【龙腾原创】DCM、CCM及QR模式电源设计及效率对比试验(二)-光伏/逆变/UPS/变频器-世纪电源网社区

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2014-4-12 08:31:01

经过两天的焊接工作，板子初步成型了，准备开始调试，原来帖子楼层太高，新开一个，这个主要贴一些调试过程中的图片及实验步骤，理论计算部分可参照帖子https://bbs.21dianyuan.com/176992.html

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		2 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-12 08:35:25
		这是初步的雏形图，变压器还没来，按照自己常用的调试步骤，今天看来只能只加辅助电源，看看驱动波形及过流限流部分的参数了。回复 \| 举报 \|

			3 batteryli batteryli 离线 LV8 副总工程师积分：4130 \| 主题：57 \| 帖子：1713 访问空间发消息积分:4130 LV8 副总工程师 2014-4-13 14:29:10
			真漂亮啊，工作量也真大了回复 \| 举报 \|

				4 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-15 08:27:16
				昨天有事请假一天，今天还得忙别的项目，估计这个又的拖几天了。。。。回复 \| 举报 \|

					5 batteryli batteryli 离线 LV8 副总工程师积分：4130 \| 主题：57 \| 帖子：1713 访问空间发消息积分:4130 LV8 副总工程师 2014-4-15 14:32:50
					请教王工，QR的谷底导通是如何调试出来的呢，我调的机子，好像个个都是这样的，传说中的谷底导通老是调不出来。下图是一个典型的PSR单级PFC电路，我画板之后老是调不到谷底的那个勾勾时导通。回复 \| 举报 \|

						6 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-15 14:50:54
						我还没做过QR呢，不过从原理上来说，辅助绕组两个分压电阻的选择应该跟谷底开通的程度有关系，等我调试的时候试试。回复 \| 举报 \|

						9 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-15 16:37:34
						你贴出来的波形，哪个是你目前的？左边的这个应该就是谷底开通吧？回复 \| 举报 \|

							11 batteryli batteryli 离线 LV8 副总工程师积分：4130 \| 主题：57 \| 帖子：1713 访问空间发消息积分:4130 LV8 副总工程师 2014-4-15 17:50:03
							那是同一个波形，右边是放大的，红色是应该出现的QR样式，可实际上我的波形老早就ON了，没有等到谷底的点上。回复 \| 举报 \|

								13 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-15 17:56:16
								那应该跟你的辅助绕组两个分压电阻有关吧，你增加一下下面的电阻试试。回复 \| 举报 \|

						15 scicman scicman 离线 LV4 初级工程师积分：327 \| 主题：0 \| 帖子：39 访问空间发消息积分:327 LV4 初级工程师 2014-4-16 09:02:05
						对于不同的系统，原边电感和drain点的寄生电容不同，导致谐振周期不同，会出现谷底之前或者谷底之后导通的情况，可以通过改变FB分压电阻的比例来调整回复 \| 举报 \|

							16 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-16 09:06:18
							我看OB2203的资料，这个谷底开通，应该跟谐振周期无关吧？不是FB点电压低于75mV开通吗? 回复 \| 举报 \|

								17 scicman scicman 离线 LV4 初级工程师积分：327 \| 主题：0 \| 帖子：39 访问空间发消息积分:327 LV4 初级工程师 2014-4-16 11:58:10
								假设谐振周期为2uS，开启延时时间500nS，这时需要在谐振周期的1/4处开启mos，即谐振电压幅度的1/2处检测到消磁（通过分压电阻让FB=75mV），如果换个mos管，谐振频率变为3uS，谐振幅度不会改变，这样就会在谷底之前检测到消磁，不在谷底导通回复 \| 举报 \|

									19 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-16 12:31:32
									这个开启延时，是IC内部设定的还是受驱动电路等参数影响形成的？如果存在这个延时，那确实存在你说的现象。回复 \| 举报 \|

										21 scicman scicman 离线 LV4 初级工程师积分：327 \| 主题：0 \| 帖子：39 访问空间发消息积分:327 LV4 初级工程师 2014-4-16 14:45:00
										对于QR，一般情况下都会加些软驱，软驱会带来开启延时，这个延时是内部固定的，回复 \| 举报 \|

											22 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-16 14:51:15
											如果是存在延时，那么应该是在谷底以后开通，而不会像batteryli那样在谷底之前开通。因为首先是要检测到已经达到谷底，然后延时开通，而他的波形却是在谷底之前开通，因此应该不是这个的原因。回复 \| 举报 \|

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2014-4-16 15:39:42

OB2203 FB检测电压只有75mV，检测点基本上实在谐振电压的1/2处，离谷底还有1/4一个谐振周期，因此谷底前后导通都有可能

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2014-4-16 16:19:16

，恍然大悟，我理解错了，一直以为是在最低点75mV上下呢，闹笑话了。。。。。

								18 scicman scicman 离线 LV4 初级工程师积分：327 \| 主题：0 \| 帖子：39 访问空间发消息积分:327 LV4 初级工程师 2014-4-16 12:10:05
								但是FB电压设置的过低，能调节的裕量就受到限制了像L6562这种ZCD检测电压设置的较高的芯片，调节的裕度就很大的回复 \| 举报 \|

									25 batteryli batteryli 离线 LV8 副总工程师积分：4130 \| 主题：57 \| 帖子：1713 访问空间发消息积分:4130 LV8 副总工程师 2014-4-16 19:08:23
									我这个IC的FB要兼顾过QR、输入调整率（改电阻值不改比例），调输出空电压（改比例），三者作用兼顾一身，真是顾此失彼啊。回复 \| 举报 \|

										26 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-17 12:36:27
										IC型号是什么？调整率怎么还跟这个有关？回复 \| 举报 \|

											28 batteryli batteryli 离线 LV8 副总工程师积分：4130 \| 主题：57 \| 帖子：1713 访问空间发消息积分:4130 LV8 副总工程师 2014-4-17 14:03:59
											这种PSR单级PFC的IC多半是这样，我用的是晶丰的3391. 回复 \| 举报 \|

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2014-4-17 14:25:51

PSR多少了解一些，再结合单级PFC就迷糊了，跨行如隔山。不懂。。。。

			10 liu1875 liu1875 离线 LV8 副总工程师积分：9255 \| 主题：44 \| 帖子：3379 访问空间发消息积分:9255 LV8 副总工程师 2014-4-15 17:31:16
			建楼房，不错哈，回复 \| 举报 \|

				12 batteryli batteryli 离线 LV8 副总工程师积分：4130 \| 主题：57 \| 帖子：1713 访问空间发消息积分:4130 LV8 副总工程师 2014-4-15 17:51:57
				这是三层板。回复 \| 举报 \|

					14 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-15 17:57:44
					没看到对面还有一排插座？还有一个大板插一个控制板然后插在底板上呢。。。回复 \| 举报 \|

		7 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-15 14:53:41
		今天抽空焊好示波器，轻载试验了一下，NND，反馈接错了，接到地上了，没有反馈电压。（没有反馈怎么没炸呢?还没找原因）。该正后波形基本正常，就是尖峰大了，这才轻载啊啊。。。。变压器不能布在同一个板子上，布线电感太大了回复 \| 举报 \|

			8 batteryli batteryli 离线 LV8 副总工程师积分：4130 \| 主题：57 \| 帖子：1713 访问空间发消息积分:4130 LV8 副总工程师 2014-4-15 16:30:31
			回复 \| 举报 \|

				20 fly fly 离线 LV6 高级工程师积分：441 \| 主题：0 \| 帖子：43 访问空间发消息积分:441 LV6 高级工程师 2014-4-16 13:59:58
				不错不错............. 回复 \| 举报 \|

		27 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-17 13:15:01
		加载调试，波形正常，提供两个波形，分别是300V直流输入跟110V直流输入时候的满载波形。回复 \| 举报 \|

			30 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-17 14:27:28
			波形还算可以，效率就有些悲催了。。。本来打算拿交流输入测试效率，结果发现买的手持式功率计太次，功率因数一低，输入功率竟然小于输出功率。。。。。。回复 \| 举报 \|

				31 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-17 16:09:02
				没办法，只能拿直流稳压电源输入，测试一下了，测试结果如下：输入电压输入电流输出电压输出电流效率 350V 0.49A 26.765V 5.5A 85.8% 300V 0.57A 26.766V 5.5A 86.1% 250V 0.68A 26.766V 5.5A 86.6% 200V 0.84A 26.762V 5.5A 87.6% 擦，不是一般的差啊回复 \| 举报 \|

					32 batteryli batteryli 离线 LV8 副总工程师积分：4130 \| 主题：57 \| 帖子：1713 访问空间发消息积分:4130 LV8 副总工程师 2014-4-17 17:44:24
					85的效率，不差了，5。5A的电流这么大，接下来是抠效率啊，一点点抠出来。直流输入PF＝1，真爽。回复 \| 举报 \|

						33 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-17 17:52:35
						整流二极管用的是stth3003，压降1v，准备找低压降的二极管试试，同时桥四安的小了，准备换大的。回复 \| 举报 \|

							34 batteryli batteryli 离线 LV8 副总工程师积分：4130 \| 主题：57 \| 帖子：1713 访问空间发消息积分:4130 LV8 副总工程师 2014-4-17 18:05:45
							这么大功率，开发周期得一个多月吧，如果算上过认证的话。回复 \| 举报 \|

								39 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-21 21:16:25
								我做的东西都不需要过认证的，用途不一样所以要求不一样，换个200v的二极管怎么效率还低了呢，郁闷。。。回复 \| 举报 \|

									60 power2828 power2828 离线 LV6 高级工程师积分：910 \| 主题：30 \| 帖子：194 访问空间发消息积分:910 LV6 高级工程师 2014-5-17 11:46:22 倒数6
									vf不一样，建议用肖特基可以搞0。2左右。回复 \| 举报 \|

							59 power2828 power2828 离线 LV6 高级工程师积分：910 \| 主题：30 \| 帖子：194 访问空间发消息积分:910 LV6 高级工程师 2014-5-16 21:14:03 倒数7
							用肖特基试试，VF0。58 回复 \| 举报 \|

					35 程英明程英明离线 LV7 版主积分：6364 \| 主题：33 \| 帖子：2303 访问空间发消息积分:6364 版主 2014-4-18 04:02:58
					27.6V6A 可以做到90+%效率回复 \| 举报 \|

						36 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-18 07:58:00
						90+没太敢奢望只是想尽可能高一些，现在变压器磁芯有些热，但也不是太高。我按照你的指标自己绕个变压器试试。回复 \| 举报 \|

						37 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-18 08:22:49
						我的输入低压频率仍为50HZ，不是60HZ，不是国外用，是国内用。呵呵。（另外，你这个软件能否共享一下）回复 \| 举报 \|

						48 钜微电源-小罗钜微电源-小罗离线 LV8 副总工程师积分：3678 \| 主题：42 \| 帖子：1198 访问空间发消息积分:3678 LV8 副总工程师 2014-5-6 12:59:06
						设计表格不错，我这边用常用的表格演算了下，CCM下我这边算的Bmax接近0.4 有饱和的危险，不知道程工这参数是否验证过呢？回复 \| 举报 \|

		38 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-4-18 14:02:38
		改了好几种变压器，效率终于见到一个90%了，都在88%以上，不过总是电压越低效率越高啊，咋回事。。。。有空上各种测试数据，继续调试去。回复 \| 举报 \|

			40 怎么办怎么办离线 LV6 高级工程师积分：1473 \| 主题：25 \| 帖子：378 访问空间发消息积分:1473 LV6 高级工程师 2014-5-2 22:39:44
			Mathcad - 27.6V6A_CCM.pdf [size=14.399999618530273px]王工有时间可否看看我[size=14.399999618530273px]算的这个行不行? 回复 \| 举报 \|

				41 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-5-4 15:05:21
				你这个属于定频的IC还是变频的IC？我怎么感觉这么混乱？回复 \| 举报 \|

					42 怎么办怎么办离线 LV6 高级工程师积分：1473 \| 主题：25 \| 帖子：378 访问空间发消息积分:1473 LV6 高级工程师 2014-5-4 18:31:36
					定频的65K 回复 \| 举报 \|

						43 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-5-5 10:47:53
						你这个计算方法跟我平时用的不一样，我感觉糊里糊涂的，我一般是在最低输入电压下，限制多少负载进入CCM，因为这个时候最大占空比是我们限定好了的。而你的计算方法，确实在最高输入情况下，我看不太懂。。。。。回复 \| 举报 \|

							44 怎么办怎么办离线 LV6 高级工程师积分：1473 \| 主题：25 \| 帖子：378 访问空间发消息积分:1473 LV6 高级工程师 2014-5-5 18:30:47
							本来是在最低电压下计算电感的后来发现这样算的感量太大就改高压了.而且低压算的话高压情况下就很有可能进入断续模式.我是想让无论高低压情况下达到一半额定输出电流时都进入CCM. 回复 \| 举报 \|

								45 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-5-5 21:09:44
								呵呵，那怎么可能呢，都是一半电流，负载一样怎么可能高压跟低压都是临界状态呢。回复 \| 举报 \|

									46 怎么办怎么办离线 LV6 高级工程师积分：1473 \| 主题：25 \| 帖子：378 访问空间发消息积分:1473 LV6 高级工程师 2014-5-5 21:44:05
									我想你还没明白我的意思,当然高低压都不可能临界. 回复 \| 举报 \|

										47 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-5-6 10:04:13
										我想我明白了一点，你的意思就是，让高压一半负载的时候临界，开始进入CCM，那么低压一半负载肯定更是在CCM了？回复 \| 举报 \|

											49 怎么办怎么办离线 LV6 高级工程师积分：1473 \| 主题：25 \| 帖子：378 访问空间发消息积分:1473 LV6 高级工程师 2014-5-6 19:29:14
											是这个意思. 回复 \| 举报 \|

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2014-5-6 20:46:15

那我明天有空再看看。

								51 shingoes shingoes 离线 LV2 本网技师积分：108 \| 主题：0 \| 帖子：4 访问空间发消息积分:108 LV2 本网技师 2014-5-14 12:02:54
								请教王工，我是初学者，现在做一个产品上用的简单隔离电源；9-36Ｖ输入，两路输出5V@3A,5V@0.5A，效率想尽量高点。由于负载不定，轻载可以只有５W左右；是不是可用在轻载是DCM,重载是CCM？如何设计呢！谢谢！回复 \| 举报 \|

									52 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-5-14 12:41:44
									你可以选择5W左右的时候是临界状态试试，低于5W，DCM，高压5W，CCM。其实这个很多都是一个优化的过程。回复 \| 举报 \|

										53 shingoes shingoes 离线 LV2 本网技师积分：108 \| 主题：0 \| 帖子：4 访问空间发消息积分:108 LV2 本网技师 2014-5-14 13:17:46
										谢谢了！但再详细点说下吗，我是第一次设计开关电源，看了你的好几个贴子，还是不太明白！回复 \| 举报 \|

											54 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 在线 LV7 版主积分：109871 \| 主题：142 \| 帖子：45924 访问空间发消息积分:109871 版主 2014-5-14 13:33:14
											实际上就是设计一个CCM的变压器，不过前面说的也许不是很准确，你可以选择满负载40%，输入电压最低的时候，电路工作在临界状态，你可以去下载我那个变压器计算过程的文章，然后按照CCM变压器的设计算一下，我再帮你看看。回复 \| 举报 \|

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2014-5-14 16:21:11

请王工帮看下：电源输入：Vin_min=9V Vin_max=36V
电源输出：Vo1=5V 3A Vo2 =5V 0.4A
输出电压精度：5%
效率：85%
工作频率：250K
工作环境温度：-20--50度

选EE16磁芯，磁芯的参数如下：Ae=19.2mm^2,Al=1140nH，Bmax≥0.32T
Po=17W Pin=Po/η=20W
40%负载情况下，输出功率为P0.4=17*0.4=6.8W，因此峰值电流为
Ipk0.4=2*P0.4/(Vdc*Dmax*η)=2*6.8/(9*0.45*0.85)=3.95A
从这个时刻，如果继续增加负载电流，变压器进入CCM状态，占空比不变，所以，峰峰值电流也就是这个值，因此ΔI=3.95A
满载情况下，输入平均电流
Iin=Pin/Vdc=20/9=2.23A
设峰值电流为IPK则 (IPK+IPK-3.95)×D/2=Iin IPK=6.93A
根据△I占Ipk的比例，确定△Bmax，△Bmax/Bmax=△I/Ipk
得到△Bmax=3.95*0.32/6.93=0.183T，选择△B为0.18T，
计算变压器原边电感
Lp=Vi*Vi*D*D/(2f*P0.4)=4.11uH
计算变压器原边匝数
Np=(Lp*IPK)/(Ae*Bmax)=4.11*6.93/(19.2*0.18)=8.24 　　　取8匝
根据伏秒平衡，可以得到以下公式，
Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax)，
从而计算反射电压为Vor=7.36V

匝比 n=Vor/(Vo+Vf)=1.23
副边匝数 Ns=8/1.23=6.5,选择7匝，
原边匝数调整为 Np=1.23*7=8.6 ,选择9匝
另一路5V@0.4A的怎么计算，不会了！

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2014-5-14 16:33:53
倒数10

5V输出，不采用同步整流，做到85%的效率估计很难。频率250K感觉太高了。别的没什么问题。

shingoes

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2014-5-14 17:31:25
倒数9

非常感谢！80%效率也是可以接受的！为什么开关频率高了反而不好呢?

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2014-5-15 08:34:23
倒数8

硬开关的开关损耗会大，而且干扰会大一些。

oyang314

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2014-10-18 20:43:09
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咋就没有了呢？我还没看出到底是哪个模式效率高点啊？

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2014-10-18 22:42:46
倒数4

是啊，到底哪个模式的效率高？差多少？

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2015-3-26 14:47:39
倒数3

伟哥，2015了，抽空来完善下帖子呗。

弄花惊弦

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2016-12-6 22:35:19
倒数2

请问版主，测试结果出来了没呀。我也很想知道，同一系统，谁的效率高。我暂时推导了一下，感觉CCM高些。

CK2727205032

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