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【英飞凌DIY】19.5V 4.75A 高效率 超低纹波 笔记本适配电源

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韦888
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本网技师
  • 2017-12-5 19:54:29

这次活动英飞凌耍流氓。
本人已将原贴内容删除。


此处省略10000字!
jazzclassics
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本网技师
  • 2017-12-5 20:51:48
 
终于看见大作发表了!恭喜!
现在最大负载和轻载的时候开关频率是多少?轻载时候burst模式能进入吗?波形怎么样的?
yangyuqi
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高级工程师
  • 2017-12-5 22:43:15
 
这个VDS波形好漂亮,请教下楼主,这种QR的变压器感量怎么计算的,还有峰值电流的算法,望楼主不吝赐教啊!
小贤电源
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助理工程师
  • 2017-12-6 14:15:11
 
大佬厉害了~~~
初级两个绕组用二极管串起来这个点子牛逼呀,好好向大佬学习!!!
killaws
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副总工程师
  • 2017-12-6 16:57:12
 
赞!进来学习
tyy123444
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本网技工
  • 2017-12-6 17:18:27
 
为啥你的驱动波形那么漂亮!
韦888
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本网技师
  • 2017-12-6 20:01:33
 
谢谢!
满载最高频率80K左右, 空载看图。 一个波形是单脉冲。



韦888
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本网技师
  • 2017-12-6 22:16:36
 
实在抱歉,我的变压器电感量并没有什么好的计算方法,100瓦这个功率可以一般350uH~750uH。电感量大小DCM>QR>CCM。一般反激大功率都是CCM 效率较高。

在开关电源里变压器是个核心部件。

我就谈一下我估算的依据。变压器有两个主要的组成部分,一个是磁芯,一个线圈,两者相辅相成,先来谈谈线圈,第一就是匝比,那么什么样的匝比合适呢?按反峰电压算,80~120都是比较合适的电压。这个电压和输出电压的比例就是匝比。反峰电压取值低,低压负载能力较好,但是输出整流管要求耐压较高,较高耐压的整流管内阻也更大,整流损耗就大。所以要平衡。先假定一个参数 伏/匝(我的4V/Ts)。输出19.5V取整就是5圈,假定反峰电压取100V计算,那么初级就是25圈,再根据AC输入电压计算输出整流管耐压,输入主电容直流电压等于输入交流电压X1.414,265VX1.414=374.71 减去整流损耗和线路损耗,取370  初级开关管开通时 370÷25=14.8V/匝  那么次级感应电压等于14.8X5=74V 再加上输出电压19.5V =93.5V  输出整流管若用100V耐压。余量显然不够。我们再来反推,假定输出峰值电压为85V 减去19.5V=65.5V 65.5÷5匝=13.1V  初级370V÷13.1=28.244...取整28.这个就是初级圈数。匝比就确定下来了。 接下来就是线径电感量。电感量看完磁芯再讲。

再来谈磁芯,磁芯功率容量直接影响带载能力,圈数算好以后上磁芯磨电感量。电感量可以预定几个值,电感量磨好后看磁芯气隙,一般在功率合适的情况下气隙在0.4~1mm之间(大功率)小功率也有0.2mm以上,气隙过小磁芯容易发生磁饱和。如果出来的气隙合适就不用调整,气隙过小,可以减小伏/匝,再根据上述方法计算,手上没有磁芯骨架可以叫变压器生产厂家代为确定。

电感量只能估算一个值然后再做调节。因为磁芯材质截面积磁路长度磁芯体积重量等等都会影响电感量。QR模式在低压时会降低频率,保证在最低工作电压下有40KHz以上工作频率就可以。QR高低压频率相差较大。高压时频率不超过100K为宜。当然高低压频率差小一点更好。这里说一点,伏/匝取大,绕组体积小,分布参数就小,铜损也小。但是气隙小。伏/匝取小线圈体积容易超过骨架槽。而且分布参数变大,效率EMI EMC会变恶劣。都是要权衡。

总结一点,变压器设计是既死板又灵活的。


峰值电流计算:根据输出功率除以效率,就是输入功率,初级直流回路电压乘以电流近似等于初级功率,电压可以大概确定,以主电容上的最低电压计算,根据输入功率可以算得MOS管的平均电流(初级电流近似等于MOS管电流)。先确定预设的初级工作周期百分比,反激一般不大于50% QR选择0.4~0.45比较合适。假如选择0.4,初级功率100瓦,主滤波电容最低电压100V 那么初级MOS管正常工作平均电流就是1A ,由于初级工作周期为0.4  那么MOS管在工作周期内的电流就是平均电流除以工作周期1÷0.4=2.5A  得出工作周期内的平均电流后计算峰值电流,因为初级MOS管电流波形是一个三角波。那么它的峰值电流就是平均电流的2倍。那么就算出了初级MOS管的峰值电流。再根据不同IC的过流点检测电压计算检测电阻即可。当然过流点是实际的。要预留多少,根据输出功率算就可以。误差值还是比较小的。
韦888
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本网技师
  • 2017-12-6 22:17:31
 
谢谢支持!大家互相学习!
韦888
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本网技师
  • 2017-12-6 22:18:05
 
感谢支持!相互学习!
韦888
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本网技师
  • 2017-12-6 22:18:50
 
这个就是我创新的结果。
sunw198204
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本网技工
  • 2017-12-7 14:39:59
 
楼主技术太牛了,值得学习。继续发扬
韦888
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本网技师
  • 2017-12-7 14:51:45
 
谢谢顶贴支持!
liulishuang03
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本网技工
  • 2017-12-7 15:00:06
 
这个低速二极管什么型号的,会不会烧掉?
韦888
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本网技师
  • 2017-12-7 15:02:51
 
现在用的是RL207,工作电流1A左右。比整流管的电流低。所以没问题。已经做过三个案子验证过可行。一个12V5A  两个 19.5V 4.75A
歇云阁主
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本网技工
  • 2017-12-7 15:09:35
 
感谢分享。
gaoj198811
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本网技师
  • 2017-12-7 15:11:52
 
大神在上,小弟学到很多,然而小弟愚钝,心中还有一些疑惑,请问算变压器事先假定的伏/匝,有什么根据吗?100WQR的变压器选用这种磁芯骨架又是如何考虑的,还有变压器的优化一般从哪些方面来进行,又如何来验证这个优化已经接近极致,需要哪些测试来佐证,还请大神不嫌麻烦,再指导一下。
韦888
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本网技师
  • 2017-12-7 15:16:12
 
这昵称!V587  谢谢顶贴支持!
ershen
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本网技工
  • 2017-12-7 15:40:31
 
韦神,纹波处理的这么极致,波形确实完美!这个跟PCB布局关系有多大啊?占了几成?感觉PCB画的也非常合理!
ershen
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本网技工
  • 2017-12-7 15:41:58
 
走线的宽度一般是留有多少余量,整个设备工作才会这么完美?
liulishuang03
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本网技工
  • 2017-12-7 16:30:00
 
初级线圈串联磁珠也是必须的吗?
韦888
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本网技师
  • 2017-12-7 21:20:32
 
伏/匝 这个我也没有什么依据,只是根据经验。功率越大取值越大,4V/匝 反激变压器算是最高的。比如这个4V/匝 可能在这个变压器合适,换另外一个变压器就不一定合适了。所以只能靠假定,参数最优化都是靠调试出来的。计算只是参考,现在网上的计算方式简单到极致,根本也算不准。我曾经看过完整的变压器推导公式,能写满整张A4纸。所以靠简单计算并不靠谱。我的核心思想是 伏/匝 匹配到磁芯气隙0.4~1mm就合适(20瓦~120瓦) 
变压器参数优化到极致可能性较小。因为变压器骨架槽宽,窗口面积等。制约了绕组结构。比如算出来的绕组只能绕一层半,这个时候就要加粗线绕满两层。还有比如文章中提到的输出整流管限制初级匝数。这些都会影响变压器的最佳工作点。
另外小功率变压器绕制工艺对变压器性能的影响基本上占了变压器参数的一半以上。大功率的因素占比也不低。
韦888
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本网技师
  • 2017-12-7 21:22:55
 
纹波处理PCB走线的占比较小。10%吧 主要在变压器,
韦888
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本网技师
  • 2017-12-7 21:26:54
 
走线宽度在线路不长的情况下考虑 1A/1mm 这个是在峰值电流低的情况下。如果峰值电流大要考虑露铜上锡帮助过电流。走线宽度在安全范围内影响占很小。
韦888
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本网技师
  • 2017-12-7 21:29:23
  • 倒数10
 
初级正是变压器能量变换通道,而且电流电压变化也最大。所以要加,而且是主要考虑对象。我这个板初级加了几颗,次级就一颗小的。
小贤电源
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助理工程师
  • 2017-12-7 22:34:57
  • 倒数9
 
我查过论文跟书,变压器算法好多,算出来的值也是很多不一样,也有一些值是凭借经验取得。
小贤电源
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助理工程师
  • 2017-12-7 22:38:36
  • 倒数8
 
可以稍微小点吗,有个❤️LLC板子7.8A,线短的话4mm可以么?
sunw198204
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本网技工
  • 2017-12-8 14:51:37
  • 倒数7
 
韦神:
N=28/5=5.6
N=反射电压85/19.5=4.35 
N比按哪个计算?
韦888
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本网技师
  • 2017-12-8 18:48:59
  • 倒数6
 
看有多短,总的可以计算铜箔的阻值来算损耗。一般电流大都会露铜上锡增加电流承载力。顶层也可以露铜,和回流焊说明上锡就可以。
韦888
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本网技师
  • 2017-12-8 18:50:27
  • 倒数5
 
匝比按绕组算。这里的反射电压不是85V。
韦888
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本网技师
  • 2017-12-8 18:51:50
  • 倒数4
 
实际中很多都是靠经验,出个大概值,然后调试确定!
小贤电源
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助理工程师
  • 2017-12-10 16:59:30
  • 倒数3
 
差不多40mm长左右吧,实在不行就上锡吧。还有个问题,关于安规的,一般来说,压差400V,间距设到多少合适啊?我按照华为的安规4mm设置后,布线实在是个问题啊。。。
小贤电源
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助理工程师
  • 2017-12-10 17:01:15
  • 倒数2
 
为啥你的铜皮和丝印看着那么整齐,我布的看着好难看。。。
EATtomatoes
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本网技工
最新回复
  • 2018-1-10 10:57:36
  • 倒数1
 
过来膜拜一下老哥,之前看过您的帖子,写的挺认真的,可惜没有保存pdf
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