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未解决

有经验的高手请支招,LLC变压器次级铜片温度高问题(附图)

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keandy18
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初级工程师
  • 2018-4-26 10:58:00
10问答币
最近调试一个600w的变压器,400V输入,16V/38A输出,LLC结构,PQ3230集成漏感,感量250uH,漏感40uH,匝数26:2:2,输入用丝包线,输出的两个绕组均用铜片,但满载输出时,次级靠近NP的铜片温度高的特别明显,而另一个绕组反而不烫,很奇怪,以下为变压器实物图。
        
从图中可以明显看到,靠近NP的的铜片温度有120℃以上。

以为是太靠近气隙的原因,就将铜片调整位置,使它远离气隙,但温度并没有下降,而且依然是靠近NP的线发烫。


图中,气隙调整到NP绕组侧,铜片远离NP,没有效果。而且铜片改为两个薄片并联。

后来改为以下结构温度就下来了:
次级绕组分开放在NP的两侧,温度只有70度左右。
不知道有没有人碰到这种情况?
原理是什么?是否是气隙产生的杂散磁场造成铜片涡流损耗?为什么只有靠近NP的绕组的那个铜片烫,另一个不烫?
我是第一次使用铜片做绕组,看到过别的电源很多都是拿铜片做大电流输出绕组,是否都烫?
收藏收藏4
snpyg
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  • 2018-4-26 12:48:03
 
1.在一个输出绕组发烫时,测一下二个输出绕组的电流是不是 二个绕组电流不平衡,
2.把绕组放在初级二边,电流平衡了,所以温度一样

应该是 二个输出绕组漏感不一样,造成的

试一下输出绕组并绕能不能解决
keandy18
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LV4
初级工程师
  • 2018-4-26 12:59:00
 
两个次级绕组放同一侧,靠近NP的绕组漏感小5uH,电流大2.5A左右,分别是38.5A和36A
keandy18
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初级工程师
  • 2018-4-26 13:06:08
 
电流相差不大,但温度却差太多,所以电流不平衡应该不是主要原因。
输出如果用铜线很难绕,因为我们这个输出电压范围最低要到12V,这样电流就有50A,所以才使用铜片。
snpyg
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  • 2018-4-26 13:43:34
 
铜片也可以并绕的,你问问供应商
keandy18
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LV4
初级工程师
  • 2018-4-26 16:08:24
 
刚才自己用铜片并绕了一个,依然是漏感小的NS温度高
keandy18
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LV4
初级工程师
  • 2018-4-26 19:33:08
 
输出如果使用绞合线绞在一起绕,绕完了再分开,这样温度就一致了
电不死的小强
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副总工程师
  • 2018-4-27 15:37:47
 
赞同,应该是漏感不一样,电流不平很造成的。
cyx7610
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总工程师
  • 2018-5-3 21:37:49
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应该是变压器次级绕组电流不平衡引起的。
hwx-555
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LV10
总工程师
  • 2018-4-26 14:58:30
 
从描述上了解,即一个近NP、一个远离NP时会出现发热不同,两个分别放NP两边没问题,所以还是怀疑两个次级绕组不平衡引起。
keandy18
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初级工程师
  • 2018-4-26 16:07:33
 
刚用多股线代替铜片试了一下,漏感小的那个NS温度高。
keandy18
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初级工程师
  • 2018-4-26 16:13:02
 

这个是NP绕组电流和电压波形,非上下mos的中点。这个有没有异常?
keandy18
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初级工程师
  • 2018-4-26 16:37:31
 
上下管门极电压波形:


上下管漏极电压波形:




keandy18
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初级工程师
  • 2018-4-26 16:51:05
 
目前来看,这个确实是最有可能的,跟漏感不一致有关系,但我很好奇,那些用PCB印制线做输出绕组的平面变压器应该也有这个问题?
qq80644864
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  • 2018-4-26 17:37:05
 
次级是并绕的还是分开绕的呢?
keandy18
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初级工程师
  • 2018-4-26 17:51:08
 
次级是分开绕的,并绕也看过了,波形是一样的
keandy18
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初级工程师
  • 2018-4-26 17:52:53
 
用的铜片
keandy18
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初级工程师
  • 2018-4-26 23:14:30
 


这是网上的一篇文章,是这个原因,
snpyg
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  • 2018-4-27 08:56:16
 
没有测过二个输出绕组的电流波形吗?
keandy18
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初级工程师
  • 2018-5-2 23:39:04
 
测过电流波形,差别就2A,偏差不是很大
keandy18
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初级工程师
  • 2018-5-2 23:44:06
 
体积太小了,放不了
qq80644864
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  • 2018-4-27 09:55:18
 
之前想的就是这个可能
cmg
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  • 2018-4-28 12:35:25
 
这个大概是我10年期写的吧。
你可以做实验来确定一下,既然发热的次级绕组漏感小5uH,那你在整流管前加一个5uH的漏感,把电流调整成一样看一下温度有没有变化。
实际上集成变压器的机构会有从边柱到中柱的漏磁通,越靠近中心越强,这种磁通会造成绕组涡流发热。这个功率的一般用专用漏感的多。
keandy18
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初级工程师
  • 2018-5-2 23:37:57
 
原来是前辈写的
keandy18
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初级工程师
  • 2018-5-2 23:45:30
 
原来是前辈写的
Coming.Lu
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  • 2018-4-27 07:54:03
 
这功率和电流,还是用分立电感吧。
h8f10
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  • 2018-4-28 08:29:37
 
这功率没问题的,前几天看了个矿机电源,1800W,12V150A也没用分立的。
看楼主这个,铜片换成薄的吧,趋肤效应比较厉害。
Coming.Lu
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  • 2018-4-28 09:08:03
 
能用的,不一定就是合理的。
另外想问一下,12V  150A 的矿机电源,LLC是吧,那输出电解要用多少个多大容量的?
h8f10
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  • 2018-4-28 11:59:35
 
没多少个,都是高分子电容,等我去把照片导上来。
h8f10
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  • 2018-4-28 12:02:12
 
没问题的,量很大的东西,陆工看看。

Coming.Lu
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  • 2018-4-28 12:05:58
 
果然,这电容都比变压器占地方,好像还比变压器贵了。
h8f10
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  • 2018-4-28 12:07:29
 
是啊,不过这东西成本很低,而且是个两层板;粗略估算了一下,连加工费不会超过300块。

Coming.Lu
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  • 2018-4-28 12:08:38
 
差不多吧。
但我觉得还有更好的办法。
一直比较反对用LLC做大电流。
keandy18
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  • 2018-5-2 23:47:37
 
陆工有啥好办法?
h8f10
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  • 2018-4-28 12:09:09
 
目前矿机界,长城巨龙的电源量超大,不过那成本估计比这个贵一倍都不止了。
Coming.Lu
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  • 2018-4-28 12:10:31
 
矿机没多少了解,只知道是个费电的东西。
keandy18
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  • 2018-5-2 23:35:09
 
换成薄片的试了,只要次级放在同一侧也烫,和厚片没区别
keandy18
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  • 2018-5-2 23:40:52
 
体积太小了,放不了,同行的矿机都是内置漏感
greendot
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  • 2018-4-27 13:43:16
 
估计是邻近效应做成的。
当次级外绕组有功率电流时,因为邻近效应,内绕组是会有电流的,(这个电流在导线的两侧反向流动,净电流是零),
同样,内绕组有功率电流时,外绕组也会有电流,但这几乎可以忽略,所以内绕组的铜损是较大的。
导线的半径/skin depth 比 越大,这个铜损的差距就越大。
greendot
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  • 2018-4-27 17:29:23
 
FEA仿真:(一般的S包P的绕法)
这是S2有功率电流时,S1的电流分布情形,这个例子里,S2的铜损是0.53W, S1的是1.07W,这还未计算S1自己有功率电流时的铜损,加起来1.5W了。


keandy18
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  • 2018-5-2 23:57:11
  • 倒数8
 
这个仿真能免费下载使用么?
keandy18
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  • 2018-5-2 23:57:39
  • 倒数7
 
这个仿真能免费下载使用么?
keandy18
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  • 2018-5-2 23:51:08
  • 倒数10
 
内绕组和外绕组半径是一样的,铜损为什么不一样?不是很明白
greendot
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  • 2018-5-3 14:16:33
  • 倒数6
 
不是绕线长度的问题。
当初级和外次级绕组同时有电流时,在它们中间的位置,即内绕组所处的位置,有很大的交变磁场,于是内绕组内便会产生涡流损耗。
相反,当初级和内次级绕组同时有电流时,在外绕组所处的位置的磁场很小,额外的涡流损耗基本可以忽略。
keandy18
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  • 2018-5-3 18:16:36
  • 倒数5
 
哦,明白,原来这样,也就是绕组之间都会有这个涡流损耗。
之前看到有资料介绍说,把绕组之间的绕制方向改一下可以改善,具体是说让相邻绕组同一时刻的电流方向一样,这对反击可能有用,但对于LLC来说是否有用?
keandy18
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初级工程师
  • 2018-5-3 18:30:41
  • 倒数3
 
搞错了,应该是电流方向相反,这样各自产生的磁场相互抵消
xd285070
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副总工程师
  • 2018-4-28 00:00:32
 
气息的问题,那气息处发热严重,可以试着用pqi的磁芯?把气息放到一边,会好一些,你这样次级是不热了,初级呐?
keandy18
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LV4
初级工程师
  • 2018-5-2 23:54:53
  • 倒数9
 
把次级放两边,气隙在中间,初级温度略有升高
keandy18
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初级工程师
  • 2018-5-3 18:21:33
  • 倒数4
 
没看清楚这种qpi,原来是PQI,是这种的吧


我们去申请点回来试试!
take
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高级工程师
最新回复
  • 2021-2-1 16:59:14
  • 倒数1
 
集成漏感不能用铜片,只能用绞线,而且同一个绕组也不能两个根线并绕,这种情况用外置漏感就可以了
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