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A组 设计一款自己家用的电动车60V5A充电器

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能源消耗
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  • 2016-8-22 11:51:45
结构:PFC+LLC+廉价单片机+充电管理软件。芯片:NCP1653A+NCP1395+STM8S003F.
质疑:为什么用NCP1395老芯片,目的是为功率扩展打基础,和对这个芯片灵活运用的方面探讨起个抛砖引玉的启发吧。
环境:本公司生产电动汽车DC/DC ,车载充电机之类产品,对小功率电源原件手头缺少,时间的紧迫,我就拿现成的搭搭完成这次作业吧。
顺便说说:本人在低速电动汽车电气开发有6个年头了,一直是跟随行业的发展,充电机由最早期的杭州铁成为先驱,无PFC 的LLC充电机是铁成最早开发的产品
                 后面跟随着一大坨仿抄产品,和新冒出的大小类似企业。DC/DC期初也是广东英博尔和张家港华为的产品。英博尔的DC仿抄有困难,工艺精制。华为                    DC简单,容易仿抄,因此,市场仿品很多。当年华为DC是我负责开发也占有较大的市场份额。后面我又开发一款与英博尔类似性能的电路DC,电      路简单了很多。总结的心底话是看起来简单的电源,内含着细节上的各环节因素,原件灵活应用才是真正需要探索的理由。


一大堆废话,赶紧上菜吧:由于时间的 紧迫,没有办法完成整桌子菜,先上”发菜(财)丸子“吧。

本帖最后由 能源消耗 于 2016-8-24 13:33 编辑

原理图.jpg (190.83 KB, 下载次数: 228)

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  • 2016-8-22 13:26:50
 
占个沙发,期待杰作!
能源消耗
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  • 2016-8-22 14:44:50
 
这是完整的整机电路图,还是设计草图,最终还是等调试结果再修改,PCB板子还没有画好,可能时间要长点。
用料意图:PFC 采用NCP1653A是第1次,不大了解,据说适合做大功率,但缺少使能脚,做充电器电源工作时序控制非常重要。就看在电路简洁份上,做一次尝试,不知道空载时候回咋样。LLC部分采用NCP1395老芯片有我的理由,尝试做大功率打基础.因此没用 NCP1396直接驱动,但NCP1395工作模式在最低频率进入间歇模式,最高频率不进入间歇模式,其他芯片不清楚。这样的芯片表面上看不适宜做充电器输出宽电压,宽电流。在充电器充电最后阶段,电流非常小,要保证超出最高工作频率时能正常稳定,必须对芯片进行模拟设置。还有超载或短路时能保证不靠电流保护自身关闭。所以此电路没用过流过压硬件保护电路,由软件测试完成。至于对称与不对称,调试后在决定。后面关于NCP工作模式如何改变,再详细分析。  辅助电源部分是最简易的VIP22,只担心自冷式电源温度会带来对它的影响。由于手头上只有EC40,做300W磁集成应该可以,大电解就不买了,手里有个470UF 450V就代替吧,大了点好。MOS管就用20N60,手头上还有MBR3006  MBR3004,都拿来代替。单片机采用STM8S003,最白菜价的料,这个单片机虽然抗干扰差,只要布线,供电,做好了也很听话,量产产品用过。用在小充电机上还是适合的,只是内存小了点,配置电源时序,PWM基准,检测,温度补偿,温度保护,状态指示,等刚好满足。5V供电必须加串小电感。输出采用MOS管作为防接反,毕竟是便携式充电器。LLC输出电容容量比较小,防倒灌就省略了。接下来工作完成一部,帖子载继续,也许有失败的可能。

本帖最后由 能源消耗 于 2016-8-22 15:53 编辑

YTDFWANGWEI
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  • 2016-8-22 16:46:08
 
半桥变换器,输出整流后接一个105电容,然后是L加470uF电容,这样对吗?
能源消耗
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  • 2016-8-23 12:23:49
 
L 电感忘了标参数, 是1.5UH,电容是千层糕叠成电容,这2个原件价格不菲哦,优点是体积小,不需要多个电解电容
YTDFWANGWEI
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  • 2016-8-23 14:26:31
 
为什么在输出端直接并联一个105的电容?另外,电感的参数怎么会这么小呢?这么小的电感纹波电流算过多少吗
能源消耗
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  • 2016-8-24 12:43:07
 
这个电容两端的纹波电流较大,相当代替多个电解电容,这种电容特性非常好,价格也高,小电感属功率电感,额度电流为10a,只是过滤高频纹波对后级储能电容降低纹波电流,又不能影响谐振参数,取值在0.5-2UH。3个元件看成是TL型滤波。充电器是相当容性负载,输出级不必要讲究有较低纹波。 本帖最后由 能源消耗 于 2016-8-24 12:50 编辑

YTDFWANGWEI
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  • 2016-8-24 12:50:50
 
那么,对于桥式电路拓扑来说,在整流后直接加电容?拓扑不应该是这样的吧?不应该是整流、续流、电感然后才是滤波电容吗?
能源消耗
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  • 2016-8-24 13:00:32
 
你哪里看出有续流呢,请指点,这样的小容量电容滤波+小电感的输出电路在LLC大功率充电机上很普遍,对于这个小电容(通称千层糕电容)不是CBB类型电容可以代替的。之前我用的时候也有疑虑,后来发现不但小东西温升低,滤波效果也很好。




本帖最后由 能源消耗 于 2016-8-24 13:15 编辑

YTDFWANGWEI
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  • 2016-8-24 14:47:25
 
那么,你这是什么拓扑?
YTDFWANGWEI
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  • 2016-8-24 14:58:22
 
变压器副边是方波,方波出来直接接的是电容,那么电容两端的电压是方波的平均值还是峰值?
能源消耗
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  • 2016-8-24 16:38:51
 
NCP1395是早期谐振芯片。电路对称LLC半桥,或不对称都可以,原理图上没有外置谐振电感,用的是磁集成, 本帖最后由 能源消耗 于 2016-8-24 16:54 编辑

能源消耗
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  • 2016-9-7 15:54:05
 
刚拿到的千层糕电容,和小电感,
本帖最后由 能源消耗 于 2016-9-7 15:59 编辑

nc965
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  • 2016-8-22 20:06:50
 
什么电动车这个参数?
能源消耗
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  • 2016-8-23 12:30:32
 
就是平常2轮电动车,20-24AH电池,市场上功力大点的是3A,一般都是2.5A三段充电,本机设计为最大充电段电流为5A,实际充电分为6段,按超威电池曲线编写管理软件。如果LLC允许空载的话,输出防接反采用MOS管就方便了负脉冲充电的加入。这也是不用继电器做输出保护的理由。
本帖最后由 能源消耗 于 2016-8-23 12:34 编辑

能源消耗
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  • 2016-8-24 16:49:28
 
画电路板时发现,用NCP1395+NCP5181驱动存在问题,就是NCP5181贴片5P.6P距离太小,安全距离不够。用隔离变压器驱动版面面积曾大,决定放弃ncp1395+ncp5181,改为NCP1396或L6598专职直接驱动集成电路吧,选择中。
本帖最后由 能源消耗 于 2016-8-24 16:51 编辑

nc965
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  • 2016-8-24 17:50:22
 
这类充电器,市场上多数是单级PFC反激构架吧?
能源消耗
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总工程师
  • 2016-8-25 13:41:45
 
重新考虑后,LLC芯片更换成NCP1396A,外围电路元件参数只好等实际调机再定。

原理图2.jpg (191.87 KB, 下载次数: 134)

原理图2.jpg
xd285070
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  • 2016-8-25 14:03:46
 
省掉PFC,次级2块钱的STM32作为主控,启动靠电池接入,变压器隔离驱动初级mos,单片机采集电流电流,直接改变pwm,楼主觉得这样玩怎么样。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-8-27 14:39:09
 
这样玩过1800W充电机,只是公司的版权,不好公开
xd285070
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副总工程师
  • 2016-8-28 17:00:04
 
哈哈,我倒是觉得这样的架构简单不说,别人也不好抄吧。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-8-31 09:31:07
 
只不过适宜的输入电压范围小,200-240,  180- 260要减功率,如果说器件功率余量大的话,可以做到180-260
能源消耗
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总工程师
  • 2016-8-31 09:48:48
 
仔细看了你这说的方案,想想,直接从电池段取供电,有这样的不确定因素:1 输出端电压高达80(60v) 线性稳压到15V  +5V  ,存在压降很大,需要中功率稳压管靠散热,尽尽是芯片供电当然很小电流,但别忽略了MOS 的隔离驱动,在最大占空比和最高频率时,对供电要求不是那么简单的。因此线性稳压投入的造价跟+个辅助电源没有区别和省钱,而且稳定性不可靠,在电池充满后,还可能让电池放电。要处理好不放电需要加入输入端的信号,单片机是绝对保持工作。有困难的。有3段式模拟充电器这样的例子。
本帖最后由 能源消耗 于 2016-8-31 09:51 编辑

xd285070
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  • 2016-8-31 10:55:22
 
高压buck到15v,很多ic的说,也很便宜,当然重点不在于这个辅助电源,即使,初级干个辅助电源到次级也没几个钱吧。
我觉得重点在于,单片机纯控制,外围简单,调整方便,别人仿制也要难一些
chaos2008
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副总工程师
  • 2016-8-25 16:28:49
 
楼主,R22,R62起什么作用?准备如果不用图腾柱直接改成用这两个电阻驱动么
能源消耗
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总工程师
  • 2016-8-27 14:40:13
 
双驱并联,我有一个习惯,第一次排PCB时候总要多画变动的更改余地,多了元件位子没有关系,少了元件位子就不好增,有时还可以2个可行方案调试比较,那个好,
本帖最后由 能源消耗 于 2016-8-27 18:19 编辑

司马仲达
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总工程师
  • 2016-9-1 18:59:02
 
图很齐全,我来研究一下,请问:
1、BOOST旁路二极管不要了?
2、R7有必然存在的意义吗?
3、R59有没有算过,IB<IC/B使得三极管处于开关状态而不是放大状态?
4、光耦的CTR处于曲线图中的哪个值?
5、Q11那里的线性稳压431为什么需要加C37?
6、C16和C17位置需不需要换一换,瞬间打火怎么办。----答:这个电容两端的纹波电流较大,相当代替多个电解电容,这种电容特性非常好,价格也高,小电感属功率电感,额度电流为10a,只是过滤高频纹波对后级储能电容降低纹波电流,又不能影响谐振参数,取值在0.5-2UH。3个元件看成是TL型滤波。充电器是相当容性负载,输出级不必要讲究有较低纹波。  充电器,不用管打火。
不过这MLCC电容耐压你选多少的


本帖最后由 司马仲达 于 2016-9-1 19:04 编辑

能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-8 12:38:56
 
司马兄果然厉害,细致,1  BOOST的那个2级管本来想用上,PCB随时可以贴放,考虑到功力不大,由于电源时序的存在。能减就减,
2,R7 C15这个吸收我是习惯性的放用,以备必要时方便。虽然电压400V,C15用个221-471,电流也不是很大,R7  2W的电阻起个缓冲温升还是能过。也不一定要用。
3  R59   R58 是附加图腾的限流电阻,对地没有放电阻是因为集成电路内部是图腾结构,如果说要在细致点,对地加个阻抗是应该的。这是个内外2组图腾驱动并联结构。
4光耦规格书查看过,也一直在用
5关于C37,电路图有误,绘画时是以前电路复制过来,PCB 板也跟着,这电容可以不放或与R69并。
6   C17 , L3, C16,可能较多的人会疑问,实际证明是非常好的搭配,C17不是一般的CBB电容,是特性较好的(叠成电容)上面有照片。耐压是100V的。有个小电感串入,后面的电解纹波相对较小。关于充电器输出端要不要防倒灌问题,这电路输出一共才470UF,与电池连接打火是存在的,但问题不是很严重,所以才用单MOS管作防接反。
7 感谢司马兄参与提醒,
本帖最后由 能源消耗 于 2016-9-8 13:04 编辑

司马仲达
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总工程师
  • 2016-9-8 15:49:58
 
不客气,楼主厉害……   我们发现很多MLCC电容 直流电压高了容值锐减,现在习惯一般取2倍电压的。
李纪刚a
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本网技师
  • 2016-9-7 21:31:43
 
楼主学习了牛人
我不懂
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本网技工
  • 2016-8-26 13:40:17
 
请教一下楼主发上来的原理图是用什么软件画的呀?
能源消耗
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总工程师
  • 2016-8-27 14:40:52
 
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XIAOTU80
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  • 2016-8-26 13:51:46
 
刚起步?
能源消耗
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总工程师
  • 2016-8-27 18:11:11
 

板子画的很粗糙,(160长*110宽)还有优化空间。时间紧迫管不了那么多了,赶紧发去打样
本帖最后由 能源消耗 于 2016-8-27 18:21 编辑

liaozhaocheng
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  • 2016-8-29 17:02:57
 
贴片很整齐了,期待你的测试数据
wtliu
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  • 2016-8-31 13:22:38
 
不错哦,期待后续
pcb001
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本网技工
  • 2016-9-1 19:51:02
 
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能源消耗
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总工程师
  • 2016-8-31 09:32:50
 
抱歉,原件到现在还没有筹足,这0.1欧3W电阻叫我那里可以弄到,10毫欧到有.小元件难弄齐

本帖最后由 能源消耗 于 2016-8-31 14:31 编辑

nc965
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  • 2016-9-1 07:49:26
 
康铜线自己做
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-1 17:41:03
 
是的,手头也没有,平时都用贴片功率电阻。
wxyz1121
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本网技工
  • 2016-8-30 11:23:08
 
围观一下,看看
ltpzm
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  • 2016-8-31 14:44:15
 
华为哪个DCDC机型是你开发的?我知道他有一个是YDS系列的开发的很好,你是参与这个项目了吗?
能源消耗
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  • 2016-8-31 16:59:52
 
HWZ系列,
ilovegear
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  • 2016-9-1 05:34:52
 
为什离开华为呀?不是收入挺高吗?
XIAOTU80
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  • 2016-9-1 08:31:15
 
楼主提到了低速,电动汽车低速一般是用在哪种车上。
设计的如果用到高速的话,需要注意哪些
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-1 17:28:15
 
目前供电电压96V以下的电动4轮小车很多,时速在80公里以内,基本配置免维护全铅酸电池,价格在4W以内,这些电动小车非常适宜城乡公路交通,有较多输出口拉美,东南亚,非洲,我公司就有配车出口美国的例子。低速车很不规范,国家没有支持与管理,是自发型的行业,高速车供电电压200--700之间,采用锂电池,与普通汽动小车媲美,价格不菲,国家有双向补贴。
本帖最后由 能源消耗 于 2016-9-1 17:35 编辑

能源消耗
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  • 2016-9-1 17:42:00
 
华为工程师流动性很强,你知道的,
qiang7260
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  • 2016-9-2 23:49:00
 
江苏华为原来以为和深圳华为是一家的呢。看到他们招工,楼主已经出来了吗、
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-4 11:09:35
 
是的,3年前出来了,工资还没有拿到呢,就因为离职交接后,要我签保密协议,没有任何补偿的保密协议我就没有签,工资也没给,当地劳动执法部门也不给力,搪塞我几次就没戏了,路途遥远能跑几次呢?算了就当交一次学费。这年头基本都是周扒皮,
qiang7260
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副总工程师
  • 2016-9-5 17:18:28
 
深深得痛情,也打工十多年了,也碰到过这种老板。感觉那些法律对纯外资公司有用,其他都是摆设,唉不说了,莫谈国事。
Power小E
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高级工程师
  • 2016-9-13 12:13:25
 
那家僱主還真無良, 報警不受理嗎?
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-13 17:16:34
 
受理也是搪塞:老板娘说什么套间租金要我出,实际华为工程师住房都是公司负责。劳动调解让我找劳动仲裁。劳动仲裁要我找劳动调解,能跑几次,路费误工费到时都要倒贴进去了,想想算了。说实话;老板严为人当初对我真不薄,这一点我还是记在心里。工作3年后我辞职也是正常的,他不该就为一点工作影响他在我心目中的“为人”2个字。也是他自己的名字
司马仲达
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总工程师
  • 2016-9-13 18:47:54
 
张家港华为?
XIAOTU80
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版主
  • 2016-9-1 08:35:05
 
楼主电路图中Q3并的RC是起吸收作用的?选参数需要注意啥,有没有啥设计原则?
这种直接并RC,目前在哪些拓扑上经常用?
反激上很少见直接并RC的
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-1 17:39:35
 
这是初样板多设置的RC吸收,到时按调试需要,应付调试方便,如果不需要加吸收最好,
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-2 09:03:37
 
昨天把  PFC电感, LLC变压器算了一下,做了样。请大家帮着看看,有错地方指导指导。顺序倒了,我发图有点水,见笑了




本帖最后由 能源消耗 于 2016-9-2 09:14 编辑

P1070282.JPG (37.91 KB, 下载次数: 71)

P1070282.JPG

P1070283.JPG (34.24 KB, 下载次数: 70)

P1070283.JPG

P1070284 (1).JPG (34.48 KB, 下载次数: 72)

P1070284 (1).JPG

P1070285.JPG (33.22 KB, 下载次数: 70)

P1070285.JPG

P1070286.JPG (1.54 MB, 下载次数: 87)

P1070286.JPG
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-2 09:07:10
 
这是变压器
Lp电感量


能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-2 09:12:55
 
这是变压器


漏感电感量(Ls)

我手头上的这个EC40骨架是有中间隔墙的,绕好后漏感刚好是70UH,可能是这个骨架为300WLLC特设计的吧,不需要调整,也不好调整,有利于批量化电源生产,这个骨架市场有,是供应商以前给我的。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-2 09:16:48
 
这个是PFC电感,昨天拍照片时有拍下计算草稿,整理时漏掉了,没有办法补上,


通过这次对PFC电感的计算后发现,我的设计方案上有个错误,就不该用NCP1653A这个芯片,采用CCM连续模式。
主要问题是,小功率PFC,有效电流不大,采用CCM计算出的电感量非常高,加上我手头仅有铁硅铝磁环,找不到适合的磁芯骨架。
没有办法,只能用了 。那么。磁环的导磁率是60的,那么大的电感量绕线结果达到100T,如果是商品批量生产就不适宜。因此,用铁氧体磁芯做小功率PFC比较适合,导磁率高,绕线圈数就不需要多,开个气虚就可以。这样一来,我认为磁环做PFC电感,KW级比较适合;没有经验容易走弯路,大家可以谈谈这个问题,说说我说的对不对。
本帖最后由 能源消耗 于 2016-9-2 09:30 编辑

xd285070
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副总工程师
  • 2016-9-2 09:19:47
 
看来都差不多



能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-2 09:33:39
 
哪里下载的呀?

xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-9-4 13:28:59
 
我那个IR2153的帖子里,本来谐振参数就不需要很精确
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-5 10:45:52
 
计算数据只是模拟手段,最终还是靠实际调整结果。有个模拟软件方便的很多,
rensheng
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高级工程师
  • 2016-9-4 17:04:11
 
好贴,借用楼主帖子,学习。
jingjingge
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副总工程师
  • 2016-9-5 10:35:44
 
跟着一起学习

能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-5 10:56:42
 
大家一起学,我做LLC也是门外汉,需要大家帮助,不过呢,做充电器不光是主电源要做好,其他如电源时序,软件结合,辅助外围电路细节都很重要。

在我们这个做充电机行业,多数产品在客户使用过程出现问题,并非是主机电源没有设计好,实际问题还是电源时序,软件结合,辅助外围电路细节引起致命故障。所以也不是那么简单的技术问题,关键在设计工程师对充电机设计思路有没有清晰,(包含对电池组的电池特性认识,理念上合理性)。后面等这个作业真完成了,我再对电路上的设计思路唠叨唠叨。谢谢大家参与。
YTDFWANGWEI
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版主
  • 2016-9-7 16:43:48
 
是这样,电源的效率这些指标,对我们的用户来说从来不提,用户需要的是你如何控制,让充电过程最短而且充电完成后,电池的一致性还最好。
李纪刚a
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本网技师
  • 2016-9-18 12:02:16
 
楼主厉害
sunwel4305
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高级工程师
  • 2016-9-6 08:41:19
 
STM8s003单片机的源程序有没有?能看看吗?
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-7 15:50:46
 
不一定有用,各充电机的电源时序都不同,或设计思路也不一样。
能源消耗
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  • 2016-9-7 16:17:21
 
PCB打样好了,花了我210元钱4张板,天价太贵了,


焊板是发现,这么把单片机芯片封装给搞错了,查看规格书该芯片没有SO-20这种封装。  还好有本来用过的小插板,到时用线连接使用吧。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-8 12:08:13
 
我都服了,VIP22淘宝还是旧货,10个3个是短路的,而且没有个能启动。本来就担心功率不足,没想到更糟,直接用LY9641,改脚位。LY9641是国内一家做的,号称可以做到60W,我也做了尝试,做30W电源完全没问题,温升不高,但是这个LY9641有抖频功能,轻载时或空载,类似跨越模式。输出电压稳定,就是有啸叫,但稳定性还是可以的,带载100MA后,只要不在跨越模式就不叫了。第一次尝试VIP22,就是个垃圾货。顺便推荐:NCP1027    非常优秀,还有NCP1337准谐振芯片都非常好。是反激式电源的首选。
本帖最后由 能源消耗 于 2016-9-8 12:18 编辑

能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-8 13:13:51
 
不知道大家有没有注意到D14 这个升压2级管的耐压问题,希望各位展开讨论,我用SS510是不是有问题,SS510好像是40V,这个料内阻非常小,电流大。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-10 12:18:39
 
没有人回答,只好自己对自己说了,如果NCP1396驱动是隔离的,可以用低耐压做升压二极管。但这个电路是直接驱动,就意味着高压母线对VCC的反灌压降,这个升压二极管D14就必须要600V耐压。说到底有时候真会忽略这些细节。
qiang7260
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副总工程师
  • 2016-9-8 13:24:50
 
VIP22淘宝假货多。打板那家的商城我买过10个的还行。
sunwel4305
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高级工程师
  • 2016-9-8 16:41:57
 
可不可以发一份源码程序给我看一下。最好能告诉我里面主要什么功能。想了解一下。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-9 12:18:37
 
我还没有编写呢.

能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-9 12:52:11
 
今天板子最初调试开始了,辅助电源用LY9641改成,辅助电源是调机钱最重要的环节,要确保各路输出稳定,带载能力,电压范围。不过这LY9641不适合轻载,特别是做辅助电源,不过稳定性还是认可,有轻微的吱叫声,还是在跨越模式,如图:
主要原因还是没有假负载,集成供电电流很小,只要是电压稳定就好,看电压情况

在电压326V母线电压是,输出14.73V给NCP1653,NCP1396集成供电,输出10.8V自供电,4.99V为线性稳压给单片机和运放供电。

本帖最后由 能源消耗 于 2016-9-9 12:57 编辑

P60908-143722.jpg (53.13 KB, 下载次数: 52)

P60908-143722.jpg
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-9 13:38:16
 
首次对NCP1396A进行了解,有路过的朋友不妨进来参与。对新手来说也是个收获。环境:不要焊上变压器,PFC 等供电,光集成电路和集成供电条件进行调试,目的是:确定外围原件参数和功能与设计吻合进行设置。1首先要建立个NCP 1396A输出PWM所需要的条件,那么它条件不多,只需要5脚的OVP低压保护满足。5脚高与1V启动PWM,低1V关闭,用1个75K的电阻链接到14.7V供电电源。高于1.2V就可以了,这时,示波器上看不到PWM,因为光耦端比较器没有参考电压自由比较,出低电位导致光耦导通,1396的6脚(FB)为高电压,(1396的FB电压调节范围为1.2--5.3V,也就是重最低频率到最高频率,)当6P 高出5.3V时,频率最高而不变,但是资料文章说6脚到8脚串个电阻为1396A进入保护的跨越模式,显然是错误的。结果是关闭,8脚是快速保护脚,9脚位延时保护脚,高于1V就关闭PWM,只有电阻串进9脚,进入跨越模式,做充电器不适合关闭模式。因此改串进9脚。

2,设定最高频率和最低频率: 在光耦出端焊个100K电位器,调节6脚,PWM频率可变范围为1.2-5.3V,当6脚低于1.2V时,频率最低不变化,低到0.6V时进入跨越模式,此时的有延时启动作业,跨越模式的周期时间由3脚RC决定(但是我没有看到RC变化时,周期有变化,最糟糕的模式)。那么有电位器调节就可以设定最高频率所需要的2脚电阻值,我这里改为250KHZ,3.3K对地。最低频率我设定为58KHZ,4脚18K对地。这些都是临时的哦,
3死区:7脚是死区设定脚,我用15K对地,时间为392nS,也是临时的,初调宜大不宜小。下面看各情况下的输出PWM波形。

焊HMOS管S端接地,输出的2路最低频率波形

最高频率波形,

焊上MOS管后的最低频率波形

这是焊上MOS管最高频率波形,

总结:带上MOS管后,上,下沿都有变化,特别在高频时,变化明显,说明驱动部分对MOS驱动能力,不可以忽略。LLC无论频率怎么变化,死区是不变的。



本帖最后由 能源消耗 于 2016-9-9 13:52 编辑

能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-9 13:49:30
 
有人顶吗?接下来我要说说1396与1395不同地方,优缺点,和应用方面的适合性。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-10 11:13:26
 
今天完成了PFC调试,但有个问题还是困惑?请各位有NCP1653经验的朋友指点一下。
调试步骤:1不焊电感和MOS管,电感2端焊个小电阻就可以了,满足1653工作条件(1脚是FB脚,当1脚电流小于内部设定值)PWM输出。上电AC220V,观察输出波形情况,正常,最大占空比为96%,频率65K。开关机,发现软启动没有明显波形延时,加大2脚软启动电容为4.7UF,(原则是初调放大软启时间,确保带载开机瞬态电流平稳)。检查一遍后,焊上PFC电感,MOS管。
2直接上电AC220V,空载
现象:电压300V上升到430V,到430V时波形关闭,430V下降到390V时又启动,就这样周期性的重启,电压390-400变化,连续一小时没有发现有异常,
3:接上2只200W串连灯泡,搭上示波器,万用表,瞬间开关机。没有异常,2次开机,1秒钟是时间,电压由300V上升到401V稳定不变,工作5秒时间关机,
用手指背触摸MOS管,没有明显感觉有温度,这就放心再次开机了
结果:一切顺利,输出401V,电流0.9A,就是360W了。本公司设备简陋,没有功率因素仪设备,没有办法知道功率因素值,和效率多少。抱歉。
在TO220封装型号为NCE65R180(mos)没有加散热的裸管条件下工作15秒,才有微烫手感觉,估计温度在65度。没有异常声音,说明一起正常。
功率元件:NCP1653,,,   MOS管NCE65R180   650V20A  200W  180毫欧, PFC电感 39铁硅铝环60A,电感量900uH,大电容333UF/450V
测试
波形:

捕捉到大的占空比波形


捕捉到小的占空比波形。



提问;根据波形规律上看,不管是大的小的,都正常也非常漂亮,尖峰也很小,不加吸收。但是占空比跳变很激烈,无法稳定占空比的小范围跳变。为什么占空比跳变范围会这么大呢?难道是NCP1653本身机制是这样,我没有经验证明这是正常现象。请教各位这正常吗/

YTDFWANGWEI
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  • 2016-9-10 11:40:40
 
这个应该是示波器的问题吧?但是从波形看,还是有误关断的脉冲?
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-10 12:00:14
 
刚才把示波器放大观察,占空比大小变化还是有序的展开缩小。没有关断,如果有必定会震荡和周期不规则。
YTDFWANGWEI
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  • 2016-9-12 09:23:12
 
你看你上传的波形最左边的脉冲。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-12 17:40:34
 
那个是侧量线

YTDFWANGWEI
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  • 2016-9-13 08:26:58
 
晕,怎么一个颜色啊,我还以为是波形呢。
能源消耗
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  • 2016-9-10 12:06:31
 
先放开PFC,也不准备老化,上散热器是个麻烦事,接下来是LLC调试阶段。首先要做的是单片机的加入提供电源时序,和软件设置工作机制。这样就可以为LLC提供基准源。时间太紧迫了。真的累。
能源消耗
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  • 2016-9-10 12:07:33
 
等待继续更新。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-12 17:28:28
 
今天是最难的一天,没有想到NCP1396这样不好调,启动困难。分析:

这个芯片工作机理让我无法开解,在前天初识1396时,就感觉启动可能会出现问题,果然今天焊全整机后上电发现一直是打嗝,电压不上升。
去掉保护8   ,9 脚。启动时启动跟保护无关,很多电路样板都在6-8脚间加入电阻,其实意义不在这里。当输出端没有电压,电流都达不到比较器基准时,光耦是不导通的,也就是说1396   6脚电压为0V,这时候的PWM仅仅输出非常小的跨越固定波,这个PWM跨越周期由3脚对地电阻改变。但不是很明显。与NCP1395很大的不同。请看上图,6脚电压0-0.6V段是固定跨越模式,0.6-1.2V是固定最低频率(不变化),1.2V-5.3V才是正常调频工作区域,超过5.3V又是固定最高频率。只要光耦有次导通,电压就能启动,要实现光耦导通就必须输出电压到达比较器预设值。 目前开机工作现象是:电压升到38V,带载是0.3A,输出电压不变,就是在开环工作,电流 ,电压波形正常稳定不调频,有进入软开关。除非把变压器次级砸数增加很多电压达到74V,这显然是困惑。变压器砸比是30:10 。总结:这跨越模式与其他类型不同,原因是固定不变。看来只好强迫性进入工作区。

请大侠指点;这么去改变这个现象。有那位大侠帮忙一下,指点指点。
问题解决了,上面波形是正常的,不启动原因是1脚启动电容用大了2.2UF,改成474就可以启动。这就是这芯片的悲哀之处。



xd285070
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  • 2016-9-12 17:38:45
 
1396没用过,正打算试试1397,自己用直接上个辅助电源,多省事,不够就冲描素来看,说“光耦导通一次,就能启动?”那光耦到vout家个电容,让他输出电压爬升的时候导通一次不就好了,,,
能源消耗
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LV10
总工程师
  • 2016-9-12 17:53:51
 
开玩笑吧,我真是用错料了,应该1397,升级板,明天看看脚位是不是一样


xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2016-9-12 17:58:33
 
我都忘了,你有辅助电源的呀
能源消耗
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LV10
总工程师
  • 2016-9-13 16:20:54
 
我的辅助电源2次用错了芯片 ,第1次DIP22不工作,搭该为LY9641车充芯片,但有过压保护,不能接PFC+B端,电压到400V它保护了。以后有PFC电路前级的就不能用电源小模块。(可能是辅助变压器初级圈数少的原因,2020的磁芯用70圈实际上真的不够,可我手头没有更细的电磁线。没有办法)
xd285070
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副总工程师
  • 2016-9-12 17:59:45
 
不知道为啥,1397升级版居然比1396要便宜,,,,,,,,
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-13 16:34:11
 
有朋友来参与吗?给点支持,打打气。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-13 16:57:52
 
今天总把LLC调出来了,电压74V。电流2.5A,可以带载180W,波形还可以,频率125K,不在中心谐振点,。整个过程只是昙花一现---砸鸡蛋。
关机后,再次开机,烧了LLC管,拆了坏管,检查PFC 完好,开机PFC正常,再次关开,PFC管也坏了。

仔细分析:还是电源时序有问题,辅助电源在关机瞬间就没有关闭,单片机是就没有办法完成正常关闭。把辅助电源接到PFC+B端,这个小模块又有过压400V保护,,晕啊。解决电源时序问题还是有难度,继续想办法。
钜微电源-小罗
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副总工程师
  • 2016-9-14 10:24:33
 
时序问题建议还是用集成PFC+LLC的二合一的芯片比较好处理
qiang7260
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  • 2016-9-14 14:39:33
 
这样的方案功率最大能到多少瓦,可能达不到楼主要求。
能源消耗
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  • 2016-9-21 11:19:53
 
这样的方案如果PFC能在连续模式下工作的话,也可以做到KW级,外加驱动就可以解决。

chaos2008
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  • 2016-9-14 15:13:01
 
做充电机的话,有单片机就太好办了,等PFC母线升上来以后,后级DC/DC做个软启,慢慢地增加电流给定,或者慢慢地将芯片的软启动引脚电压放开,时序就ok了。一个原则是等前面PFC稳定了,后面DC/DC才开始工作
xd285070
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  • 2016-9-18 13:37:49
 
llc应该怎么折腾都不会坏呀
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-19 09:11:27
 
时序问题已经解决了,就是波形不理想,时间来不及了,作业交不上了,这么办?


解决办法:辅助电源没有延时供电的原因,开关关闭瞬间,辅助电源也马上关闭,失去了对主电源的控制,供电15V没有假负载导致电容放电缓慢,在15V电压
缓慢下贱的过程中,MOS管驱动信号幅度也随之缓慢下减,集成电路最低关闭点为9V左右,因此在这瞬间,MOS所得到的驱动信号幅度不足,这时的PFC电容有足够的电压,导致MOS损坏炸。这种现象是比较隐形的重负载下电源开关机炸机的主要原因。
我的解决办法是辅助电源供电母线加个单向二极管和100UF 电容独立供电,当然可以在PFC输出电压取,但我的YL9641内压不足,不能接400V。另外在15V输出
加个假负载电阻,这样就增加损耗,虽然不是我的初衷,但已经改变不了现实。
修改后,开关机就随着单片机工作机制。MOS管的关闭速度加快,怎么开关都不出问题了哦。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-19 10:52:48
 
时间紧迫,请高工指导帮忙,llc的波形这么会这样,
LP350uh  Ls69uH    cr 33NF     Q值0.325  K=5  砸比N30:10  输出71V    输入390,   原来计算的Lp210UH    Ls  70uH  Cr 33nF ,Q值0.45  ,K=3 波形也不好,交叉点震荡严重,用22nF   47NF都一样结果, 轻载到重载,频率变化不大,K都=5了,频率变化不大,输出电压稳定,电流稳定。死区390nS,磁集成,加气隙。龙腾的LCS11N60   MOS管,没有规格书,变压器输出用2条160*0.1丝包线并绕分开,电感量差异不大。不对称变换器。

0.2A时的波形,119.2K  ,看这波形是否有点ZCS


1A时波形, 114K

2A时波形,
问题有2个:上下有点不对称,交叉点震荡厉害;

其他都调好了,包括软件,就这波形让我恶心。路过的哥萌,版主给点意见。2天内要解决这个问题。不然交不了作业。
qiang7260
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副总工程师
  • 2016-9-19 13:18:39
 
从管子和电容查查。DS极电容,带PFC的K值是不是小啦。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-19 16:28:49
 
变压器次级少了2圈,波形形状还可以,只是交叉点不干净。不知道是探头问题还是互感器问题,电流可以加到 67V 6A,看样子还是工作在ZVS区域,工作谐振点112KHZ,原来变压器可以做72V充电器了,所以一直工作在2区。跟PFC无关,PFC可以带400W稳定。
qiang7260
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副总工程师
  • 2016-9-19 17:32:03
 
我有次调高输出电压时出现波形和这个差不多。正常是那里有个平台加功率时下凹。调高输出电压时那里就有向上的尖峰了。
李纪刚a
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本网技师
  • 2016-9-19 18:03:46
 
顶一个;
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总工程师
  • 2016-9-20 11:04:42
 
是这样,但关机时瞬间发现波形在PFC电压下降时波形形状出现正常的表现,我才意识到变比高了,计算出的参数是不是适合对称半桥我不敢确定,这个板子是非对称,反正是次级减少2圈才有圆滑的电流正弦波。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-24 09:56:12
 
104楼朋友,对不起,您的话我理解错了。是啊,我找不到管子的LSC11N60的详细规格书,可能对励磁电感量和死区定位有影响。这K值到底要这么处理呢?不过对驱动波形和电压波形的位子对比,感觉驱动波形的关闭速度太拖了,这是不是震荡产生的原因呢? 这个图测试错误。测笔串电阻的结果

这个才是真确的




P60921-094353.jpg (44.63 KB, 下载次数: 45)

P60921-094353.jpg
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-20 11:31:26
 
一次不完美的作业快要完成了,设备在用,很少时间留给我调机。顺便谈谈对NCP1396与NCP1395不同地方和优缺点吧。依我看法:安森美对这个系列芯片的改进很失败。NCP1395是我第一次LLC在充电机上应用的处女作。在应用上NCP1395更灵活,可以外部干预改变高,低频的模式。1396 1397是典型的傻瓜芯片。当然NCP1395对外部干预改变模式我也花了很多思维。同时可以改变低频时的跨越,也可以改变高频跨越模式的周期占空比,这才是无PFC宽电压范围充电机所需要的,而且可以加长软启时间,用到10UF启动电容都非常容易启动,虽然接触这类芯片不多,但我敢肯定的说,NCP1395是最理想做无PFC光棍LLC的最佳选择。缺点是没有直接驱动MOS能力。1396   1397最价值的是可以直接驱动MOS,节省成本,软启不能过慢速。这个芯片做无PFC有难度。帖子最上面有NCP1395电路图,也是我比较成熟的应用电路。
chaos2008
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副总工程师
  • 2016-9-21 07:50:03
 
我的一款机器上用的就是1395,主要是更看中1395的灵活性
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-21 10:55:51
 
实际上外加隔离驱动真的有好处,最起码调试过程不会坏集成块,这1396我已经烧了4块集成,3次砸机,一次是限流工作电流调太大。发现在LLC谐振没有完全正常的情况下,输出端就有震荡脉冲存在,限流控制不了SWM,容易烧鸡。2次砸机是用示波器单独测上臂MOS 的GS驱动波形时开机就炸机。用隔离变压器驱动随便你怎么测都行。不管怎么炸,PFC还是完好无损。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-21 10:46:38
 
时间来不及了,波形还是调不好,卡在哪里了。 8月15回家看老婆耽误了1星期,老婆第一,工作第2.。。。没有办法交这次作业,小功率比大功率还难搞,麻雀虽小,五脏齐全。请原谅,不过还是要继续。
ledpowerBW
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本网技工
  • 2016-9-15 22:40:35
 
一起学习学习。谢谢分享
天马不需伯乐
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高级工程师
  • 2016-9-22 11:18:47
 
留个电话,我公司也是做这个的,看下有没有合作机会
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-22 11:54:33
 
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天马不需伯乐
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高级工程师
  • 2016-9-23 13:33:53
 
什么情况,你上班时候不能接电话?
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总工程师
  • 2016-9-24 08:01:10
 
对不起,手机这几天哑巴了。不叫。
西安龙腾技术宅
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助理工程师
  • 2016-9-23 14:12:53
 
过程详细完整,虽然波形不是相当完美,但是可见楼主认真。
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总工程师
  • 2016-9-24 08:04:41
 
短时间内没有办法交作业了。,还是从头梳理一下。上班时间,做自己的事老觉的不自在。解决问题是吸收学习经验的最佳途径,如果这电源做的太顺的话,也许什么都没有收获。

天马不需伯乐
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高级工程师
  • 2016-9-24 08:41:08
 
留个QQ号,加QQ聊吧那
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  • 2016-9-24 09:36:23
 
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总工程师
  • 2016-9-24 09:41:45
 
感谢龙腾的支持和提供2次MOS样片,也感谢平台所有朋友们。
天马不需伯乐
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高级工程师
  • 2016-9-24 15:54:36
 
你们都喜欢用龙腾的MOS管了,我们用的无锡新洁能和无锡华晶
nc965
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  • 2016-9-24 17:23:50
 
无锡的?哪个公司?
天马不需伯乐
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高级工程师
  • 2016-9-26 09:22:33
 
我不是无锡的,我在深圳
xkw1cn
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  • 2016-9-26 03:40:02
 
不知软件做的咋样了?
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  • 2016-9-26 12:02:07
 
软件早有了,这段时间另外项目在搞,自家的事先放放。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-28 13:16:05
 
谁见过这样的波形?



带载200W时的波形,我都醉了。这太机子一直调试的电流波形上下不对称, 变压器是对称的。
xkw1cn
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  • 2016-9-28 23:36:13
 
二次没对称绕。
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  • 2016-9-29 08:59:43
 
对称的并绕,漏感与电感测出一致,误差一点点是有可能。我有点怀疑是上臂驱动浮泵供电电源,用示波器测试就炸鸡,测的机会都没有。手头又没有更好的2级管,现在用的是FR207代替贴片。但不上电测试的2个驱动波形非常好,另外输出电压也很稳定,调节输出电压,因为K值5,频率相差也非常明显,电流波形几乎不变,只有重轻载是波形会变,这应该是正常的。说明做充电器K值不能太大了。
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总工程师
  • 2016-9-29 09:19:40
 
昨天换了MOS管,20N65,结果的波形
蓝  下管驱动波形  与  黄  电压波形,下管看出都是0电压开与关,
奶头型还有很高的尖峰外翘,这地方震荡没有了,也考虑过输出整流管的恢复时间,更换其他管子一样结果,手头只有400V  与600V快恢复。
2顶头不一样
200W时的波形,不像是工作在容性区,应该是1区吧?开关频率视乎与谐振频率相等?
2个问题:不对称,向外那么高的尖峰


xkw1cn
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  • 2016-9-29 11:07:22
  • 倒数10
 
电流检测被干扰了。
能源消耗
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总工程师
  • 2016-9-29 12:37:25
  • 倒数9
 
已经去掉电流保护,有RC对地。充电器没有必要主机的电流保护,单片机的时序与电流电压检测项目中有(过欠压, 过欠流直身时刻跟踪,速率不会比变换器自身保护慢。例外一个理由是,充电器启动在缓慢状态,启动电流小,由时序进行带载过程,一般不工作在空载设计,不带假负载,即使要带假负载,也是电子电路使能控制,不能空耗电池电量。
xd285070
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副总工程师
  • 2016-9-29 13:37:28
  • 倒数8
 
如果谐振电容,没加箝位二极管,又把过流保护去掉,那恐怕是凶多吉少呀,,,,
能源消耗
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总工程师
  • 2016-10-6 12:26:40
  • 倒数5
 
波形不行已经找到答案,最终原因是变压器初级电感量LM,Cr与Lr的参数调整都不能改变波形不对称与尖峰的出现,在调输出电压变化时是发现,N变比是也小了点,由原来的30:8   30:10调整为33:9,实际N变化不是很大。为什么33:9就改变了电流波形不对称和尖峰问题呢?可能是磁集成变压器对Lm有关系,初级电感量可以用气隙来调整大小,可是在这个案例中,调整气隙放大励磁电感Lm都不能解决问题,只是在初级砸数增加后,调整气隙而不改变原来的Lm值,终就解决了波形尖峰和不对称的问题。因此我估计磁集成的调气隙励磁电感并不能代表完全等于实际励磁电感。多绕了3圈实际电感量曾加很多,同时漏感越增加8nH.还是原来参数,Lm 380, Lr 80, Cr 33.   带载60V4.2A   108K     ,64V4.2A   96K      70V4.2A   82K    74V0.2A   180K,根本上达到充电曲线的要求。遗憾的是没有留下拍照波形,当我测试完后,想把变压器焊到正面时,在断电后焊掉第1根飞线时,一放手,线头碰到大电容的正PFC电点上,打火烧坏上臂管和集成1396, 现在手头上的集成块,都烧没了。测试板也不像样。如果要做完整,PCB要重新画板(这个pcb板多处是搭改)。
ybw123
  • ybw123
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副总工程师
  • 2016-9-29 19:29:18
  • 倒数7
 
感觉电路有点复杂,期待简易版出炉。
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  • 2016-9-30 10:49:34
  • 倒数6
 
后面会整理再出图
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总工程师
  • 2016-10-6 12:35:59
  • 倒数4
 
这次活动已经结束,遗憾的是时间关系最终没有很好的完成作业。承蒙龙腾技术,活动主持,各位版主,和哥们的厚爱和支持,给了我个鼓励奖项,内心是感到惭愧。 在这里我表示衷心的感谢。






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总工程师
  • 2016-10-6 12:46:40
  • 倒数3
 
这是充电软件。 无法上传HEX文件,只好做个 描述吧。



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总工程师
  • 2016-10-6 12:51:07
  • 倒数2
 
这次作业的总结:
我犯了多次错误,1就电路图的设计上,太匆忙,元件的选择上缺少最终审核,采用1395与NCP5181是个错误,没有仔细到5181封装不适合直接驱动高压桥路。
2,辅助电源用VIP22,我不否认有人用的很好,但是我一贯是用384*+MOS做辅助电源,原则上元件多点,但稳定好,功率足。这次是贪简单,尝试结果带来麻烦。
3,在PCB板上错误,例如单片机封装放错了,这是个严重的,不该放的错误,这种错误甚至PCB成废板。没有最总查看。辛亏有产品机上的小板搭建连线。
4,如司马兄说的PFC的旁路二极管没有放,当初想PFC功率不大,这二极管能不放也可以。但实际证明,这二极管有稳定空载PFC电压不虚浮升作用。

这次作业的得到的体会和心得
开发项目从开始就要在电路结构上与使用相符,这要清晰的应用目的。在电路设计开始就要深思拓卟结构的优缺点和细节的思考,总体上这个案例基本没有差距,就充电器而言,PFC会出于空载,没有使能关闭的缺点。
  PFC:  ncp1653这个芯片还是很好用,只有注意软启动时间不能过长或过短。过长,电压会不稳,电压跳变,带载反应速率会变差。从LLC的波形频率上可以表现出来。
LLC:调整LLC工作条件发现,输出电压变化范围大的电源(如充电器)不适合选大K值,要找到适合输出电压点的谐振频率,才能兼顾最高OUTV与最低outvDE的重载和轻载时最高,与最低频率的范围。最低outV轻载时--工作频率最高, 最高OUTV种载时---工作频率最低,这个OUT输出电压变化非常敏感关系到Fo工作频率与谐振Fr偏离,与固定电压输出的天差地别,调机是容易出现进入容性区或偏离Fr太远,这就意味着砸比N的精确度。

充电器电源时序:普通硬开关pwm的电源对时序问题要求不是很高,但大功率电源---批量比例炸机的除了温度,过载外,重载下开关机时炸机的几率非常高,这就关系到电源时序。对有PFC前级电源的充电器,电源时序非常重要。从这次作业的过程发现,到底是LLC先关,还是PFC先关呢,都有有缺点,PFC先关的例子很少这样设计,如果LLC先关,就必须要有LLC芯片(n/o pfc)功能和PFC (on/of)使能功能,不然的话PFC就会空载。用辅助电源供电决定关闭的话,初级端电压必须取自PFC之前,这样可以同时关闭,PFC大电容能量存在有可能关闭过程因为芯片驱动供电VCC下降速率会引起砸机出现,所以提高VCC下降速率是保证拔电关机最值得重视的细节。辅助电源初级供电取自PFC电容上是理想为宜。只要驱动信号关闭在后,芯片就利用欠压条件安全关闭。坏结果有时会在关机瞬间完成,到2次开机时发现烧保险,不一定是开机砸机,这种隐形故障都可能引起误叛导致问题找不到解决。



充电器(充电机)开时序,第1方案,一般是复位--电池接通检测--充电条件建立--接通充电电流回路--建立基准源--开启延时继电器--PFC-LLC---充电。
关闭时序---关闭LLC-PFC---关闭延时继电器---关闭充电回路--充电结束指示等待。


第2方案   初始---建立基准源--开启延时继电器--开启PFC-LLC-电子假负载---待机--电池接通检测--调整输出充电电压--0电流继电器闭合条件建立--接通充电电流回路充电开始---调整基准使线性慢提充电电流---关闭电子假负载。
关闭时序——关闭LLC-PFC---关闭延时继电器---关闭充电回路--充电结束指示等待。

普通充电机可以采样1类时序:优点程序简单,辅助电路少,。缺点:开始充电启动电流有过冲,
高档次完美充电机可以采样2类型时序:整个开机到充电过程没有电流冲击,电源平稳,继电器真正0电流开关。缺点是软件复杂,内容巨大。


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