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| | | | | 1.磁复位电压等于输入电压,因此最大占空比被限制在小于50%;
2.开关管电压应力等于输入1倍输入电压(非常好的特性);
3.开通损耗被降低,所以有不错的效率。
4.对功率等级有很大的适应性。
5.可以较少的考虑精确的激磁电感和漏感的影响。
6.适合工作在轻重载,不太适合工作在空轻载。
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| | | | | | | | | 双管反激变换器也许是借鉴双管正激变化器的思路,将其套用在反激变换器上;
1.单管正激开关管要承受输入电压加上反射电压和漏感尖峰;而双管反激同双管正激一样,电压应力得到降低;
2.并且可以实现能量回馈。
3.这样也许同双管正激一样,因电压应力只是1倍输入电压,在高压输入时才备受青睐。 |
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| | | | | | | 1.双管正激可以这样讲,就是隔离的Buck;
2.所以我们讨论正激的工作模式,就是讨论和指Buck电路的工作模式;
3.双管正激更适合轻重载的原因:
1)双管正激更适合工作在CCM模式;
2) 因在DCM模式,原边电感会产生较大的震荡,低频较大的能量。
3) 而在CCM模式,原边电感被钳位,而只有漏感在参与,更高频很小的能量。 |
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| | | | | | | | | | | 首先变压器的匝比计算:
N=Vinmax*Dmax/Vsec |
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| | | | | | | | | | | | | 1)Vin为设计变换器的输入规格;
2)Dmax为想让自己的变换器工作的最大占空比;
在原则上不应超过50%,实际上要留出一定的余量;
如同正激变换器,原则上可以不留气隙,但还是留些较好;
3)Vsec,为输出电压,精确计算还要加上整流二级管压降和Trace所产生的压降。
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| | | | | | | 如果用3844这类占空比限制的峰值电流控制双正激,那么电流模式更是给双正提供了更高的可靠性! |
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| | | | | | | | | 是的。应该说该种电流限制是逐周期的,保护是可靠而及时的,不仅是在双正中。 |
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| | | | | | | 因电压应力较小,所以在高压输入时而受青睐;
功率等级适应性较宽... |
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| | | | | | | 这段时间公司太忙了,
过些时间,我再继续结合一些波形图来谈... |
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| | | | | 正激变换器可以看作为隔离的Buck电路;
(变压器可以仅看作是电压的降低转换) |
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| | | | | | | | | Buck电路的工作模式:
我们先来看工作在BCM时的情形有:
1/2*V/L*(1-D)/fs=V/R |
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| | | | | | | | | | | 1)RB=2Lfs/D;
2) LB=DR/2fs;
3)fsB=DR/2L |
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| | | | | | | | | CCM:
RC<RB;
LC>LB;
fsC>fsB;
DCM:
RC>RB;
LC<LB;
fsC<fsB;
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| | | | | | | | | | | 如让其工作在CCM模式下可以通过如下方式来实现:
1)更大的负载;
2) 更大的电感;
3) 更高的开关频率。 |
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| | | | | | | | | 1.确定的输入输出规格和确定的电路参数下,占空比是确定的;
2.环路的作用只是把占空比调整的更精确和更快速,而且仅能作到这些而已;
是不能做到来决定Duty的... |
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| | | | | | | | | CCM模式下,如果不考虑副边电流增大,在Trace等上所增加的损耗;
原则上占空比不变... |
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| | | | | | | 1.请教各位变压器的磁复位时间是由什么决定的,变还是不变?
2.我的理解变压器虽然满足安匝平衡,但单独一个绕组还是满足电感特性:
伏秒守恒;
3.所以在电压相等的情况下,磁复位时间等于开关管导通时间;
4.在CCM模式因占空比不变,而磁复位时间未见明显变化。
5.在DCM模式下,磁复位时间由导通时间决定;
6.??实际上的磁复位是怎样的? |
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| | | | | | | 因为磁复位所加在绕组上的反向电压等于输入电压,所以就限制了占空比要小于50%; |
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| | | | | 小结:
1.适合于高压输入:在输入电压很高,用单管正激或者反激时,开关管的电压应力太高,选择开关管比较困难时,可以考虑使用双管正激或者向前边兄弟提出的双管反激。
2.正激电路:可以看做是隔离的Buck电路:变压器实现隔离和最主要的是为Buck电路提供合适的电压;或者说是通过变压器的先行降压,而缓解Buck电路的降压任务,这样可以提高占空比,有利于环路调节,对效率可能也带来好处。
3.工作模式:正因正激电路实质上就是隔离的Buck电路,所以谈及正激电路的工作模式,就是指Buck电路的工作模式,一般让副边的Buck电路工作在CCM模式。
4.变压器:所以说变压器的主要作用是把输入电压进行变化为后端的Buck电路提供一个合适的电压。匝比计算见前边。
5.占空比:正激的电路的工作占空比,是由主功率参数决定的和受负载影响的;但是因激磁电压和磁复位电压相等,限制了最大占空比不能超过50%,实际设计还要留点余量。
6.开关管的VDS波形: |
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| | | | | | | 1.CCM模式:
1) 开关管导通时,VDS电压为零;
2) 开关管关断,二极管导通,VDS电压为Vin;进行磁复位。
3)磁复位结束,开关管电压为Vin/2;
(因此时电路工作在CCM模式,续流二极管还在通态,所以变压器副边被钳位在整流二极管上,原边电感的电压被钳位在N*0.7V)
2.DCM模式:
1) 开关管导通时,VDS电压为零;
2) 开关管关断,二极管导通,VDS电压为Vin;进行磁复位。
3)磁复位结束,开关管电压开始震荡...
(因此时电路工作在DCM模式,续流二极管处于断态,所以变压器副边没有被钳位在整流二极管上,原边电感和开关管的输出电容发生谐振...) |
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| | | | | 电路磁性元件的设计与计算:
1.首先变压器的匝比计算:
N=Vinmax*Dmax/Vsec
要想确定匝比,你希望工作的占空比一定要先确定。
2.确定磁芯:
目前流行的方法AP法,暂且称为面积相乘法:有效磁芯面积(Ae)*窗口面积(Aw)
...
3.
....
4.
...
5.
....
6.
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| | | | | | | 1 根据次级输出电压和最大占空比求出变压器输出电压
Vins = Vo/D
根据Vins求出匝比
N = Vinmin/Vins*h(效率)
2 根据匝比和在最大输入电压计算次级电感量
Lfo = (Vinmax * N - Vo) * D / (fsw * r * Io) (r 为电感电流纹波和平均电流的比值)
3 根据负载电流和匝比,占空比计算初级和次级的线圈有效电流值
4 根据AP 选择磁芯
5 根据变压器的预计耗损选择磁芯的磁通摆幅并指导铜线选择
Ptan = 1% *Po
Pfe = 1/2 * Ptan
根据选择的磁芯的体积或质量以及开关频率,参照计算出来的铁氧体的耗损值,选择磁通摆幅。
dB = 0.2 T
计算匝数:
正激磁通每次都从Br -Bmax ,所以可以用伏秒公式计算匝数
Np = Vonmax *D / ( fsw * Ae * dB)
根据匝比计算次级匝数
Ns =Np / N
通过计算得到的铜损和电流密度,以及前文计算的电流有效值,并参考开关频率下的铜线集肤深度选择线径。
计算磁芯耗损
验证磁通摆幅 dB = Vinmax * D / fsw * Ae * Np
根据铁氧体耗损公式计算铁损,根据铜线电阻计算铜损,得到变压器的估计耗损值。
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| | | | | | | | | 请各位兄台帮忙谈谈怎样设定激磁电感:
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理论上正激变压器无需开气隙,但有时还是增加一点气隙来抗饱和;
如果开气隙,那么气隙大小和激磁电感大小的设定应如何考量??
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1.如何从激磁电流占原边电流的比例来考量感量?
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2.在DCM时,激磁电感和开关管输出电容寄生电容谐振,会影响开关管的损耗;
激磁电感该如何考量?
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3.有人说变压器理论上只是传递能量,没有饱和一说;
自我理解更倾向于:传递能量是需要一个推车的,激磁能量扮演这样的角色;
如此来讲,激磁电感和气隙对能量的传递还是有作用的,又如何考量?
激磁电感究竟扮演什么样的角色?
或者只是从抗饱和来讲,加多大的气隙和设定怎样的感量比较合适?
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4.气隙的加入会影响磁损,也会影响铜损,如何来综合铁损和铜损结合频率来考量感量?
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5.在设计反激时我们都了解,加入气隙会减少感量受磁导率影响的相对变化,有更好的线性,一致性会更好;在正激电路中,如何来结合效率来考量这样的问题?
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6.因双管正激二极管的嵌位作用,忽略了漏感的影响;
如果考虑漏感,加入气隙会影响漏感,我们又如何来考量气隙的大小?
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7.我们知道反激电路对感量的计算很精确,在正激电路中我们对激磁电感似乎没有那么严格,但是也总会有些考量和设定一个合适的值的。实际的产品设计中,可能会有一个最优的值,你大一些也不太合适,小一些也不可;
这期间的奥秘是什么,都有哪些? ??
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8.也有人似乎武断的讲,正激的电感可以随便设定...
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请各各位兄台帮忙谈谈激磁电感的问题;
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| | | | | | | | | | | | | 感谢!
激磁电感的影响我也没有理解和搞透彻,还是一头雾水;
1.我们都理解过小的激磁电感的弊端,但激磁电感大一点会怎样那?
为什么说激磁电流10-15%比较好那,小于10%的激磁电流会有哪些弊端?
为什么谈及激磁电流的相对比例,而较少的谈及决对值的大小那?
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2.共享一篇 浙大 陈敏,马皓,和徐老师的论文:
变压器激磁电感对双正激变换器正常工作的影响.pdf
论文主要从激磁电感在各工作状态是如何参与作用的,
而对于如何设计确定及影响因素阐述不多...
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| | | | | | | | | | | | | | | 1.开关管导通时:
Im=Vin/Lm*D*T;
开关管导通,开关管上电压近似为零,激磁电流近似按上式线形增长... |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 2.开关管关断时:
1)二极管导通时:
Im=Im-Vin/Lm*t
二极管导通,激磁电感承受反压,激磁电流近似按上式线性减少...
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 如果只关注两个主要的工作过程,忽略期间的谐振作用时间:
似乎二极管导通的时间等于开关管的导通时间... |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 而实际上:
二极管的导通时间要略大于开关管的导通时间;
而根据激磁电感的伏秒平衡原则,二极管的导通时间随着开关管的导通时间而变化... |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 在DCM模式下,开关管的导通时间随着负载的增大而增大;
在CCM模式下,开关管的导通时间不随负载的变化而变化;
但随着负载的加大,因线路压降的增大使导通时间有增大的趋势... |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 2)二极管不再导通时:
(1) CCM模式,开关管VDS保持在1/2*Vin;
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | (2)DCM模式,开关管输出电容及寄生电容和激磁电感发生震荡... |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | (3)进一步细化此时的工作过程:
激磁电感和输出电容及寄生电容谐振到vin/2; |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 3 再进一步细化:
在开关管关闭,而二极管还没有导通时:
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 1) 整流管还保持导通:
此时,副边的反射电流还在作用,开关管的输出电容和寄生电容被近似线性充电;
开关管的VDS近似线性上升...
大约持续到Vin/2左右, |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 2)整流管不再导通:
激磁电感得以释放,和原边开关管的输出电容和寄生电容发生震荡; |
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| | | | | | | | | 根据Vins求出匝比
N = Vinmin/Vins*h(效率)
这是变压器转换效率?
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| | | | | 上班时间到了,又开始一天的从早上到半夜的忙碌;
过段时间,再接着和大家一起学习讨论... |
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| | | | | 个人觉得正激的变压器没啥难的,就一个降压功能,关键是要把次级的滤波电感一同来考虑。我都是先定次级的滤波电感,再根据次级的滤波电感来求次级的电压,从而开始变压器的设计。 |
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| | | | | | | 双管正激,为隔离的Buck电路;
首先要讨论Buck电感的设计;
从输入输出规格和输出品质,来讨论输出电流纹波和电感的设计(同时也决定BCM的工作点):
1.
...
2.
...
3.
....
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| | | | | | | | | 又来抢楼主的帖啦。 楼主莫生气。
1 选择电流纹波电流和电感平均电流的比值,决定了电感量的大小。大的纹波电流使得对输出电容的应力加大,加大了纹波电压,但是所需要的电感量较小,铜线匝数也少。 同时也决定了BCM负载电流点。
r = di / Io
r = 0.4 (20%的电感电流纹波)
dI = (vinmax * N - Vout) / Lo = r * Io
Lo = (Vinmax*N - Vout) * Dmax / (fsw* r * Io)
2 根据AP值选择合适的磁环或磁芯,下面以美磁铁硅铝为例:
因为输出滤波电感,直流分量较大,交流较少,而铁粉类磁芯的优势就是内部集成的气系,能抗较大的直流磁场,但要注意的是在一定的直流磁场作用下,电感系数有一定的下降。
3 选择一个合理的磁环,假设选择 77071 (33mm外径 60磁导率)。
4 Al 60 根据所需要的电感量计算匝数:
5 根据电感直流磁场,查美磁提供的hdc衰减表,重新计算在满载时,能满足所需要电感量的匝数。
6 根据输出电流选择合理的铜线。
7 计算铜线耗损
8 根据dI电流值得到交流磁通变化率,根据美磁提供的磁芯耗损公式得到磁芯耗损
9 根据铜损和磁芯损耗,评估电感耗损是否可以接受,预估温升,上机测试。
10 因为满载电感量会下降,轻载电感量比上文中的计算值要大一些,所以理论上可以支持更多范围内的CCM,这也是一个附带的优点吧? |
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| | | | | | | | | | | | | 1.一般u值随着电流的增加,在一开始一小段会有上升,而后都是在下降,所以满载电感量下降应该没有问题;
2.温度对其的影响也似相似的,开始上升,而后下降的。在高达一定温度也有类似于饱和的现象,感量巨失。 |
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| | | | | 这段时间较忙,感谢大家的丰富;
使我学习和了解正激变换器... |
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| | | | | 请各位大侠帮忙继续讨论一下:
双管正激变换器的磁复位及磁复位时间... |
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| | | | | 请各位大侠继续帮忙讨论下:
变压器什么参数会影响到闭环路控制... |
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| | | | | 一般的设计中,我们都要在开关管上加散热片来降低温升;
共享adlsong的一篇文章,来讨论寄生参数的影响...
双管正激.pdf
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| | | | | 最近单位很忙,公司全体人员的工作时间调整为8:00-20:00;
暂时没有时间来学习双管正激变换器了... |
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| | | | | | | | | 是否?
1.反馈给电源主要是激磁电感能量和部分漏感能量... |
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| | | | | | | | | | | 是否?
1.原边漏感:
在二极管续流结束,
2.副边漏感:
换流速度, |
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| | | | | | | 电容的设计也主要从这两方面来考量:
1)纹波(稳态输出)
△Vo=△VoESR+△VoC=ic*Rc+1/CF*(1/2*(△iL/2)*(1/2Ts))=(△iL*((50-80)*10-6)/CF)+(△iL/(8*CF));
推出:C=(△iL*((50-80)*10-6)/△Vo)+(△iL/(8*△Vo))
主要考量ESR:C=(△iL*((50-80)*10^-6)/△Vo); 设定条件:ESR*C=(50-80)*10^-6;
主要考量C: C=△iL/(8*△Vo)
2)储能(瞬态响应)
P=1/2*L(I1^2-I2^2)=1/2*1/C*(U1^2-U2^2)
推出:C=L(I1^2-I2^2)/(U1^2-U2^2) |
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| | | | | | | | | 但这里边蕴含一个前提条件:
Rc+j*1/(2*pi*fs*CF)<<RL
Sorry!
没有描述清楚,补充见下图:
<span style="font-size:16px;"> |
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| | | | | 由双管正激电路扩展到正激电路;
正激电路都有哪些磁复位方式... |
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| | | | | | | | | | | | | 谢谢您,我也正在学习这方面的知识,我以前主要是在做笔记本里面的DC-DC buck降压方面的知识,但是发现实际上需求AC-DC /DC-AC的占据很大比例 所以给自己充充电,如果你比较好的关于AC-DC的资料可以分享下么~可以加个好友么674318886. |
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| | | | | | | | | | | | | | | 兄弟,
单位又开始疯狂的忙了,我周六日都要加班,所以没有时间来研读了,Sorry!
但,我上传的是正激,而你的文档是反激,
我想你讲的期间的差别是否是来源于正激和反激电路的不同那? |
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| | | | | | | 正激电路:
1.正激电路可以看作为隔离的Buck电路;
2.加入变压器进行变压隔离的过程中...
3.变压器正常工作:激磁电感需满足伏秒平衡:
4.获取激磁电感的Vrest的不同方式,引出了上诉几种正激电路:
1) reset with a third winding
2) resonant reset
3) RCD-clamp reset
4) kactive-clamp reset
5) ...
5.小注:
1) 获得精确的Vrest最直接的方式,就是增加第3绕组的方式:
在开关管关断期间,同过第3绕组来去磁,通过匝比的设置可以得到精确的Vrest;
2) 最简洁的方式,利用开关管和外加的输出电容来实现。
3) 上述方式,Vds或上升很高,人们想到可以用RCD来进行钳位;
4) 当然人们也想到有源来进行控制...
a.得到时间利用;
b.得到磁的利用。
5)...
6...
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| | | | | | | | | 也许我对电感响声本身就不懂,无法一一展开讲来;
也许兄弟的问题有些过于宽泛,让我无法分析处理...
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