LLC中钳位二极管的作用-综合电源技术-世纪电源网社区

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2016-11-21 16:47:24

10问答币

最近摸索一个48V/10A的小案子，半桥LLC架构，谐振频率100KHZ，采用的是芯片和输出副边共地非隔离电阻分压采样的方式，现在基本功能和参数都勉强算实现了。现在加入原边钳位二极管进行过流和短路保护，调试过程发现这样一些情况：
两个二极管（3A/600V的快管）是这样的位置，在不加这个钳位二极管的时候，机器在输入187~253VAC这个范围内都可以满载运行；但是加入二极管的时候，做拉偏试验输入电压220VAC下降到210VAC，发现输出电压便开始下跌不能稳压，测试谐振电容电压波形以及谐振电流波形做了对比，发现谐振电容电压已经在210VAC的时候开始被钳位，电压顶部出现了平台，也就是钳位电容开始起作用。钳位二极管起作用是我需要的，但是这么快就起作用限制了机器的输入电压使用范围，请问怎么样去调整这个相关参数，是不是应该将谐振电容适当加大微调一下？
图示：

不加入钳位二极管谐振电容电压以及谐振电流波形（220VAC下满载）：

加入钳位二极管谐振电容电压以及谐振电流波形（210VAC下满载）：

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		2 Coming.Lu Coming.Lu 离线 LV7 版主积分：50193 \| 主题：39 \| 帖子：15999 访问空间发消息积分:50193 版主 2016-11-21 16:56:21
		防止谐振电容在特殊情况下的过压，同时也有一定的限流作用。回复 \| 举报 \|

			4 masterhope masterhope 离线 LV8 副总工程师积分：2749 \| 主题：231 \| 帖子：737 访问空间发消息积分:2749 LV8 副总工程师 2016-11-21 21:01:21
			是的，设定的便是这样思路，希望这个二极管能钳制谐振电容上面的电压回复 \| 举报 \|

		3 bake_ql bake_ql 离线 LV8 副总工程师积分：7372 \| 主题：5 \| 帖子：828 访问空间发消息积分:7372 LV8 副总工程师 2016-11-21 20:30:59
		电路有错误，要么不要加二极管钳位，要加就有将电容接成对称结构！回复 \| 举报 \|

			5 masterhope masterhope 离线 LV8 副总工程师积分：2749 \| 主题：231 \| 帖子：737 访问空间发消息积分:2749 LV8 副总工程师 2016-11-21 21:06:43
			请问电路如何有误？请帮忙图示标明一下回复 \| 举报 \|

				6 真武阁真武阁离线 LV8 副总工程师积分：5805 \| 主题：25 \| 帖子：1549 访问空间发消息积分:5805 LV8 副总工程师 2016-11-21 22:18:46
				谐振腔增益过高，匝比改小一点就好了，如果是无PFC预调的话就不要玩二极管嵌位了回复 \| 举报 \|

					7 masterhope masterhope 离线 LV8 副总工程师积分：2749 \| 主题：231 \| 帖子：737 访问空间发消息积分:2749 LV8 副总工程师 2016-11-22 08:30:38
					谢谢！下次修改调整变压器参数的时候按照总工的思路调整一下。再问一下，这个钳位二极管这样的应用方法（对于过流和短路保护）是否有误？因为上面有一个朋友说这种架构有问题。回复 \| 举报 \|

						8 yuyan yuyan 离线 LV8 副总工程师积分：3213 \| 主题：204 \| 帖子：818 访问空间发消息积分:3213 LV8 副总工程师 2016-11-22 08:43:18
						华为R4850G2 3KW用的是对称半桥，谐振电容对等与钳位二极管并联，但在后来普效版本R4850N6，钳位二极管取消了回复 \| 举报 \|

							10 masterhope masterhope 离线 LV8 副总工程师积分：2749 \| 主题：231 \| 帖子：737 访问空间发消息积分:2749 LV8 副总工程师 2016-11-22 10:32:21
							为什么取消这个钳位二极管呢？谢谢回复 \| 举报 \|

						19 真武阁真武阁离线 LV8 副总工程师积分：5805 \| 主题：25 \| 帖子：1549 访问空间发消息积分:5805 LV8 副总工程师 2016-11-22 16:41:17
						电路没有问题，单电容同样适用双二极管嵌位回复 \| 举报 \|

		9 xd285070 xd285070 离线 LV8 副总工程师积分：8206 \| 主题：18 \| 帖子：1087 访问空间发消息积分:8206 LV8 副总工程师 2016-11-22 09:26:09
		加大谐振电容减少电感，让最低电压点，谐振电容不被箝位就好了，，只是这样会牺牲点效率回复 \| 举报 \|

			11 masterhope masterhope 离线 LV8 副总工程师积分：2749 \| 主题：231 \| 帖子：737 访问空间发消息积分:2749 LV8 副总工程师 2016-11-22 10:37:15
			请问现在这两个钳位二极管这样的位置是否可以？因为上面有一个朋友说这样的接法有误，但是暂时从波形上看不出有什么问题。回复 \| 举报 \|

				12 xd285070 xd285070 离线 LV8 副总工程师积分：8206 \| 主题：18 \| 帖子：1087 访问空间发消息积分:8206 LV8 副总工程师 2016-11-22 10:50:46
				那二极管位置是没得问题的，加了就跑不到zcs了，谐振电容被箝位，电流就不能倒流回去了。谐振电容的电压和输出功率有关系，所以改渣比是没得多少用的哦。回复 \| 举报 \|

					15 masterhope masterhope 离线 LV8 副总工程师积分：2749 \| 主题：231 \| 帖子：737 访问空间发消息积分:2749 LV8 副总工程师 2016-11-22 13:52:41
					其实对于这两个二极管起到的钳位作用，上面的这个二极管比较好了解，但是下面的二极管这个不是那么的明白。回复 \| 举报 \|

						16 xd285070 xd285070 离线 LV8 副总工程师积分：8206 \| 主题：18 \| 帖子：1087 访问空间发消息积分:8206 LV8 副总工程师 2016-11-22 15:24:52
						箝位的值是vin和gnd，你直接测谐振电容波形，自流档就明白了回复 \| 举报 \|

							17 masterhope masterhope 离线 LV8 副总工程师积分：2749 \| 主题：231 \| 帖子：737 访问空间发消息积分:2749 LV8 副总工程师 2016-11-22 15:54:47
							我上面测试的蓝色波形便是谐振电容电压波形，不过用的交流档不是直流档。回复 \| 举报 \|

								21 xd285070 xd285070 离线 LV8 副总工程师积分：8206 \| 主题：18 \| 帖子：1087 访问空间发消息积分:8206 LV8 副总工程师 2016-11-22 16:49:50
								漏感和主电感电流是正负的呀，他能把电容冲到超过vin，当然也能把电容拉到比gnd低，加了二极管以后当然就被箝位了，，，回复 \| 举报 \|

								24 xd285070 xd285070 离线 LV8 副总工程师积分：8206 \| 主题：18 \| 帖子：1087 访问空间发消息积分:8206 LV8 副总工程师 2016-11-22 17:57:28
								用我的表格给你算了下，480w，100k谐振频率，最低240v直流算，可能谐振电容要到120到150，谐振电容才不被箝位，，，回复 \| 举报 \|

									26 masterhope masterhope 离线 LV8 副总工程师积分：2749 \| 主题：231 \| 帖子：737 访问空间发消息积分:2749 LV8 副总工程师 2016-11-22 21:43:44
									我现在外置电容是39nF*3个并联，谐振电感是22uH。我现在也是想加大这个谐振电容来扩大其被钳位的低压输入值。回复 \| 举报 \|

									29 masterhope masterhope 离线 LV8 副总工程师积分：2749 \| 主题：231 \| 帖子：737 访问空间发消息积分:2749 LV8 副总工程师 2016-11-22 21:52:56
									假定谐振电容增加到150nF，那么为了保持谐振频率100KHZ不变，谐振电感要降低到17uH左右，因为谐振电容容值的加大，也就是相同负载条件下降低了其电压幅值，没那么快就被钳位，然后，这样改变了谐振电容和谐振电感，还会带来其它意想不到的变化吗？回复 \| 举报 \|

										30 xd285070 xd285070 离线 LV8 副总工程师积分：8206 \| 主题：18 \| 帖子：1087 访问空间发消息积分:8206 LV8 副总工程师 2016-11-22 22:32:05 倒数10
										改变的东西肯定很多了，比如过流点，当然像我那样帅的，一般初级是啥子过流都不要，次级检测输出电流就好了，但我那是有辅助电源的，比较好处理频率的变化了，漏感变了，主电感也要变，频率波动也大效率变化，因为电感小了些，电流变大，效率会下降一点所以加了二极管，好处是zcs没有了，但是也牺牲了很多，只有自己把握了不过话说回来，48v 10a正激的话，我估计效率也能到93左右哦回复 \| 举报 \|

											31 joezzhang joezzhang 离线 LV8 副总工程师积分：6686 \| 主题：5 \| 帖子：1800 访问空间发消息积分:6686 LV8 副总工程师 2016-11-22 22:46:32 倒数9
											无PFC，这个输入输出条件LLC可能还真不如正激。正激工况简单，输出可调范围大，匝比要求可以不那么严，变压器绕起来简单方便。回复 \| 举报 \|

						34 真武阁真武阁离线 LV8 副总工程师积分：5805 \| 主题：25 \| 帖子：1549 访问空间发消息积分:5805 LV8 副总工程师 2016-11-23 12:28:42 倒数6
						稳态下电容2端电压是以1/2母线电压为基线上下摆幅，你能理解上面那个二极管，当电压摆幅向上超过母线正的时候，意味着另半周的时候向下就会越过0。回复 \| 举报 \|

		13 nc965 nc965 在线 LV7 版主积分：93905 \| 主题：115 \| 帖子：27418 访问空间发消息积分:93905 版主 2016-11-22 11:13:07
		在上臂二极管再并联一个电容。回复 \| 举报 \|

			14 masterhope masterhope 离线 LV8 副总工程师积分：2749 \| 主题：231 \| 帖子：737 访问空间发消息积分:2749 LV8 副总工程师 2016-11-22 11:59:13
			为什么要在上臂二极管加一个电容呢？要加一个什么样的电容？李版回复 \| 举报 \|

				18 nc965 nc965 在线 LV7 版主积分：93905 \| 主题：115 \| 帖子：27418 访问空间发消息积分:93905 版主 2016-11-22 16:09:43
				可以这样理解，LLC中的C，你用了1个，改用2个容量减半的并联是可以的吧？理论上不增加成本吧？并联的方法可以是直接并联，也可以是与输入电容的任意一端并联，是等效的吧？于是就可以与上二极管并联，容量相等。这样的结构已经不需要二级管了，就是典型的半桥LLC。回过头来再看，楼主问钳位二极管的作用，不就是想与半桥等效嘛？用了2只二极管，代替一个并不增加成本的电容就可以起到的作用，是否合算？回复 \| 举报 \|

					20 xd285070 xd285070 离线 LV8 副总工程师积分：8206 \| 主题：18 \| 帖子：1087 访问空间发消息积分:8206 LV8 副总工程师 2016-11-22 16:47:42
					二极管怎么能电容代替，作用完全不一样，，，，，，，，，回复 \| 举报 \|

						22 nc965 nc965 在线 LV7 版主积分：93905 \| 主题：115 \| 帖子：27418 访问空间发消息积分:93905 版主 2016-11-22 17:08:10
						这话拗口：电容当然不能代替二极管。但是，如果二极管上并了电容，即二极管仅起钳位作用时，二极管的作用就是在代替某个电容。这时，那个被代替的电容就可以代替这个二极管的作用。回复 \| 举报 \|

							23 xd285070 xd285070 离线 LV8 副总工程师积分：8206 \| 主题：18 \| 帖子：1087 访问空间发消息积分:8206 LV8 副总工程师 2016-11-22 17:51:56
							能起到二极管作用的电容大小，肯定不适合这里的llc谐振电容了，，，，回复 \| 举报 \|

								25 nc965 nc965 在线 LV7 版主积分：93905 \| 主题：115 \| 帖子：27418 访问空间发消息积分:93905 版主 2016-11-22 18:19:32
								这是可能的，但振幅最好还是与输入电压相匹配，不行就再串一个电容。回复 \| 举报 \|

									28 masterhope masterhope 离线 LV8 副总工程师积分：2749 \| 主题：231 \| 帖子：737 访问空间发消息积分:2749 LV8 副总工程师 2016-11-22 21:48:59
									这个电容不好选。回复 \| 举报 \|

										32 nc965 nc965 在线 LV7 版主积分：93905 \| 主题：115 \| 帖子：27418 访问空间发消息积分:93905 版主 2016-11-23 09:20:32 倒数8
										根据楼主的案例，这两个电容都选683的，工况基本不变，如果振幅不超输入电压，或者仍在器件耐压范围内，可拿掉两只二极管。回复 \| 举报 \|

					27 masterhope masterhope 离线 LV8 副总工程师积分：2749 \| 主题：231 \| 帖子：737 访问空间发消息积分:2749 LV8 副总工程师 2016-11-22 21:47:25
					李版说的有道理，从这个角度来看确实可以这么处理。回复 \| 举报 \|

					33 真武阁真武阁离线 LV8 副总工程师积分：5805 \| 主题：25 \| 帖子：1549 访问空间发消息积分:5805 LV8 副总工程师 2016-11-23 12:22:43 倒数7
					二极管和电容分工是不一样的，不管是单电容还是双电容，在稳态下电容中点（对于双电容）或非静默端（对于单电容）电压基线是1/2母线电压，然后在这个基线上下摆幅，在重负载或深度谐振的时候，其摆幅正半轴就会超过母线正，负半轴则低于GND，二极管对电容2端电压进行嵌位就是为了出现这种过负荷（比如负载短路）或过谐振（区域3模式）状态，在控制系统保护没来得及响应的时候瞬间止步。并不是说用了2个电容，二极管就没意义了。当然了如果你对你的系统保护十分信心，就可以免去这2个二极管。回复 \| 举报 \|

		35 westbrook westbrook 离线 LV8 副总工程师积分：8190 \| 主题：13 \| 帖子：1304 访问空间发消息积分:8190 LV8 副总工程师 2016-11-23 15:11:19 倒数5
		这样接是有问题的，你需要将你计算的谐振电容一分为二，然后分别在两个电容上串联二极管。回复 \| 举报 \|

			36 likepower likepower 离线 LV8 副总工程师积分：2424 \| 主题：239 \| 帖子：624 访问空间发消息积分:2424 LV8 副总工程师 2016-11-23 22:26:55 倒数4
			好帖子，贴近工程实际需要。看了许久，我个人觉得楼主的接法并无大碍。回复 \| 举报 \|

		37 EMCEMI EMCEMI 离线 LV6 高级工程师积分：518 \| 主题：2 \| 帖子：88 访问空间发消息积分:518 LV6 高级工程师 2016-11-24 07:47:32 倒数3
		典型的下谐振设计回复 \| 举报 \|

			38 masterhope masterhope 离线 LV8 副总工程师积分：2749 \| 主题：231 \| 帖子：737 访问空间发消息积分:2749 LV8 副总工程师 2016-11-24 14:17:20 倒数2
			请问什么叫下谐振设计？回复 \| 举报 \|

		39 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 副总工程师最新回复 2016-11-28 09:02:09 倒数1
		看不到图纸二极管接法是怎样的？回复 \| 举报 \|