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A组+独门绝技,基于IR2153的无P,LLC设计-已完结

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xd285070
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  • 2016-6-30 21:20:59
  标题有点高调了,其原因是设计方法很大程度上是和大众设计不太相同,但是能用,所以我称之为独门绝技!
楼主入行没几年,所以水平就那个样子了,我尽量把我想的表达清楚,至于对错,有句话叫:不要在意那么多细节。。。。
为什么选IR2153,因为,
1:外围简单,DIP8就包含了一个振荡器和高低MOS驱动,堪称经典!
2:价格便宜!含税也就2块的样子,市场上大把货源,绝不会存在缺货这样的事情!
3:稳定,抗干扰能力强!

我希望的结果是,看完前面帖子的15楼,哪怕第一次设计LLC到成功的概率提升90%,调试少吃炸鸡,当然这里的“成功”对每一个人理解是不一样的,我主要指是能用,对自己设计的这个电源有信心,而不是必须满足XX标准,XX效率,才算成功!
被测试样机
IMG_1309.jpg IMG_1289.jpg

二楼:通过小小实验来说明llc,炸鸡的原因
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三楼:怎么去计算
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四楼:IR2153的频率调节和电源的保护电路
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五楼:实际设计个电源,验证,测试








本帖最后由 xd285070 于 2016-8-26 12:30 编辑

xd285070
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  • 2016-6-30 21:21:22
 
第一步:通过小小实验来说明llc,炸鸡的原因


朋友说,有些话太占位置了,看起来特不舒服,所以我就搞PDF了,为后面测试节约空间。 第一步.pdf (215.46 KB, 下载次数: 2181) 本帖最后由 xd285070 于 2016-7-6 21:03 编辑

xd285070
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  • 2016-6-30 21:21:45
 
第二步:怎么去计算
在第一步中说明了为了防止ZCS的发生,加2个箝位二极管就好了,但是加了二极管以后,电容的最大电压就等于VIN了,最小电压就等于GND了。
  换个比方就是电感2端的电压的最大值跟着输入电压的变化而变化,也就是输入低的时候最大增益比输入高的最大增益要小,那么我保证最低输入电压输出能够稳压不就好了,那么变压器的变比就按最低输入计算,这样就比较简单了。
  谐振电容的大小,输入电压大小,和最低开关频率,确定了变换器的功率输出大小,那么我就在最低输入,最低开关频率下,最大输出功率下,保证谐振电容不被箝位,就ok了,电容被箝位了,结果就是最大增益上不去,输出就掉电压了。那么输入是确定的,输出功率是确定的,就谐振电容和频率的关系。
  有一个公式:P=1/2*C*U*U*F,但是在LLC里面不管你对电容充电还是放电,输出都是提供能量的,所以这个功率的关系要把1/2去掉,变为P=C*U*U*F,但是电容的能量不可能全部转移到输出负载上面,就有个所谓的Q值的关系,但是这个Q我是不知道去确定,那么我按150%输出功率去设计电容能量,行不行呐?行不行实物实验一哈就知道了嘛,不要纠结于这个细节。
  当然有人会说我按200%500%1000%去设计那个电容,电容存500w的能量,我输出100w总行吧,可以是可以,只是呀,按超大号规格去计算以后,在相同的谐振频率下,电容很大,电感很小,要是短路的话,电流就非常可观了,,,,
  还有那么一个公式:
232619k25m0220i9x7p7px.png

这里已经加了二极管了,电容的最大电压是确定的,电容确定以后最大电流就确定了,但是很容易看出来,电容和那个电流的关系,正比例的,电容越大,电流就越大,太大的电容是不合适的,但是150%这个值,合不合适,上电实测就知道了嘛!
  那么功率确定了按输出功率150%算,但是公式里面还是有2个未知数,CF,但是CF是反比例关系,那么F大,C就小,C小,短路电流就小。但是我们都知道F在谐振点的时候效率是最高的,比谐振点小的时候,二极管是软关断,那么如果我做开环,这个就比较好了,所以就把F设计小于谐振点,但是尽量靠近谐振点,那样电容小些,那就谐振点的90%吧。

  那么功率确定了,最低输入确定了,频率确定了,就可以计算了。
第一步:求谐振电容C
  P=输出功率/效率,P1=1.5*P=C*U*U*F,在自定义一个谐振频率,然后0.9倍带入公式,以及最低输入电压,
一下子就把谐振电容C 求出来了。
第二步:求谐振电感L
在根据,LC震荡频率公式:2*3.14*根号下(*L*C=1/F求出L了,这里的F是谐振频率哦,不是刚刚的0.9倍开关频率。
第三步:求原边电感和K
这个K主要就靠经验了,如果是做输入电压波动比较大的产品,那么久建议K取小一些,输出纹波会小一些,比如,4左右。如果做的是前面有PFC输入波动小,那K可以取大一些,比如710的样子都可以,这里有一点就是电感太大了zvs丢失,这个自己核算一哈就好了。那原边电感就等于L*K了。
第四步:求变压器变比N
输入按的最低算的,所以理论变比N1=0.5*VIN/VOUT,实际变比N=N1*K+1/K
第五步:求有效值电流,变压器圈数啥的
变压器的初级有效值电流习惯性的=1.2*P/0.5*VIN),输出绕组电流=0.5*IOUT
变压器初级圈数NP=0.5*VIN*D/(F*AE*B),D是占空比的意思,也就是0.5了。


本帖最后由 xd285070 于 2016-7-6 21:43 编辑

xd285070
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  • 2016-6-30 21:22:08
 
第三步:IR2153的频率调节和电源的保护电路
IR2153的频率调节
LLC就是调频率,输出电压高了或者电流大了,把频率提上来就OK了,那么2153的频率设置是设置的电阻和频率是反比关系,电阻越大,频率越低,电阻越小频率越高,只是他的电阻2端是个交流,光耦不能直接并到上面去,加个4148的整流桥就好了。
163207jov2t1vvkiqfmeyt.png


辅助电源
IR2153本身只是一个振荡器和半桥驱动,自己并不包含电流检测啥的,所以他不该干的活,建议就不让他干,虽然初级谐振电容2端已经加了箝位二极管,最大电流被限制住,但是长时间肯定还是不行的,所以本方案,把保护放在了次级,但是次级供电是个问题,所以得采用辅助电源了
结合实际情况,用了公司的一个非隔离芯片,做了一个非官方建议的初次级辅助供电电源,橙色是次级12v
163207r5wc51w22qga5gjj.png
输出过流保护和短路保护
输出过流保护最好的就是加个恒流环了,结合这个方案,初次级都是辅助电源,那么电源在输出0v都可以恒流,但是这个时候输入功率比较大(实测),所以想了办法就是输出电压够低的时候认为是短路了,把输出电流降下去,功耗自然就小了。
163207viooc6g5sg92scic.png

这里没有直接给全部原理图,只给了3个重要部分的,原因是整体原理图还没画,当时直接画的pcb,如果有必要可以画一个

总结:按上面思路做了2款不同PCB的样机,表现良好,后面还有一楼,可以实体验证上面说的。


本帖最后由 xd285070 于 2016-7-6 21:43 编辑

xd285070
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  • 2016-6-30 21:22:31
 
五楼:实际设计个电源,验证,测试

楼主还还开了136v 10a双管正激可调电源的帖子,到时可以做个对比。结合手头的板子,那此次电源就就设计个36v 4a150w左右。
输入:标称输入200V-240V,输出36V 4A
IR2153死区有点点大,如果谐振频率取的是在太高,占空比就小了,效率会稍微低一些,所以这次设计谐振频率取90k,芯片最低频率设置80k
步骤是第三楼中的设计步骤,但是楼主比较懒的说,叫朋友把上面的公式写了个网页
如图:
210157qy4qll68nzy466e9.jpg

这里做个说明:
前面的理论值计算,输入效率,功率,和最低输入电压(直流,输入交流自己换算一哈最低值),F,L,C三个参数中的一个参数
然后依据公式:2*3.14*根号下(*L*C=1/FP=C*U*U*F自动求出剩下的2个参数
举例:我输入效率=0.93,功率=150,最低输入电压=240v,和频率=80k,他自动求出在在80k这个时候唯一的L=113C=35的值.
下面表格中的实际值,就是一个LC谐振计算表格,有模式选取,确定2个参数,求出一个未知数
举例:输入谐振频率,90k,结合实际手头有的电容22nf,那电容就2颗并联44nf,在选择模式固定F1C1L1,求得实际L1电感为71uh
那么谐振参数就是C=44NF,L=71uh
这里是没有PFC的,输入波动较大,所以K取小一点,取个4.5好了,那原边电感=4.5*71=320uh
最低直流设计的240v dc,输出电压36v,那么理论变比N=0.5*240/37=3.24,K=4.5
那么实际变比N1=3.24*4.5+1/4.5=3.96约等于4
ER3542变压器AE=110B0.22,那么变压器初级圈数NP=240*0.5*D*10000/(80K*1.1*0.22)=31
次级圈数NS=31/4=7.75圈,次级取8圈,初级NP=4*8=32
初级有效值电流=1.2*150/0.93/120v=1.6a,次级每个绕组2a,结合楼主能用的线,就0.1*450.1*90了,0.1*45,取5a密度为1.76a,做初级是可以的,但是做次级有点小,到时看,0.1*90绕次级能不能绕下去了,就0.1*45的上了。

总结一下:谐振电容44nf,漏感71uh,原边电感320ER3542双槽骨架,初级32圈,次级8


计算表格,直接拖到浏览器中,如果出现字跑到表格那个情况,按页面缩小就好了
表格: 东儿LLC计算器.zip (2.64 KB, 下载次数: 1293)
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  • 2016-7-7 09:58:53
 
楼主 PCB很漂亮 能不能寄给我一二片呢
xd285070
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  • 2016-7-7 17:06:28
 
已经顺丰到付
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  • 2016-7-13 10:32:36
 
这电流探头波形与外购的一致吗
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  • 2016-7-13 11:56:12
 
5a以内,差不多,做的时候,磁环只绕了100圈,有点少了
xd285070
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  • 2016-7-9 20:16:43
 
熟话说三个臭皮匠顶个诸葛亮,今天想了哈,如果我恒压源的时候如何做个打隔保护,群友提供了些思路,在加上自己的实体电路结合,柔和了一哈
打隔和恒流二合一:
打隔保护.jpg

蓝色圈里面的就是打隔保护了,实测效果黑好。如果是恒流输出,去掉蓝色部分,保留红色部分就是恒流,当然图中运放输出到光耦隔离二极管还要加个电阻,做跳线。
xd285070
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  • 2016-7-18 15:56:03
 
尝试哈,把谐振频率干到200k,同样150w,采用PQ2620加EE19,看效果怎么样。
因为频率比较高了,2153就不太合适了,用FAN7631画了个板子试验,输出采用恒压限流方案,把次级的AP4310加FAN7631集成到小板上了
7631.jpg
xd285070
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  • 2016-7-21 20:27:21
 
输出26v 5.5a左右,最低240v输入,200k,通过网页10秒计算出谐振参数
200k.jpg

实际谐振电容2颗103,谐振电感EE19 30UH,PQ2620漏感算2UH左右。
变比N=120/27v=4.44,k取个4.5左右,所以实际变比N=4.44*(1+4.5)/4.5=5.422
PQ2620 AE=110,B取0.18,频率200K,圈数=120*0.5/(1.1*0.18*20)=15.1圈,次级15.1/5.422=2.79圈

次级取3圈,初级=3*5.422=16.2圈,就16圈了,初级0.1*45线,次级0.1*90线,初级电感110uh,EE19 0.1*45线31圈,30uh

IMG_1373_副本.jpg IMG_1374_副本.jpg

板子有画错了3个失误的地方,辅助电源忘记加假负载,小板上面画,过流打隔部分画错一个电容,AP4310,有个脚画反了
IMG_1379_副本.jpg    IMG_1377_副本.jpg

初级用了2颗SVF12N65,次级2颗SB20100,比较普通了,不是很贵的料,上电实测,效率勉勉强强,磁芯也不热,具体温度多少,明天老化几个小时后,用红外看看就知道了

IMG_1375_副本.jpg IMG_1381_副本.jpg








本帖最后由 xd285070 于 2016-7-21 20:29 编辑

xd285070
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  • 2016-7-22 11:59:22
 
上午老化了2小时,测试了温度,室温26度
主变压器PQ2620      
2620.png

谐振电感EE19   
e19.png

谐振电容
谐振电容.png

看上去还可以吧变压器的圈数减少,下午试验哈,采用11:2的变压器温度,怎么样
本帖最后由 xd285070 于 2016-7-22 12:00 编辑

xd285070
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  • 2016-7-22 17:09:13
 
采用11:2这个变比以后,输入功率大了差不多1.5w,这时对应的B值,在0.247左右,看来频率上到200k,B值应该相应的降低,预计0.2以下比较合适
158.png



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  • 2016-7-23 08:17:00
 
楼主,73楼的变比和这里说的变比有什么区别,为什么会差异这么大。
xd285070
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  • 2016-7-23 09:16:55
 
变比没区别,只是同样的频率,把pq2620的初级线圈由16圈变11圈,对应的B值由0.18变0.25,所以损耗就大了许多11圈,估计要把频率提高到300k
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  • 2016-7-23 09:34:31
 
有没考虑提高频率。如果300K能有相当的效率,这个体积又可以小一圈了
xd285070
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  • 2016-7-23 10:19:21
 
这个可以试试,就去掉个谐振电容了,把IC,最低设计到250k 频率,最高500k好了,死区在调小点,300ns左右算了

300k.png

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  • 2016-7-23 11:07:11
 
支持,做个超越常规的电源
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  • 2016-7-23 11:22:59
 
10nf的谐振电容有些小了,210v输入 就开始输出掉电压,就220测试了好了,频率在250到300k不断变化,来个总结,输出功率是差不多的,142.8w左右,所以看输入功率好了
200k,PQ2620,初级16圈--输入功率:156.5W
200k,PQ2620,初级11圈--输入功率:158.1W
280k,PQ2620,初级11圈--输入功率:157.4W


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  • 2016-7-23 12:56:58
 
从这个数据看,280K损耗是高了0.9W,不过这个损耗有没可能从变压器优化下来
xd285070
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  • 2016-7-23 13:44:02
 
有3个方面吧,变压器原来是16:3,现在是11:2,可以把线加粗的,上面红外看到,线比磁芯要热来着,谐振电感圈数也可以减少
原来是2颗103的谐振电容,现在就一颗了,内阻变大了
上面280k,忘记改死区了,占空比就丢了些

hwx-555
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  • 2016-7-25 08:02:02
 
嗯,支继续突破。
xd285070
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  • 2016-8-26 12:24:57
 
2153的板子,也就是一楼那款,找了个小代工厂,试产了100台,结果小代工厂,2个位置元器件漏贴,把2001电阻和1002电阻贴反了,拿到板子后,对上面3个元器件修改以后。直接220V带载上电测试100台,直通率93%,有7台不良

具体不良原因如下:
1,下管驱动电阻虚焊,无输出(焊接上,ok)
2,桥推插反,炸鸡,(保险和桥推换以后,ok)
3,桥推插反,炸鸡,(保险和桥推换以后,ok)
4,小板VCC,GND短路,输出mos击穿(换掉ok)
5,IR2153蒸蛋电容102贴成104,输出带载稳不住,换回来ok
6,输出电容插反,换了ok
7,光耦二极管2端短路,输出电压跑高,移除,ok


虽然有7台不良,2台炸保险的,但是没有一台说是炸了管子或者是二极管的,特别是那台贴错电容的,频率由80k变800hz,初级没有任何限流的玩意,但是加了二极管,也不会炸鸡,只是带不起负载,变压器叫而已,估计这也只有谐振类的拓扑能办法吧。
就试产的100台和不良分析开起来,用2153以这样的思路做LLC是木得问题的,那么本帖就到此为止了!

[attachimg]4***4[/attachimg]
试产.jpg
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  • 2016-8-26 13:50:30
 
板靠板这样放可靠不?如果测试过,感觉很危险
xd285070
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  • 2016-8-26 14:00:34
 
本来2块板子底部有个10mm的薄膜的,但是别人没货,送了卷气泡,所以就将就哈了好在板子有辅助电源,输出有死负载,断电到拆完板子,螺丝,大电解已经只有10来v的电压了,无所谓了

能源消耗
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  • 2016-9-9 16:38:44
 
楼主的实验室让人羡慕啊,看呢示波器图像,多高级啊,我这个破公司就台普通示波器,1台直流电源,一台电子负载,其他什么都没,电流表还是自己弄的,
1个50元钱的万用表,一把电烙铁,就这么简单。也开发成功1.8KW无P ,LLC
P60909-164252.jpg

这个充电机是用NCP1395A+单片机做的,1.8KW时电压范围200-240VAV  低200V-180V要减功率,高与240-260V要减功率,
1.5KW时,就不需要减功率,电压范围是输入AC180-260,输出60v为例,DC35V-80V,电流是29A-1A
https://bbs.21dianyuan.com/thread-194234-1-1.html
xd285070
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  • 2016-9-9 17:26:52
 
那示波器,1800块带电池包邮,不是黑鬼,你这变压器感觉黑牛逼呀
qinzutaim
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  • 2016-9-12 16:20:34
 
你们老板这么省?还是兄弟功夫太好,不需要这些牵拌?
lclbf
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  • 2016-8-25 20:35:53
 
你的电流探头是自己制作的吗?
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-26 12:42:03
 
感谢楼主的:东儿,这个东西用以来方便。
lclbf
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副总工程师
  • 2019-2-20 19:09:15
 
可以把你做电流探头的详细方法发出来吗?
长风残雪
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本网技师
  • 2019-12-31 11:06:14
 
老大:  请给我一张pcb板,让兄弟也试一下LLC,地址:广州花都新华三东大道东河畔东路长旺小卖部,张平13660349660

如果没有板,给个PCB文件也行呀,398470933@qq.com
谢谢了

八面玲珑
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初级工程师
  • 2021-6-3 14:41:10
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那个电流探头很赞。
qinzutaim
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-4 18:49:41
 
写得很好,很不错的帖子!专程来留个脚印,以后用得到时可以做参考.
xd285070
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副总工程师
  • 2016-7-4 21:11:34
 
路途辛苦了,来,喝瓶水,农夫山泉的哦
ytwsdz
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助理工程师
  • 2016-7-18 11:49:48
 
TM0868 你是在那买的???
cyx7610
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总工程师
  • 2019-2-19 08:06:14
 
百度一下就知道了。
xd285070
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副总工程师
  • 2019-2-21 20:13:04
 
那个是我上上家公司的产品,但是好像是停产了,现在可以用必易的KP3211
long609689209
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副总工程师
  • 2019-6-27 14:16:15
 
现在又开始生产了
hellbaron2008
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副总工程师
  • 2016-8-14 21:43:20
 
第三步 频率调节: 为啥“光耦不能直接并到上面去,加个4148的整流桥就好了”。不加整流桥不行么?
qinzutaim
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副总工程师
  • 2016-8-15 11:14:23
 
期待楼主给你答疑.....
xd285070
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副总工程师
  • 2016-8-15 11:32:59
 
因为那个电阻2端是个交流波,不祥38xx那样,所以只能通过整流桥加光耦的方式来改变R的阻抗
hellbaron2008
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副总工程师
  • 2016-8-18 20:42:23
 
   理解了,高手!
ruohan
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  • 2019-2-23 16:58:33
 
反馈为什么加四个二极管,
tzprm
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  • 2021-10-21 14:35:27
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163207jov2t1vvkiqfmeyt.png
请问楼主,图中电阻和电容取值是多少?光耦型号?谢谢!
dw772
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最新回复
  • 2022-11-5 12:44:09
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老板这图有点敷衍啊,
EMCEMI
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高级工程师
  • 2016-7-4 15:10:55
 
精彩,但是没有看懂
gaohq
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  • 2016-7-4 15:50:47
 
期待实际的效果
xd285070
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  • 2016-7-4 17:03:52
 
你觉得那部分是最需要测试的
gaohq
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总工程师
  • 2016-7-4 17:07:53
 
效率,不同负载下的 ZVS 和 ZCS  .
xd285070
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副总工程师
  • 2016-7-4 17:19:57
 
这个可以有,zcs是看不到哦
gaohq
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总工程师
  • 2016-7-4 17:25:56
 
次级整流管的ZCS
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-4 17:45:13
 
次级管子zcs,那估计只有在输入电压不够的时候,电源开怀跑能看到了
cyx7610
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总工程师
  • 2019-2-19 08:05:26
 
很好。
qiuyuqiang01
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高级工程师
  • 2019-2-19 13:53:31
 
‘’有一个公式:P=1/2*C*U*U*F,但是在LLC里面不管你对电容充电还是放电,输出都是提供能量的,所以这个功率的关系要把1/2去掉,变为P=C*U*U*F,但是电容的能量不可能全部转移到输出负载上面,就有个所谓的Q值的关系。请教一下Q值和电容能量的转移的关系怎么理解?
xd285070
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副总工程师
  • 2019-2-20 19:48:33
 
这个公式吧,更具设计的目的不一样,取值不一样,但是基本原理是OK的,一般更具公式算出来的电容大小,实际会用大一点点,比如1.5倍左右。基本都是满足的,谐振网络里面的能量很大一部分是没有传输到次级的,比如激励电流。。。。
hksaint
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高级工程师
  • 2016-7-3 01:48:11
 
本来不太明白的,看完你的贴终于明白了!,真的好!
真武阁
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副总工程师
  • 2016-7-4 10:14:13
 
严重学习了
QQ图片20150609120456.gif
XIAOTU80
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  • 2016-7-4 13:59:10
 
这是娜扎在仙剑云之凡的造型吧
jiekou514
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-11 10:36:19
 
楼主,能麻烦您给讲讲 LLC拓扑谐振时的详细原理吗?您的第一步PDF文档看完了,还是有些不明白之处,关于LLC谐振,上下管导通关系,上下管电流波形。还有就是谐振电感的正弦波是怎么得到的,谐振电容两端的电压又是怎样变化的。
希望楼主有时间的话,能指点指点小弟!谢谢!
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-11 13:50:22
 
详细的理论分析,论坛里的大神很多,资料也很多,我写的第一步的目的是简述为什么要在谐振电容2端加二极管。我建议,你可以手动先搭个开环LLC来测试波形,看到实物的波形,理解起来就容易多了
jiekou514
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-11 16:18:16
 
嗯,感谢楼主及时回复,这个开环LLC电路是说直接搭个LC谐振腔吗?能指导画下简单的电路示意图吗?
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-11 16:40:05
 
站内信给我地址,就帖子上面的PCB给你一块,你拿去折腾好了。
foxlibra
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助理工程师
  • 2019-3-26 15:00:49
 
很经典 !谢谢分享!
孤星灵月
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高级工程师
  • 2016-6-30 21:25:43
 
期待…
zvszcs
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版主
  • 2016-6-30 21:48:32
 
楼主如何解救空载?
何仙公
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版主
  • 2016-7-1 09:14:01
 
占楼休息
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-1 11:58:24
 
IR2153的最高有效驱动频率在340k左右,高于340k以后pwm占空比很小以至于基本没了,就和打隔其实是一样的效果
空载和动态是自己取舍,死负载就要个人喜好了,没得死负载,那么满载切空载,大动态下,输出过冲的时间就比较长
真武阁
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-1 09:26:35
 
2153我给103个赞,支持东娃,加油!
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-1 09:58:02
 
感谢真哥捧场,真哥应该快上你的4路自然交错PFC
Coming.Lu
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版主
  • 2016-7-1 09:29:25
 
嗯,支持用非专用IC挑战。
之前,试过用3525来LLC的。
xd285070
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副总工程师
  • 2016-7-1 10:02:02
 
昨天同事拿了个超薄扁长型led驱动电源,12v 12a到15a,无p非标,大致看了哈就是就是494或者3525做的,也实测了哈,能带载,就是输入电压太低的时候,电源10多w的空载功耗,应该有些问题
真武阁
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副总工程师
  • 2016-7-1 13:10:46
 
用CD4046做那才叫非专业IC挑战
Coming.Lu
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版主
  • 2016-7-1 13:12:37
 
哈哈,那个更有难度。
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-1 13:37:34
 
如果就做个百把w的玩意,整得体积方不下去意义就不大了,我们这是最求实用性,哈哈哈哈再说了,都用非专业IC来搞,求IC厂家心里阴影面积
st.you
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LV10
总工程师
  • 2016-7-1 10:11:22
 
2153死区时间有点大.过流保护也没有,用起来很麻烦.
yanyangdz
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高级工程师
  • 2016-7-1 10:49:46
 
提示: 该帖被管理员或版主屏蔽
xd285070
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副总工程师
  • 2016-7-1 13:40:41
 
死区是有点点大了,有点点影响效率是真的,好处就是,硬开关的时候,怎么都不可能上下管因为死区不够而直通
这个2153方案初级没有任何限流电路,用次级限流的方案,效果也是比较好的,具体的待我在4楼把电路贴出来
EMCEMI
  • EMCEMI
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高级工程师
  • 2016-7-10 09:49:05
 
这就完事了?
xd285070
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副总工程师
  • 2016-7-10 17:55:45
 
差不多呀,该说的都说完了
真武阁
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  • 2016-7-1 14:42:24
 
21531死区就不大了
long609689209
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副总工程师
  • 2016-7-1 13:40:38
 
雄起,拿起小板凳前排围观
hellbaron2008
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  • 2016-7-1 16:15:16
 
楼主嘛叫无P啊,是没有PFC么?
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-1 22:20:32
 
是的,没有pfc,没有pfc,输入波动大,如果波动很大,都能设计OK,那有PFC岂不是更简单
TD-大炮台
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LV6
高级工程师
  • 2016-7-1 22:14:40
 
东哥大作啊
xkw1cn
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版主
  • 2016-7-1 22:52:01
 
建议楼主用IR2520D、2580D做做。一方面;保护已有,另外;电路也简单些。2580在SO-8里把PFC也弄进去了。。。
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-1 23:33:15
 
非常感谢建议,这里用2153,有2个原因实际情况是,是给客户开发方案,就是第一楼的2个规格了,其他拓扑在一定成本上效率比较低,散热决绝不了,LLC找了半天确实很难找到比这个价格便宜可用的IC。

开帖子用他的目的是,一个保护功能很少的IC,电源都能稳定工作,那么这个方案换其他ic肯定是木有问题的啦,,,,


XIAOTU80
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版主
  • 2016-7-2 10:46:18
 
早点上传下原理图和PCB来看看
xd285070
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副总工程师
  • 2016-7-2 18:12:15
 
不慌嘛,这帖子本来就命短,别人还没开始,这边就结束了
何仙公
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版主
  • 2016-7-4 09:54:53
 
很有人生哲理,值得回味!
cze
  • cze
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  • 本网技师
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LV2
本网技师
  • 2016-7-4 09:58:22
 
其实我是来踩东娃子的
xd285070
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副总工程师
  • 2016-7-4 13:35:25
 
踩痛了,赔钱
lizlk
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版主
  • 2016-7-5 20:45:28
 
关注这个项目,期待楼主加油!
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-5 22:00:00
 
谢谢关注!测试图片以上传

本帖最后由 xd285070 于 2016-7-6 23:29 编辑

lizlk
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  • 2016-7-8 17:27:40
 
支持!干的漂亮啊!
hwx-555
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  • 2016-7-4 11:11:55
 
站后排听课
石川殷水骥
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助理工程师
  • 2016-7-4 12:42:05
 
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xd285070
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副总工程师
  • 2016-7-15 13:37:55
 
我想如果把谐振频率设计到200k,变压器估计pq2620,不知道是咋样的效果
hwx-555
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  • 2016-7-15 13:43:29
 
MOS开关特性好的,磁芯高频损耗低的,出来应该也是好产品。
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-15 16:48:41
 
打算就普通的管子,普通的磁芯,用带有跳频功能的FAN7631,在搞个板子出来试一把
hwx-555
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总工程师
  • 2016-7-15 17:05:27
 
其实再普通管子档次都不会太低,包括对体二极管的要求,使得你用的管子都不能太次。
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-7-21 20:30:51
 
一般的管子,实测不错哦
afeia168
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高级工程师
  • 2016-7-5 10:21:19
 
东娃,不错,上几个波形看看
yuyan
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  • 2016-7-8 17:06:03
 
不错
slslsl651
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  • 2016-7-11 16:48:31
 
楼主凶猛啊,谢谢你的资料
xd285070
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  • 2016-7-12 13:42:24
 
凶猛
slslsl651
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副总工程师
  • 2016-7-12 16:23:55
 
对呀,自制电流探头 相当凶猛啊
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  • 2016-7-21 17:54:59
 
楼主可不可以讲一下中心点的谐振电容波形的问题, IMG_20160719_213036.jpg 这是我空载时的谐振电容波形(蓝色),与芯片工作频率波形。带轻载以后电容波形就如下图了 IMG_20160719_213134.jpg 不能带更深一点的负载,是不是出现了楼主说的谐振电容电压被钳位了。
xd285070
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副总工程师
  • 2016-7-21 19:41:59
 
上一个次级,二极管波形,怀疑你输出绕组绕反了一个
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  • 2016-7-21 20:54:44
 
IMG_20160720_215841.jpg 变压器次级波形,感觉波形不正常。
xd285070
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  • 2016-7-21 21:05:34
 
恩,就是输出绕组有一个绕反了,改过来就OK了,怎么去检测绕法没有,只要2步!
第一步,电桥测试一个输出二极管正极和输出GND之间的电感是多少,比如是X
第二步,电桥测试2个输出二极管正极直接的电感量Y,
如果Y>X,那就没绕反,如果小于,那就是绕反了,正常情况下,Y基本是X的4倍!
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  • 2016-7-23 08:38:01
 
楼主可不可以上传一些测试点的波形让我们参考参考?
你都测试哪些点?
xd285070
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  • 2016-7-23 09:13:25
 
主要就是4个点的吧,半桥中点,管子的电流,谐振电容波形和次级二极管波形
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  • 2016-7-23 10:04:10
 
我的主路输入30V,半桥中点只有13V左右,是不是有问题。
xd285070
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  • 2016-7-23 10:13:10
 
是的,你可以把电路贴出来给你看哈
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  • 2016-7-23 16:22:45
 
360截图20160723161845354.jpg 谐振电感98uH,谐振电容223,变压器初级12匝,初级电感量524uH,次级11匝,变压器磁芯EI28匝比n=1.07
初级14匝
次级13匝
备注:输入用的学生电源
空载时输入电压30V,输出电压12.4V.
带负载为25欧电阻时输入电压加到25V左右输出4.7V,继续加高输入电压,波形开始抖动,接着。芯片停止工作。
带负载为51欧电阻时输入电压可以加到30V,输出11.5V半桥中点电压只有13V,空载时输入电压增大,上管G极方波升高,

两个开关管G极驱动波形,

两个开关管G极驱动波形,

两个开关管G极驱动波形,

两个开关管G极驱动波形,

空载时芯片3脚(黄色)波形,和谐振电容(蓝色)波形

空载时芯片3脚(黄色)波形,和谐振电容(蓝色)波形

轻载时芯片3脚(黄色)波形和谐振电容波形(蓝色)

轻载时芯片3脚(黄色)波形和谐振电容波形(蓝色)



本帖最后由 MBL 于 2016-7-23 16:32 编辑

xd285070
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  • 2016-7-23 17:09:06
 
12v 3a,按最低26v输入电压,谐振频率80k,给你计算一个参数

105.jpg

漏感 4uh,原边电感加漏感30uh好了,谐振电容1uf
EE28,AE=80左右,80k的频率,也就6圈了,变比1:1好了,至于线多粗,你能多粗就多粗吧,只是你要记得输出2个绕组的相位,你上面的波形显示你输出绕组有一个绕反了。

其他建议,比如你选的mos管,用个55v 50a的左右的就可以了,输出二极管1颗30a 45v就好了,谐振电容加2个箝位二极管比如ss310,6599最低频率设置到70k,最高200K好了


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  • 2016-7-23 17:51:35
 
我现在怀疑输入30V的情况下,用半桥LLC技术做不成功这款电源,你觉得呢?

xd285070
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副总工程师
  • 2016-7-23 18:12:32
 
没有,这是你尝试的次数不够,给你看看首版2153做LLC时就是调的低压开始
2153.jpg

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  • 2016-7-23 19:34:01
 
嗯,感谢楼主讲解,我继续倒腾,以后还要多多请教楼主
何仙公
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  • 2016-8-10 11:19:34
 
计算出来的最大最小频率,和实际最大最小频率 会差别多少?
xd285070
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副总工程师
  • 2016-8-10 22:25:57
 
那个得看电源的,像我这个输入波动比较大,所以最大频率,最小频率都会用到,哪怕是一个交流周期里面,频率变化范围也是比较大的
如果前面有pfc,输入稳定,那频率变化就小很多了,满载的时候,差距估计就20,30k
qinzutaim
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  • 2016-8-26 11:30:49
 
再次路过,很多基础知识得慢慢回味....
wwf_8023
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  • 2016-8-17 10:25:05
 
我了个去,这么复杂,
hwx-555
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  • 2016-9-12 17:03:44
 
2153做LLC是创新,比起专用IC,这种有考虑和解决更多的问题。
话说回来,这个芯片只用来做过2*54W的Ballast。
xd285070
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  • 2016-9-12 18:07:04
 
当初做这个主要是考虑,芯片便宜~~~~哈哈哈,但是做下来并不便宜啊,一个变压器14块,14块呀!待机的时候,因为不能像专业芯片那样跳频打隔,他就只能一直往最高频率跑直到pwm没了为止,太高的频率就是硬开关的,以至于待机和输出文波不太理想,用于要求不高的地方是可以的。要求高的地方,可能外围就要复杂许多了,,,

xkw1cn
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  • 2016-9-12 18:14:21
 
这颗IC的最佳匹配是非对称半桥拓扑;LLC有点牵强,用IRS2520D、30D等更简单合适。
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-9-12 20:32:58
 
这ic居然还能检测zvs,好牛,,,可惜就是死区大了些,不知道价格怎么样?3块?
xkw1cn
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  • 2016-9-12 23:22:19
 
死区是可设置的,CT决定死区。时间和2153大体相当。
hwx-555
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  • 2016-9-13 08:09:03
 
2520应该比2153贵不了太多,ZVS自适应功能。
xd285070
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副总工程师
  • 2016-9-13 11:26:29
 
问了下2520要2块8,ncp1397,3块钱,,,,
如果把频率跑高比如楼上的200k,磁芯元件加个剩一点,整体还是剩的
hwx-555
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  • 2016-9-13 11:34:42
 
这两个价格,直接1397,业余的比专业的还是要差很远
xkw1cn
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  • 2016-9-13 11:51:33
 
1397功能赶不上2520D。2520D保护全面的多。目前LLC中;只有IRS27951/952有类似功能。光HVIC技术;把很多公司拦到门外了。
hwx-555
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  • 2016-9-13 13:33:29
 
2520D是靠中点的容性检测保护。如果加入光耦反馈调频,不知其ZVS会如何协调1397 也是HV IC,功能上也不欠吧

xkw1cn
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  • 2016-9-13 14:08:19
 
1397能知道自己跑到容性吗?
1397能知道自己过载或短路了吗?

2520D;不用外围,可以自知。全部功能仅需八脚。
hwx-555
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  • 2016-9-13 15:56:11
 
2520D在容性时也是有限范围内提升频率,并不能精准地移到谐振点。实际谐振点偏差大时,功耗也大。
xkw1cn
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  • 2016-9-13 16:13:33
 
这就是最要命的问题!
谐振点是分水岭,一边是频率与输出单调上升;另一边是单调下降。一旦越过;负反馈就会进入正反馈!
容性自检功能能保证系统任何时候都是负反馈状态。

由于在谐振点附近;曲线斜率近似为0,所以;在此附近还不敏感,一旦偏离大点就会正反馈。这也是不用很准但有即可的原因。
xd285070
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副总工程师
  • 2016-9-13 16:40:15
 
谐振电容加二极管,谐振电容电压最大就等于母线,电流不能倒流回去,zcs不发生,初级不要cs都行吧
xkw1cn
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  • 2016-9-13 16:50:04
 
这二极管只限制了Q值;对容性没啥关系吧。你试试1/2谐振频率时;看看能到感性不?当心二极管被干掉呕。
xd285070
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副总工程师
  • 2016-9-13 17:39:32
 
就比如上管开通下管的时候,zcs时,管子电流由ds变成sd,变sd时候,是不是就是谐振电容通过电感对母线放电
xkw1cn
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  • 2016-9-13 18:22:23
 
那是限位二极管干的事情。与MOSFET没啥关系。
xd285070
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  • 2016-9-13 20:52:22
 
只要mos不跑到zcs去,就成功了一半
hwx-555
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总工程师
  • 2016-9-13 16:50:20
 
我担心的是,用在LLC上,其自适应方式不一定能靠近谐振点
xkw1cn
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  • 2016-9-13 17:35:20
 
这到不用担心。
日光灯点火过程就是扫频;范围就是从感性到容性区。
每个IC在每次开灯过程都会有触发限制容性区过程。每年新增千万客户已经证明了可靠性。
hwx-555
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总工程师
  • 2016-9-14 08:05:58
 
Ballast这些功能都很好,是专为其量身定制的。但在LLC身上,并不一定恰当。Ballast启动后是一个固定的负载,电源上负载是宽范围的。在轻载时需得升频率,那么通过光耦对Fmin Pin脚进行调节。这时一个外调节和内自适应能否协调是不一定的。
lizlk
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  • 2016-10-8 11:59:36
 
许工,如果2520要做CC CV反馈,你说控制FMIN脚还是VCO脚,他内部是自适应,怎么和他配和好?
世纪电源网-小王
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  • 2016-10-8 17:28:30
 
张版主新的DIY等你来参加哈
英飞凌第二届“高能效”小功率电源DIY设计大赛 正式启动 等你来战!
https://bbs.21dianyuan.com/thread-282449-1-1.html

lizlk
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  • 2016-10-8 19:47:45
 
天哪,这都被你盯上了!我实在没有东西可以拿出手的啊!
世纪电源网-小王
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管理员
  • 2016-10-9 11:38:50
 
必须的,时时关注版主动态。
黄昏先生
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高级工程师
  • 2016-9-13 21:15:49
 
请教一下,我看过好多产品都只是加单个钳位二极管的(只有谐振容反并联那个),这是为何啊?还有依你方法原边加两个钳位二极管,那么副边最大输出电流是不是就确定了,具体是多少呢??谢谢!!
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-9-13 21:45:47
 
半个只能箝位半边,不知道为啥这样做。至于次级输出电流大大小,比如我上面的电源,设计最低输入的时候,满载是26,6a,那输出短路的时候差不多是3倍的样子,要是输入变高,输出电流也会变大。
所以我把电流检测方的输出端而不用初级限流,就是这个原因
黄昏先生
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LV6
高级工程师
  • 2016-9-13 21:49:34
 
有什么公式能推吗?还是说就是一个经验值。我手上的电源加了二极管后短路时发现恒定在8A输出(正常是2A),但不知为何。
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-9-13 21:58:08
 
公式到没有,但是谐振参数确定,是肯定能推出来,初级电流大小的,结合变比,次级电流也就出来了
那你加了二极管以后,短路输出8a,电源用了多少时间爆了,最先爆的是哪个元件
黄昏先生
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高级工程师
  • 2016-9-13 22:05:59
 
但我感觉加了这个钳位以后,整个谐振都变了。。。。我回去算算看。一开始用的6A的钳位直接炸了,后来直接上12A抗了有三四秒,我就心满意足的关机了。
xd285070
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副总工程师
  • 2016-9-13 22:10:58
 
你多大的功率呀!6a上去直接爆了,,,,如果嫌弃加了以后谐振变了,可以把谐振电容加大一点,谐振电感,减少一点,让二极管不箝位,就不影响你正常工作了
黄昏先生
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高级工程师
  • 2016-9-13 22:28:41
 
550W,但需要能拉起3kw的负载(几百ms后会自动切断),我这个是有p的,但是因为需要拉超重载,所以ocp没法调灵敏。上12A以后我再把OCP稍微调灵敏点后,钳位实测均方根电流大概快7A了。谐振参数懒得改了,其他应力全部测试完了,改了又得重新看一遍

xkw1cn
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  • 2016-9-13 22:49:11
 
除非锁相,否则;LLC没法大倍数过载。建议用传统PWM半桥或双反吧。
xd285070
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副总工程师
  • 2016-9-13 22:54:54
 
3kw负载,,,那谐振电容都差不多200nf了吧?像250w 带p的,电容22nf左右,差不多10倍了,如果按22n配个2a管子,6a的管子是小了些,12a并不过分呀,直接上个20a的,哈哈哈
xkw1cn
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  • 2016-9-13 22:28:03
 
钳位是不能乱用的。一切最终还得靠反馈。
黄昏先生
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高级工程师
  • 2016-9-13 22:32:25
 
怎么算乱用?我一开始是想去解决输入打火时,上下管直通的问题的。加了以后发现输出短路和超重载时这个管子电流应力太大了,应该跟我的谐振参数有点关系。
xkw1cn
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  • 2016-9-13 22:35:42
 
直通与二极管没一分关系,也不计算一下Q值更没弄清楚为啥加二极管,结果一烧再烧,不是乱用?
黄昏先生
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高级工程师
  • 2016-9-13 22:50:11
 
正常设计确实是不需要这个钳位来保证不ZCS,但是像我这种会接超重载600%,特别是输入打火或者输出切载时很容易掉入容性区,有没有其他什么办法?谐振参数需要注意什么?
xkw1cn
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  • 2016-9-13 22:58:54
 
只需锁相控制,一切都不是问题。
xd285070
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副总工程师
  • 2016-9-13 22:59:50
 
如果有空,你就抓抓,在带你的负载的时候,是否有,zcs发生
xkw1cn
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  • 2016-9-13 23:44:48
 
即便ZCS;也不至于立刻炸鸡
xd285070
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副总工程师
  • 2016-9-14 09:11:34
 
这可能就要看长相了,像真哥老是秀他的仙童FT系列,,,,1000次zcs点火,2000次点火,,,有些长得丑的命就没那么好了,躲得了初一躲不过15呀
xkw1cn
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  • 2016-9-14 14:09:27
 
这话实在!
西安龙腾技术宅
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助理工程师
  • 2016-9-23 16:47:06
 
看出来了,楼主是个实干派!呵呵
xd285070
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副总工程师
  • 2016-9-24 00:16:52
 
哈哈哈
真武阁
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副总工程师
  • 2016-9-25 10:11:52
 
楼主把谁干了?
1.png
世纪电源网雪花
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超级版主
  • 2016-12-2 11:59:26
 
楼主赞赞的!!独门绝技!!
b3h2y1
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本网技工
  • 2018-1-3 21:01:03
 
楼主,你现在又这个电路的完整电路图吗?我看到过流保护那里没有搞清楚是怎么连接的。
翱翔
  • 翱翔
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高级工程师
  • 2018-5-11 18:12:28
 
大哥:给我也寄一片噻,谢谢!
xd285070
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副总工程师
  • 2018-5-11 22:19:06
 
早就没有了,搬家都扔了
haoyuan
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高级工程师
  • 2018-8-15 23:39:27
 
好贴!
yuguoliang
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本网技师
  • 2018-11-13 23:38:45
 
收藏一个
凯米米
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本网技师
  • 2019-1-24 16:28:28
 
楼主你好 。新手学习,电路板还有吗?有的话给个联系方式呗
xd285070
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副总工程师
  • 2019-2-18 23:37:57
 
没有了哈,上次搬家,板子全部扔掉了
ycmaning
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本网技师
  • 2019-3-28 22:55:37
 
您好楼主,防炸管是要在如下图中C1和C2上并联二极管吗?我自己搞一个电源玩,刚开始好好的,一会儿就爆保险,同时整流桥,三极管和芯片都坏了!请指点!
1902441427610~2.jpg
marswangandre
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本网技工
  • 2019-6-21 13:40:20
 
学习了
ruohan
  • ruohan
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副总工程师
  • 2020-1-6 08:51:41
 
你那个公式里面P=1/2 C U U F在计算中没有使用1/2  是因为你上面用的是两个谐振C,
算出来的谐振电容,偏小,
picker
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本网技师
  • 2020-11-10 00:03:30
 
点赞!
liyonghui
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本网技师
  • 2021-7-10 19:23:55
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非常不错,学习了!!
passking
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初级工程师
  • 2021-11-8 15:38:27
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好帖!楼主啥时候再发新贴啊
szhkxdz2012
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助理工程师
  • 2021-12-8 16:58:15
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楼主都是自己制作的吗
yixiao2100
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高级工程师
  • 2022-4-16 15:05:41
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牛啊,学习了。
mega1702
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副总工程师
  • 2022-4-18 15:15:54
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感谢楼主分享
yutian378
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高级工程师
  • 2022-4-25 15:31:44
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感谢分享
jzm19422
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本网技师
  • 2022-7-31 18:11:24
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学习!
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