58
  • 倒数2
 
是,好像是跟MOS管的好几个寄生参数有关。
XIAOTU80
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最新回复
  • 2015-10-30 09:43:06
  • 倒数1
 
一般75W以上的电源,需要增加PFC部分,抑制谐波?
测试的时候,通常啥样的电源要测量谐波部分?
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