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LLC拓扑Mos管Trff对整机效率的重要性

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shanying0000
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高级工程师
  • 2015-3-3 17:06:50
  手上一块电力操作电源正在调试 调试过程平淡无奇 没啥值得分享的东西  
          今天温升测试完成  做替代料实验 换了一颗Mos管 效率猛飙一个点 整机功耗下降了8W
          这个相当厉害的影响  
          测试之前  特地对比了Mos管参数  
           IR FP460 500V   20A  0.27R            UF460  500V  21A   0.31R
                           CISS   3000                      4300
                          COSS  480                         1000
                          CRSS   270                        250
                           Trff    900nS                      580nS
          调试使用的是IRFP460 做替代料的是UF460
          这俩管子从电容参数 RDS on 角度来看 还是IRFP460占优势
          但是有一个在LLC拓扑上非常关键的参数 Trff 也就是反并联二极管的反向恢复时间 UF460优秀很多
          所以整机效率就猛飙了一下
          因为LLC是零压开通 近似零电流关断   所以 Mos管输入输出电容 大点  跟效率没多大关系
          反并联二极管的关断速度  在LLC拓扑中  绝对是一个非常关键的参数  如果Trff大  可以试着调整死区时间长一点  如果Trff时间长  死区不够   甚至连效率都谈不上  在大动态情况下  很容易炸鸡的  
          同时顺便说一下为哈Mos管并联二极管Trff在LLC拓扑中非常关键
          
        
        
        
        

            若Mos管反并联二极管的Trff太长,假如在谐振腔电流换流完成之后还没有关断,那么久相当于Mos管短路了,就会直接炸鸡。
        

          发现有问题,Sorry。在LLC拓扑中,MOS体二极管在设计正常的情况下,对效率的影响非常有限。
          LLC拓扑中,对于MOS管而言,对效率影响最大的因素便是Rdson.
          Coss电容充放电,因为是谐振电路,那些电容的能量并没有损失掉,而是最终以有效能量输出到次级。
        

          做LLC体二极管Trff的关键性在于可靠性,其次才是稳态特性。
          LLC在大动态,启机时候,因为谐振腔反射阻抗很小,LLC反馈环路反应又很慢,因此在短时间内进入容性区是很难避免的,这时候,体二极管的快速恢复特性就表现出来重要性了。
          哪怕是进入了容性区,由于体二极管反向恢复速度快,完全可以保证在死去时间内完成反向恢复,因此整机可靠性完全没有问题,顶多Vds会有点振铃。但是假如死区时间不够长,在死区时间内,体二极管不能截止导通,那么,在下一个开关周期,桥臂上下管就直通了,直接炸鸡  



  20170224最新更新!
  我更正一下这个帖子的错误:
  这台机效率提升最后仔细分析根本就不是Mos Trff变化引起的。这台机是一个铁壳子的电力操作电源,变压器很靠边,气隙很大。我第一次测效率是盖着铁壳子测的。第二次做了Mos替换是裸机测的。由于变压器气隙很大,气隙漏磁很严重,一旦铁壳子装上,靠近气隙,那么变压器就相当于一个电磁炉的线圈,铁壳子就相当于铁锅。我拿热像仪看了一眼,铁壳子上有一片温度明显高很多。这是变压器气隙漏磁感应加热造成的,磁场能量变成了热能,整机效率一下子就下降了。再次拿掉壳子,整机损耗小了8W左右。最后解决方案改了变压器放置方向。
  
        

        

        
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世纪电源网-小王
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管理员
  • 2015-3-3 17:41:32
 
终于等到你...............
shanying0000
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高级工程师
  • 2015-3-3 17:52:41
 
哈哈 本来就是分享的平台 看到值得写的东西就拿出来贴一下
hlp330
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  • 2015-3-3 18:30:07
 
如果Trff小的话,一般其他的参数会差一些,有得必有失
luoyan1980
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副总工程师
  • 2015-12-10 22:37:24
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反向恢复时间,一般LLC都采用带快恢复体二极管FD管子。
ck7401
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副总工程师
  • 2015-12-10 22:53:50
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减少反向恢复损耗。
cbyhdzsf
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副总工程师
  • 2015-12-11 06:20:40
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LLC看资料介绍,一般主MOS都是使用带FD管子。

gxg1122
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副总工程师
  • 2015-12-10 13:24:30
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是啊 楼主技术丰富  ,多发表些文章, 让我们学习下。
gaohq
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总工程师
  • 2015-3-3 19:52:41
 
你是说用UF460比用IRFP460效率高吗?
shanying0000
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高级工程师
  • 2015-3-3 19:57:07
 
对 这俩管子最大的差异就是Trff
shanying0000
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高级工程师
  • 2015-3-3 19:59:16
 
高了一个点 低压满载810W机内损耗少了8W 效率提高一个点
qq80644864
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  • 2015-3-3 21:57:12
 
请教,MOS管内部的体二极管不能胜任?还是功率比较大,所以需要并一个二极管?
shanying0000
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高级工程师
  • 2015-3-4 08:51:34
 
没有并联二极管啊 做比较的是两颗Mos管 Mos管的体二极管性能差异比较大
qq80644864
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  • 2015-3-4 13:55:57
 
谢谢
guoguo
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  • 2015-3-6 10:39:37
 
楼主好帖!
hlp330
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  • 2015-3-6 11:49:38
 
[size=13.63636302947998px] 死区与[size=13.63636302947998px]Trff时间有什么关系吗?
开开鼠
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副总工程师
  • 2015-3-6 12:15:29
 
LLC工作在ZVS下的,按照道理说TRR对于损耗影响不大才对的。
楼主的测试结果很奇怪啊,难道真的是因为TRR大损耗也大吗
hlp330
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  • 2015-3-6 13:18:47
 
可能楼主的并没有完全实现ZVS
qq80644864
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  • 2015-3-6 13:28:58
 
Trr长到另一个开通之前仍没恢复过来的话……
hlp330
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  • 2015-3-6 13:45:52
 
硬开关不是存在这种情况吗?
qq80644864
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  • 2015-3-6 15:10:59
 
所以楼主说的这情况是有可能发生的
cuncaosheng
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高级工程师
  • 2015-3-7 11:38:48
 
楼主,我有个LLC问题请教下,方便qq交流不呢,谢谢。
xautlv
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高级工程师
  • 2015-3-20 08:23:41
 
这个估计就是最佳答案了
shiyongxie
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高级工程师
  • 2015-3-23 19:13:30
 
有波形就答案,没波形只能猜
shanying0000
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高级工程师
  • 2015-10-21 08:00:54
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测试失误。原因很是奇怪,谐振电感气隙比较大,并且谐振电感靠近版边,机壳是铁的,当不装机壳进行效率测试的时候,效率就很高,当装上机壳,由于气隙的漏磁对机壳进行感应加热,效率一下子就掉了。
shanying0000
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LV6
高级工程师
  • 2015-10-21 07:58:24
  • 倒数7
 
  后来发现是搞错了。犯错的原因也很意外。谐振电感气隙很大,机壳是铁的,装上壳子以后,由于气隙漏磁对机壳产生了感应加热,效率就降低了。
jzzx1212
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本网技师
  • 2015-3-9 15:15:52
 
楼主,没有了吗?
真武阁
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  • 2015-3-10 06:44:13
 

二极管续流接着MOS就打开了,整个ton时间段内VF=-ID*RDS近似为0,二极管何来的硬关断?
ruohan
  • ruohan
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LV8
副总工程师
  • 2015-3-10 16:36:57
 
是因为你COSS这个参数引起的吧,,,
johnxih
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LV8
副总工程师
  • 2015-3-20 08:36:15
 
楼主关于“Q2并联二极管是工作在硬关断条件下”的观点,我并不认同,楼主关于效率的降低是由
于二极管的反向恢复时间长导致的原因分析好像没有说服力。期待楼主能将根因找出并分享!
tongyuanju2005
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  • 2015-3-31 21:42:46
 
我的感觉是Q2驱动变高之前,二极管续流,驱动变高之后变成同步整流的工作方式,电流先反向流过并减小又正向增大,这儿不存在反向恢复,对Trff也没有太高要求
钜微电源-小罗
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副总工程师
  • 2015-3-10 10:16:13
 
MOS的 trr在LLC设计应用中确实是很重要的一项参数,COOLmos内阻低,但是会带来trr速度慢的问题,这点有一份公司内部培训“LLC MOS如何选取”上讲到,coolmos并不很适合LLC,
qq80644864
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  • 2015-3-10 10:55:14
 
英飞凌的CE系列是可以的哟
guoguo
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  • 2015-3-11 10:47:47
 
没有下面的更新吗?再来看一次还是没更新
真武阁
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副总工程师
  • 2015-3-16 11:17:50
 
超结MOS反向恢复特性好的英飞凌好像CFP吧,其他几家ST的D系列,东芝的W5系列,而仙童的整个系列都比较好
qq80644864
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  • 2015-3-16 12:41:39
 
仙童的市场上山寨多啊
johnxih
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副总工程师
  • 2015-3-20 08:29:28
 
英飞凌的应该是CFD吧,仙童的应该是带F的吧!

dxsmail
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  • 2015-3-11 11:33:27
 
学习了。效率居然可以上升一个点。。。
guoguo
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  • 2015-3-16 10:09:41
 
再来看一次,好像还没更新啊
zxc456654
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  • 2015-3-16 10:54:14
 
学习!
st.you
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  • 2015-3-16 14:13:37
 
把MOS体内的二极管屏蔽掉,管它恢复时间多长
世纪电源网-九天
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超级版主
  • 2015-3-17 11:05:52
 
支持好帖!
gaohq
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总工程师
  • 2015-3-17 12:20:58
 
AN-9067(FSFR2100失效分析).pdf

这里面也有讲到这个反向恢复时间很关键
shanying0000
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高级工程师
  • 2015-3-18 10:32:57
 
谢谢大师分享
grace810910
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  • 2015-4-1 16:03:40
 
资料不错!
deep_thought
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副总工程师
  • 2015-3-17 16:37:41
 
很难理解体二极管Trr影响LLC的效率.
工作频率多少?
是工作在ZVS?有波形吗?
shanying0000
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高级工程师
  • 2015-3-18 10:33:07
 
shanying0000
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LV6
高级工程师
  • 2015-3-19 12:06:18
 
Sorry 这个贴貌似发的有点草率 容我再想想啊 效率真的提高了 我270V输出 3.1A 效率高了整整一个点 现象没错 具体理论 容我再思考详细一些 大家最好讨论一下
SINER
  • SINER
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本网技师
  • 2015-3-19 13:48:38
 
坐等楼主沉思结束后来点更精彩的
谐振电子
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初级工程师
  • 2015-3-19 16:40:49
 
效率与功率因数有关系(PF值),体二极管的Trr的不好会增大谐波(THD),这也许是影响效率的因素吧?供参考。
小雨清风一点通
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高级工程师
  • 2015-3-23 11:45:50
 
对,整机效率跟LLC输入端的PF值有很大关系。
zxc456654
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初级工程师
  • 2015-3-23 14:25:54
 
楼上完全错了,PF是校正电源对电网的利用率。和效率没半毛钱关系。
真武阁
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副总工程师
  • 2015-3-23 15:39:01
 
体二极管的Trr的不好会增大谐波(THD)的依据是什么
开开鼠
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LV8
副总工程师
  • 2015-3-30 08:12:36
 
是不是你刚开始的那个管子是冷机开机的啊,现在换了管子机器都变热了。我有时候测试也会出现这种情况的,LLC换不同的LCR参数后,最后再换回来第一次的参数效率会提高至少半个百分点的
shiyongxie
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LV6
高级工程师
  • 2015-3-23 19:09:56
 
不知道有没有MOS管断温升对比呢?8W放在mos管上那个数目不小
guoguo
  • guoguo
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助理工程师
  • 2015-3-26 11:13:27
 
要是有时间,楼主可以开个帖子,讲讲LLC 的控制
shiyongxie
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高级工程师
  • 2015-3-26 12:43:47
 
哈哈,LLC控制被人讲完有讲,楼主可以讲讲LLC的同步整流什么那些估计会更好
luoli52
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本网技师
  • 2015-3-27 14:37:48
 
主要是这个话题经典,可能是大家都爱听
世纪电源网-九天
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  • 2015-3-31 14:01:36
 
LLC最近在论坛太火了,好多人开帖都在说这个!
sammizhe
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高级工程师
  • 2015-4-20 10:42:18
 
马克 期待楼主分析
riande
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mark!
fly
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好帖好帖.....
muri98
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  • 2015-12-11 09:32:00
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楼主解释的很清楚,谢谢了
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