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原创 2018 长园维安• 电源原创 DIY 设计分享大赛

基于LLC+Buck的多用可调电源

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  • 2018-5-7 22:24:01
1.方案介绍
本方案采用LLC+BUCK拓扑;LLC IC采用TEA19161,PFC IC采用TEA19162,BUCK IC采用LM5117。

2.应用领域
AC-DC开关电源领域

3.规格参数
输入规格:90Vac~264Vac/47~63Hz
输出规格:5Vdc~40Vdc@4A(暂定)
目标效率:>90%@115V&230V(满载)
拓扑形式:LLC+BUCK

4.设计方案
LLC IC:TEA19161
PFC IC:TEA19162
BUCK IC:LM5117。
MOSFET:WMA26N60FD
变压器:PQ3225骨架磁芯
222735alb7lm73eol1mg7g.jpg

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  • 2018-5-7 22:25:26
 
QQ截图20180507222939.jpg
原理图方面基本已经搞定了;
接下来就是开始布局画板子了。


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  • 2018-5-7 22:29:46
 
QQ截图20180507222955.jpg

封装什么的基本已经搞定;
已经导入PCB,接下来就是布局和画线了;
敬请期待。
cyx7610
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  • 2018-5-9 21:56:20
 
持续关注。
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  • 2018-5-10 20:08:12
 
感谢关注
qhm
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  • 2018-6-8 20:53:27
 
波形在哪?
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  • 2018-6-9 22:14:18
 
目前还在焊接中,后续调机就有波形了;
敬请期待。
何仙公
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版主
  • 2018-5-7 23:37:07
 
很多块嘛,怎么拼接?
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  • 2018-5-8 22:35:55
 
请期待拼接
世纪电源网-恬恬
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  • 2018-5-8 09:00:41
 
QQ图片20180503103454.png
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  • 2018-5-8 22:36:30
 
感谢恬恬的点赞
xd285070
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  • 2018-5-8 21:56:14
 
这个好,buck都加了上去了,当然不知道5117是那种类型的buck,如果是自驱驱动的那种,建议LLC输出多加一绕组给芯片自驱供电,这样输出范围可以做的很宽,比如0.几v?
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  • 2018-5-8 22:42:41
 
感谢东哥的捧场;
lm5117.pdf (2.26 MB, 下载次数: 141)
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  • 2018-5-8 22:44:05
 
QQ截图20180508223718.jpg
今天回来有点晚了;
大概布局了一下,现在板子规格是:8.5*15CM;
后续看看还能不能再小点了,这个得慢慢来;
xd285070
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  • 2018-5-9 20:13:44
 
这个就是自举供电的,当输出电压比较高的时候,占空比比较大的时候,上管可能开不起来,所以最好是预留一个绕组,单独给上管加VCC,那样就可以实现很宽的输出电压范围了,调节输出直接给FB灌直流进去,基本可以做到0V到满量程
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  • 2018-5-10 20:12:50
 
感谢东哥的指导;
有空间的话 得加上。
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  • 2018-5-10 22:16:58
 
QQ截图20180510221640.jpg
布局大概就是这样了;
大的改动估计是不存在的了;
接下来就是优化布线了。
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  • 2018-5-14 22:36:49
 
QQ截图20180514223806.jpg
明晚再撸下,应该据差不多了。
xd285070
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  • 2018-5-14 22:49:37
 
建议光耦的地线和fb组成差分单独接到ic的fb和gnd,然后地包裹,,,,,
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  • 2018-5-15 23:39:54
 
感谢东哥的指导,相关LAY OUT已更改;
QQ截图20180515233940.jpg
明天再撸撸就差不多了,过孔方面还没有放置。
cyx7610
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  • 2018-5-16 07:19:40
 
关键是GND走线。
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  • 2018-5-16 22:59:24
 
1.jpg

经过几个晚上的努力,终于画好了;
明天再优化下,就可以打样了。
2.jpg

5.jpg

3.jpg

4.jpg


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  • 2018-5-20 16:29:24
 
IMG_3019.JPG
板子回来了;
接下来就准备焊接调试了。
世纪电源网-恬恬
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超级版主
  • 2018-5-21 08:53:37
 
QQ图片20180503103454.png
xd285070
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  • 2018-5-26 19:45:00
 
不错,期待结果
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  • 2018-5-29 08:34:39
 
感谢东哥的期待;
最近忙的一塌糊涂,最近还得忙一阵子才有时间折腾了。
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  • 2018-6-3 09:24:51
 
IMG_3070.JPG
周末焊接了一下AC-DC部分;
准备先调试这部分,调试好了再焊接DC-DC部分。
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  • 2018-6-7 08:54:27
 
IMG_3080.JPG
散热片自己DIY的;自己打孔攻丝。
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  • 2018-6-7 08:56:52
 
IMG_3081.JPG
安装散热片大概就是这样的效果了。
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  • 2018-6-7 08:58:41
 
IMG_3085.JPG    IMG_3086.JPG

PFC电感,采用PQ3230磁芯骨架;
采用1.0的漆包线绕制45T,电感量先磨到了500UH;
实在是太难磨了,后续调机再进行优化。
希希Evol
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  • 2018-6-7 14:13:43
 
期待期待
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  • 2018-6-9 11:28:06
 
感谢关注
zhck02
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本网技师
  • 2018-6-7 17:33:41
 
期待
zengyan085
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  • 2018-6-7 16:21:01
 
支持!!!!!!!!
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感谢支持
万正芯源
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版主
  • 2018-6-8 14:09:14
 
在这我给你来一些中文资料,当然要样片也可以找我
http://www.allgpc.com/plug/search.asp?key=TEA1916
zengyan085
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本网技工
  • 2018-6-9 08:35:25
 
版主做LLC 为什么还要加BUCK?是为了做宽电压范围吗?

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  • 2018-6-9 11:32:49
 
是的,加一级BUCK是为了做宽电压,以及低压大电流。
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  • 2018-6-9 11:31:50
 
感谢万版的支持,后续有需要联系您。
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  • 2018-6-9 22:18:08
 
IMG_3102.JPG
这是收到长园维安邮寄来的样品;
一起写了5种型号,刚拿到时还以为搞错了,
联系后才得知,是长园维安那边的工程师根据方案筛选了,
邮寄了必要的型号MOS;估计也是考虑到成本方面吧。
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  • 2018-6-9 22:31:11
 
IMG_3103.JPG
PFC和LLC部分采用该型号的MOS;
IMG_3104.JPG
PFC滤波电容;
IMG_3107.JPG
谐振电容;
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高级工程师
  • 2018-6-9 22:32:26
 
IMG_3106.JPG
输出整流二极管。
双路电压,一边一个即可。
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  • 2018-6-9 22:33:45
 
IMG_3108.JPG
AC-DC部分基本弄好了,现在就差一个变压器了;
明天有空绕个变压器就可以上电试机了。
敬请期待。
xd285070
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  • 2018-6-10 02:18:44
 
很漂亮,比较期待结果
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  • 2018-6-10 21:56:17
 
感谢期待。
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  • 2018-6-10 21:59:15
 
IMG_3114.JPG
采用PQ3230骨架;
初级采用0.1*40绕制28T;
次级采用0.1*80绕制;
辅助采用0.3绕制3T。
IMG_3117.JPG
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  • 2018-6-10 22:00:02
 
IMG_3118.JPG

IMG_3124.JPG

IMG_3125.JPG
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高级工程师
  • 2018-6-10 22:03:27
 
IMG_3120.JPG    IMG_3121.JPG
主感量在350UH左右;漏感在6UH左右,设计中谐振电感是
外置的。
IMG_3122.JPG    IMG_3123.JPG
zengyan085
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本网技工
  • 2018-6-12 17:23:49
 
继续加油!!!!期待
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高级工程师
  • 2018-6-12 21:04:51
 
感谢您的期待哈;
目前正在调试中。
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  • 2018-6-12 21:08:04
 
IMG_3164.JPG
AC-DC部分今天已经上电测试了;
基本上没有什么问题,两路输出都正常;
目前还没有仔细做各种波形测试,只是大致测试了下谐振电容
上的电压波形;后续再慢慢测试其他波形;
时间有点紧了,还是新把其他的功能都调通先。
IMG_3165.JPG
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高级工程师
  • 2018-6-12 21:14:51
 
IMG_3166.JPG
后面的DC-DC也基本焊接好了,就差个电感了;
明天撸个电感就可以调试了;
IMG_3167.JPG
长园维安
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  • 2018-6-12 22:57:50
 
您好,感谢理解,样品数量和规格都要根据方案确定。

关键提醒,给您提供的样品WMA25N60FD是内置绝缘技术,安装到散热器不需要安装绝缘垫。


您可以实际测试漏极和外壳绝缘特征。


期待您的温升,效率数据。






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  • 2018-6-13 23:07:28
 
感谢老板的支持和提醒;
后续会做全面的测试;
目前预测效率方面应该不会很高,毕竟做了三级变换了;
xd285070
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  • 2018-6-13 00:29:57
 
发现个问题的,输入端么有NTC和压敏啊
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  • 2018-6-13 23:08:59
 
哈哈,东哥果然慧眼;
出于简单,布局简洁,该省的不该省的都省了,哈哈哈。。。
rise_sight
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  • 2018-6-15 17:34:55
 
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  • 2018-6-16 20:37:16
 
今天又调试了下,基本没有什么问题了;
明天测试上图。
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  • 2018-6-17 22:17:14
 
IMG_3257.JPG
这是对AC-DC测试;
直接从整流滤波后焊接导线连接电子负载;
两路同时引出;
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  • 2018-6-17 22:31:32
 
IMG_3258.JPG
230V输入的情况下,每路输出54.8V2.5A;
满载波形.png
这是满载情况下的波形图;
其中:黄色是下管VGS波形;蓝色是上管VGS波形;
紫色是谐振电容电流波形;绿色是谐振电容电压波形;
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  • 2018-6-17 22:35:25
 
IMG_3256.JPG
目前测试的效率是:
(136.98+136.47)/303.3=90.15%
BUCK消耗的功率未计算。
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  • 2018-6-17 22:43:37
 
空载开机 (1).png
空载开机 (2).png

空载开机 (3).png


这是空载开机时的波形;
波形对应楼上的说明;
在开机瞬间,由于要给输出电容充电,所以其电流会比较大。

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  • 2018-6-17 22:54:04
 
满载开机 (1).png

满载开机 (2).png

满载开机 (3).png
这是满载(每路2.5A)开机时的波形;

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  • 2018-6-17 22:56:43
 
短路开机 (1).png

短路开机 (2).png

短路开机 (3).png
这是短路开机波形。
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  • 2018-6-17 22:58:00
 
满载短路 (1).png

满载短路 (2).png

满载短路 (3).png

满载短路 (4).png
这是满载情况下,突然短路情况下的波形。
xd285070
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  • 2018-6-18 01:40:55
 
看波形还不错,没有看到zcs的情况,不过你这个电流探头是2a一格吧,看样子坨坨的
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  • 2018-6-22 09:28:49
 
感谢东哥的评论;
最近一直在忙,都没有时间加BUCK联调
世纪电源网-恬恬
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超级版主
  • 2018-6-22 17:20:17
 
QQ图片20180622171754.png
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  • 2018-6-25 08:53:30
 
感谢恬恬的支持;
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  • 2018-6-25 09:17:47
 
IMG_3303.JPG
周末又调试了后级的BUCK电路;
直接用直流稳压电源供电55V;
这是最低电压输出,电子负载CC模式下设置8A,实际输出7.64A,
这个时候电压已经拉到最低恒流了。
IMG_3304.JPG
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  • 2018-6-25 09:21:59
 
IMG_3305.JPG
分别是输出2V和10V时,带载10A;
由于过流点调到了11A-12A之间,所以最大跑10A;
由于AC-DC手机最大是55V2.5A,所以功率也不能超过137.5W(单路);
IMG_3308.JPG
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  • 2018-6-25 09:24:29
  • 倒数10
 
IMG_3309.JPG
分别是输出30V和45V时;
由于BUCK部分占空比开大了不是很稳定,所以最大输出
电压就设置在45V了,将近81%的占空比了;
IMG_3310.JPG
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  • 2018-6-25 09:26:57
  • 倒数9
 
IMG_3311.JPG
这是测试输出短路的照片;
由于是自动重启,不是锁死,所以会看到一直在打嗝状态;
几乎没有什么输出功率。
zengyan085
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本网技工
  • 2018-6-27 08:15:35
  • 倒数8
 
很久没有更新了!!  最近是不是太忙了
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  • 2018-7-11 08:54:16
  • 倒数7
 
感谢回复;
最近事太多了,一直在忙了。
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  • 2018-7-11 08:55:37
  • 倒数6
 
IMG_3403.JPG    IMG_3406.JPG
分别是双路同时输出5V和15V时满载的情况。
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  • 2018-7-11 08:56:36
  • 倒数5
 
IMG_3407.JPG IMG_3413.JPG
分别是双路同时输出25V和35V时满载的情况。

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  • 2018-7-11 08:58:24
  • 倒数4
 
IMG_3419.JPG
这是双路同时输出45V时满载的情况。
就目前的优化来看,经过三级变换后,其实效率并不高;
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  • 2018-7-11 09:00:31
  • 倒数3
 
QQ截图20180711085925.jpg
大致统计了一下,就是这样的水准吧;
目前就这样了,后续有时间,在慢慢优化了。
米老鼠谢
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本网技工
  • 2018-7-13 14:02:36
  • 倒数2
 
您好,LM5117可以输出150w不?输出42v*3.6A.
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最新回复
  • 2018-7-18 08:30:40
  • 倒数1
 
您好,具体没有测试,理论上应该是没有问题的。
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