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LLC开关管DS端外加电容的目的解析?

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1
BaochengD
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高级工程师
  • 2018-8-2 19:35:48
10问答币
请问了解半桥LLC谐振变换器的朋友们,某些半桥LLC电路中,原边MOS管DS两端会并上一个小电容,按道理MOS管自身的DS端电容可以实现充放电而达到软开关的作用,那又并上一个电容的主要目的是什么呢?
nc965
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版主
  • 2018-8-2 21:04:00
 
调整一下软的方式。
BaochengD
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LV6
高级工程师
  • 2018-8-2 21:16:16
 
您好,谢谢您,能否说的具体一些?
nc965
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版主
  • 2018-8-2 21:19:35
 
就是调整一下MOSFET的Coss,认为需要调整的话。
沧海v桑田1
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高级工程师
  • 2018-8-3 00:40:56
 
nc965版主说的调整软的方式,我来替他说得具体点:

当MOS管从导通到关断时,有的驱动电路的关断能力不够强大,或者MOS管体内关断的速度不够快,使MOS管DS电压从0往上爬的时候,是沿着DS电阻(从最小阻值到最大阻值)往上爬了,此时在变化的电阻上会产生上升沿损耗。这种情况下,有经验的工程师,就会在DS两端并一个小电容,让DS电压顺着电容的充电往上爬,电容里的电,一充一放,只要回收回来,充放电电流在电容ESR上产生的损耗可以忽略不计。这样,并一个小电容后,就会使整机效率进一步提高。

并电容的目的清楚了,但实践中,MOS管的关断速度很难测到的,这样,我们就很难通过计算得出需要并多大的电容了。幸运的是,出色的工程师们往往有很多的经验。有些这样做的,具体是先并一个小电容,探测一下MOS的温度有没有下来,如果有下来,就说明方向是对了,通过用不同的容值,不断地试探,最后得出一个最佳值。


如果电容并上去,虽然降低了沿损耗,但往往又使LLC电路不能软开关了,此时,又要调整变压器初级励磁电感量的。

LLC电路,拓扑上的元件参数,都是一环扣一环,相互关连的。如果不了解这些相互关系,最后出来的电源,肯定有某一点没达到要求的。
不知道这样回复,是否够具体?

另外再补充一点:两个电源网上都有流传的excel表格来设计LLC电路参数的,都没有考虑DS电容的,设计LLC电路参数时,DS电容可以说是源头,没有DS电容参与的LLC设计,肯定不是完美的设计。


BaochengD
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高级工程师
  • 2018-8-3 09:19:28
 
万分感谢,非常详细,也理解了,感恩!
yuyan
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  • 2018-8-16 13:57:00
 
加电容,主要是为了提高电源效率
paojiao
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  • 2018-11-21 08:33:28
 
这个电容对效率没有好的影响吧?
greendot
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总工程师
  • 2018-8-16 14:55:36
 
电容充放电没耗损 ?
gaohq
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副总工程师
  • 2018-8-16 16:23:32
 
只有在QR模式或LLC上有这样用的,目的是 使LC谐振的0.25周期开关管动作(QR)和 使开关管刚好ZVS
zly1986ZLY
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初级工程师
  • 2018-8-16 17:20:05
 
谢谢奉献,我也学习了!
wanghao198681
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本网技师
  • 2018-11-20 14:50:55
 
借个贴,LLC中的谐振电感和励磁怎么考虑。。最近在做,很迷惑。看到有变压器直接做的。参数设计很迷茫,求助。
沧海v桑田1
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高级工程师
  • 2018-11-20 22:45:43
 
我试着用通俗的话来解释一下Lr(谐振电感)、Lm(励磁电感)在LLC取值中的考虑:

1、电源的设计中,拓扑的选择,参数的设置、都是一个折衷的过程,为某一个指标改变某一个参数,带来的后果是另一个指标降低了,所以,有时这些折衷变成一种痛苦的选择。

2、LLC电源的参数设置中,Lr、Lm的选择,也是一个拆衷的过程。

3、首先,我们要先搞清,Lr、Lm在LLC中会影响什么?然后,才能考虑怎么折衷。

4、Lr,影响谐振频率,不过这个影响,很容易通过Cr调整回到设定的目标谐振频率上来;另外,Lr还会影响负载特性,Lr越小带负载性能越好。但是Lr又受K值(Lm/Lr)约束,不能太小,原因看下一点。

5、Lm,影响励磁电流,励磁电流的选择,首先要根据MOS管寄生电容的大小,励磁电流要大于一定值,才能吸走mos管寄生电容上的能量,从而达到软开关(ZVS)。为了ZVS目的,希望Lm是一个刚好合适的值,但是Lm,受K值约束,再配合以上的Lr,所以越小越好;但同时,又受无功分量的约束,越大无功越小。

6、好了,我们明白以上的相互关系了,Lm为了满足K值,再满足Lr的取值的目的,需要将Lm设置得比较小,但Lm太小时,带来的无功分量变大,影响整机效率,所以,Lm没有最佳值,而是需要折衷考虑。Lr也为了满足K值,又要满足ZVS,又要同时再满足带负载特性,所以,Lr也没有最佳值,同样需要折衷考虑。


以上,我自已看了,也感觉太绕了,但是,LLC参数确实是一环扣一环的,用简单的文字能解释清楚,确实有点难的。

反正电源设计,参数设置,都是一种折衷的选择。

另外,再补充一点,套用公式的那种LLC设计,折衷考虑都已经由公式事先给你设定好了,几乎没有自己的折衷思想。要想将LLC做得极致,一定要有自己的折衷思想。

wanghao198681
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本网技师
  • 2018-11-22 16:52:00
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非常感谢,说的很细致了。请问我如果变压器不集成的话,谐振电感要怎么设计呢,漏感不影响吗
paojiao
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副总工程师
  • 2018-11-21 17:56:54
 
你好,你的意思是DS电容会影响开关时间?并且还是电容大关断更快?
Coming.Lu
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  • 2018-11-21 08:21:09
 
简单说,就是在不想再加强驱动(或者不方便加强驱动)的情况下,又想VGS下降比VDS上升快一些。
或者说,是VGS下降(关断)速度不变的情况下,用外并电容的方式让VDS上升再慢一些。
paojiao
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副总工程师
  • 2018-11-21 08:36:02
 
VDS上升慢是不是加大了交叠时间?
Coming.Lu
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  • 2018-11-21 10:49:10
 
你说反了。
paojiao
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副总工程师
  • 2018-11-21 17:57:25
 
我再考虑一下
Coming.Lu
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  • 2018-11-21 18:21:26
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注意这里说的是关断的时候。
paojiao
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  • 2018-11-22 13:26:52
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关断时,DS电压上升,IDS电流下降,关断慢了不是交叠时间长么?
Coming.Lu
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  • 2018-11-22 13:31:22
  • 倒数8
 
去看看资料,看看ZVS的波形怎么看吧。
paojiao
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  • 2018-11-22 13:56:47
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关断时刻也可以ZVS么?不是只能软开么?
paojiao
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副总工程师
  • 2018-11-22 14:09:35
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谢谢版主,仔细看了看,是交叠时段的电压值整体降低了
Coming.Lu
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  • 2018-11-22 18:47:16
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对的,大概是这意思。
paojiao
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副总工程师
  • 2018-11-22 14:19:39
  • 倒数5
 
还有个疑问,一般经典分析中,都是DS电压到达最高后,电流才开始变化的。LLC能跳出这种分析么?
Coming.Lu
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  • 2018-11-22 18:48:12
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如果开关过程比较短,为了分析方便,可以不考虑过程中的变化。
zxy_20120225
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