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原创 第8期 原创赛

近几年潜心研究武功,终于搞出一个1500W。

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h8f10
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副总工程师
  • 2017-12-9 15:42:14
输入:没说,随便定个156Vac~290Vac功率:1000W,随时变为1500W
输出:50V30A,但要分为电池和负载,电池要限流在10A,总负载30A限流
风冷,高度限制一个U。

以上是需求,那得了,立马开工,手头有啥就用啥,这样来得快。
先定个方案PFC+LLC+SR,手头有ICE3PCS01G,LLC芯片有L6599和NCP1397A,我去,这些愁死我了,PFC好说,LLC这两个我都不得意,扔掉算了,看了看,
手里还有UCC28025和UCC2895,嗯,用28025吧,SR手里有TEA1995T,试试吧,我也没搞过SR。辅助电源手里有NCP1380,得了,也搞一回QR吧。
先定个工作频率,PFC-50KHz,正好用英飞凌的H5系列IGBT,便宜;LLC随便点,变压器驱动,别搞太高,定100K。

先画个原理图,驱动芯片有几个,都上去试试。
1.5K-sch.pdf (54.3 KB, 下载次数: 522)
h8f10
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  • 2017-12-9 16:39:04
 
001.png 002.png
东拼西凑,搞起来一台,前级用的IKW50EH5,嗯,这个管子太大了,不管了,反正便宜。升压二极管用的英飞凌的Sic;后级IPW65R110CFD,同步管手里只有IRFB4668,奢侈啊,不管了。
003.png
补充下磁件计算书,一个一个来,先是升压电感
159661560661096572_看图王.jpg 2017-12-10_223429.png
铂科这个小工具相当好用,推荐啊。

LLC谐振参数
llc.png
这个电容有点不爽,用473两只,于是Lr取22uH,Lm取110uH,参数有了,简单仿一下看看
llc2.png
llc3.png
2017-12-11_173653.png 2017-12-11_173712.png
心如刀割
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高级工程师
  • 2017-12-10 21:54:57
 
楼主是得心应手了,信手拈来没什么困难
h8f10
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  • 2017-12-10 22:15:08
 
呃,困难还是有的,现在还没完全搞定,主要是SR搞错了,在等新的芯片到位,过程我慢慢补充。

辅助电源计算,真要自己算还是挺累的,好在好多东西厂家都有提供,大大的方便设计。我用的管子是英飞凌的IPD90R1K2C3   3.1A900V,无它,手里只有这个和IRFBF30,其实都是一样的,余量很大了。之前做的辅助电源60W,双管,直接TO220封装站着,都不用散热器,当然,风冷,可见QR效率还是比较高的,反正没测过,猜的。
2017-12-11_173822.png

wszdxp2004
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  • 2017-12-11 08:16:11
 
mark_wszdxp
wszdxp2004
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  • 2017-12-11 14:35:28
 
楼主能上传仿真文件吗?想学习下,谢谢!
h8f10
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  • 2017-12-11 15:23:38
 
llc.rar (3.62 KB, 下载次数: 209)
h8f10
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  • 2017-12-11 15:14:05
 
调试了一下PFC,基本已经可以了,电路设计上有点问题,做了相应修改,首先是芯片自带欠压保护,就不再外加了,另一个PFC-OK那块设计得有问题,也一并改了过来,带满载拷了下机,PF值还可以,英飞凌这颗芯片真是好用。216Vac输入满载效率96.02%,把管子直接换成65R041CFD,效率96.10%,再换成070P6,效率96.21%,马马虎虎,这样算下来,即使后级有98%的满载效率,满载也不过94.2%,还有优化空间,暂时没时间折腾了,先这样吧,更新下原理图。波形忘记存了,先欠着。 1.5K_new.pdf (53.86 KB, 下载次数: 232)
心如刀割
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  • 2017-12-11 18:54:12
 
整机96%的效率?
那很不错啊
心如刀割
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高级工程师
  • 2017-12-11 18:55:08
 
哦,是PFC。
看错了
h8f10
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  • 2017-12-12 09:08:02
 
一般来说,要上无桥PFC,而且要做风扇调速,整机峰值才能到96%的效率,而且是在60%左右的负载,满载也就在95%左右。
有桥的话,满载到94.5%就可以满意了。
h8f10
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  • 2017-12-12 09:11:26
 
英飞凌新出的P7系列,说是效率比P6更高,而且抗冲击能力更强。很有必要试试。
son2011
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高级工程师
  • 2017-12-21 14:20:52
 
原理图里,怎么没有看LLC驱动芯片的电路
ta7698
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  • 2017-12-12 10:22:50
 
IPW65R110CFD这管子好的太多了!
liguanghui2588
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  • 2017-12-12 14:24:58
 
楼上这是亲自计算的,非常不错
wwf_8023
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  • 2017-12-21 15:33:37
 
好久都没用这个公式了,好亲切啊,继续往下看着,
st.you
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  • 2017-12-11 11:23:04
 
高手做电源总是信手拈来的,洒脱
李雄
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本网技工
  • 2017-12-11 13:54:49
 
高手就是高手,强!
ailuer_shijidianyuan
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  • 2017-12-11 14:53:13
 
还真是信手捏来,厚积薄发
THTTH1982
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版主
  • 2017-12-12 10:06:02
 
还真是开挂了的. 12.9号发贴.现在东西已做好,不得不服这样的能力.
h8f10
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  • 2017-12-12 10:51:18
 
PCB早投了,我发贴之前磁件都回来了,焊板子加钻那个散热器用了两天,调辅助电源和PFC用了一天。现在机壳还没到,LLC还没调,暂时没时间了。主要是SR那块,TEA1995T只有100V,重新选了IR1168S,200V的,还没到,在等。反正客户不急,我急个啥。
本来这是我独立做的第一个电源,发上来让大家看看,不知道是哪位版主改成了什么原创赛。
顺便说一下,之前我做过不少项目,但都是半个,至少我还没见过哪位能独立完成一个的,都是团队。
心如刀割
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高级工程师
  • 2017-12-13 08:06:37
 
做半个电源?
楼主主要是负责哪方面?
h8f10
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  • 2017-12-13 09:24:36
 
或者前级,或者后级。数字的话就做硬件,模拟的话也做硬件,哈。
nc965
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版主
  • 2017-12-12 08:24:02
 
好贴点赞
jiekou514
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高级工程师
  • 2017-12-12 10:15:13
 
又遇到一个大神,帖子很细致,字写的洒脱。很崇拜!!!
h8f10
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  • 2017-12-13 12:04:21
 
同步整流芯片到了,IR1168S,飞了一堆线把它焊上去。
先是在低压下调了下LLC,驱动搞得不对,又割了把线,还有那个NPN的封装画错了,直接去掉,变压器驱动,波形差点,但能工作;
TEK00000.PNG
但是同步管驱动很是异常,我Vin没加同步芯片VCC一给就有驱动出来,频率也不对,加了点Vin,输出电压有了,一直在波动,驱动也变样了。查了一下,发现同步管DS之间短路了。把管子拆掉还短路。估计是原来孔开小了来硬的把PCB哪搞坏了。下午拆掉主变再查。
TEK00001.PNG TEK00003.PNG

TEK00002.PNG
h8f10
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  • 2017-12-13 21:08:29
 
下午查明了,原来并非短路,这个鸟1168就这德性,然后驱动就OK了。如下图: TEK00006.PNG
往上加了加电压,发现这驱动时好时坏,搞了半天,发现VDS的振铃会对芯片有影响。加个滤波就OK了。加载到了15A,发现居然在35V稳压了,又查,原来是限流点设计得小了,今天没心情了,明天再修改。
今天把参数调整好,可以输出了,但发现匝比有点问题,只出来1300W频率就走到了最低,看来还需要调整一下匝比,把原边减少一匝。
启动输出电压波形,非专用芯片,这个调频调宽搞出来的启动波形怪怪的。

TEK00008.PNG

测试了一下,发现在102KHz附近出现不稳定,输出纹波PIU的一下跑到了400mV,试着调了环路几个参数,无法彻底解决;今天没时间了,明天再说,拟将二型改为三型补偿网络。事情太多了,没法专心来搞。
hunter4051
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高级工程师
  • 2017-12-14 09:23:45
 
楼主的计算软件方便放上来吗?LLC的,PFC的,辅助电源等,另外原理图的端子怎么对不上号?如X5对应哪里?
h8f10
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  • 2017-12-14 19:20:27
 
之前PFC电感已经手算了,NCP的去ONSEMI网站下载,
补充一个LLC半桥谐振回路的,X5对应控制板,这东西正常也不这么做,我是有意不放上来的,以免误导大家。
电源设计,尤其大功率的,关注的重点还是要在主电路上;
至于控制环路,不管是模拟还是数字的,都是非常成熟的东西了,也没啥特别的。
2017-12-14_191257.png
hunter4051
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  • 2017-12-15 10:58:02
 
有没有Mathcad的文件?更直接,现在好多人用这个的

LLC计算步骤.rar

38.58 KB, 下载次数: 214

wwf_8023
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  • 2017-12-21 15:35:52
 
很清晰,保存该帖子,
心如刀割
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  • 2017-12-16 21:43:51
 
楼主,环路参数有什么调试方法或步骤吗?
现在我基本就是乱换一通,换到现象没有以为可以,但又出现其它问题。比如纹波好了,又有声音
h8f10
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  • 2017-12-16 22:03:20
 
经验+试,通常试一试就知道趋势;一般而言,除LLC外,都可用二型补偿网络通杀;LLC的话,用三型网络。我在大公司呆过快十年,也没见谁去算这东西,一般都是试。原来有要求要测裕量,后面基本也不提了,做出来的电源经过各种动态负载测试都OK的话,裕量肯定是有保证的。
心如刀割
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  • 2017-12-16 23:10:40
 
那应该都是这样了,先用个经验值,不合适再慢慢调
liguanghui2588
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  • 2017-12-20 22:18:18
 
经验最重要了
h8f10
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  • 2017-12-18 12:59:35
 
基本完成,满载效率整机93.2%,900W左右最高93.5%。输出纹波150mV左右,空载不打嗝,比我想象中的好点。这个效率有些偏低,估计我用的功率计有点问题,因为所有的器件没有一个热的,也没点温,风扇调到半转,拷机后手摸了一下,都应当不超45摄氏度,Lr手感基本都没有温升,不过也无所谓了,之前都没有提效率的要求,已经可以拿去交差了。后续主要是匝比,原边要减少一匝,把输出电压的谐振点放得高一点;主变还是大了一号,改成PQ3535就挺合适的,4040做2KW应当是绰绰有余了,还有一个就是风扇,PFC那一侧很凉,可以去掉一只风扇,只留一只吹吹DC/DC部分,主要是同步整流部分,其余没啥可吹的了。此次与大家分享这个中等功率的设计,主要还是在功率主拓扑的设计这一块。
心如刀割
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  • 2017-12-19 22:25:46
 
完整的原理图出来了吗?
wwf_8023
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高级工程师
  • 2017-12-21 15:37:35
 
去掉这些优化的电路,效率还能高一些,期待优化的电路呢,
hunter4051
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  • 2017-12-22 08:49:05
 
满载效率整机93.2%很难得了,再向上需要花费的成本不划算,每上升一点都很难的,学习了,赞一个
wwf_8023
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  • 2017-12-27 10:12:49
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点个赞,跟着学习了
liguanghui2588
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  • 2018-1-2 17:14:20
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这个效率还是可以的
尹馒头
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  • 2017-12-15 19:31:59
 
挺规范的。厉害
liguanghui2588
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  • 2017-12-15 21:37:16
 
这个功率不小啊,上千瓦的比较难得
hunter4051
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  • 2017-12-18 11:15:03
 
这个做稳定需要花费很大精力,很耗时的,很赞楼主,佩服楼主的精力
h8f10
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  • 2017-12-18 12:45:45
 
也不至于,大功率和小功率是两个路子,目前直流大功率这块都是原先几个通信电源大厂出来的人在搞,搞得多了,也不是那么难。目前来看,难点还是主要在主拓扑这一块,控制上不管是模拟还是数字,都是非常成熟的东西了。
liguanghui2588
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  • 2017-12-26 14:18:00
  • 倒数9
 
啥东西都一样,对于没做过大功率,感觉很难,您做过就感觉也就那回事,期待大功率电源的作品
h8f10
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  • 2017-12-27 09:18:34
  • 倒数8
 
有道理,现在要让我去做个手机充电器啥的我有点摸不着头脑,预计能做出来,但估计市场无法接受。
liguanghui2588
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  • 2017-12-27 09:55:46
  • 倒数7
 
我也学习一下大功率电源
Love_Cadillac
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本网技师
  • 2017-12-19 09:53:49
 
POCO功率电感设计3.0内部版能共享一下么?谢谢!
h8f10
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hunter4051
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  • 2017-12-26 09:10:53
  • 倒数10
 
每天打开看看
XSH3327783904
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本网技工
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你好  我司也在搞1500W  56V28A   90-264VAC输入 LED 电源 希望得到你的帮助  可以咐一定的费用你喝喝水  不知你有没有时间  谢谢  277201853Q号
sxjbiti
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sxjbiti
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wanzhaoli
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