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3W小功率反激电源效率只有60%正常么?

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qq243671731
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初级工程师
  • 2020-9-25 23:35:18
10问答币
敬请各位大神大牛们不吝赐教!

主要技术参数如下:1)主芯片KP2130SGA,电源工作在原边反馈模式。
2)副边主路规格为 5V/0.5A,三层绝缘线,整流二极管为5A/60V/0.5V压降的肖特基。
3)副边辅路规格为7.5V/0.1A,三层绝缘线,整流二极管为快恢复,二极管选型就跟一次侧尽量保持一致。
4)变压器的绕线基本是是满足整层约束的。


测试方式:
220V电压输入(显示输入功率为5.26W),主路通过电子负载给0.6A(显示功率为3.16W),辅路开路 ;
(此时开关频率为大约为50K,占空比记不清楚了反正不太高,大约20%左右)

测试结果:效率只有60%,
由于电源经验不多,感觉是由于两个副边输出都用了三层绝缘线导致漏感较大,效率不高,另外就是这款芯片是晶体管,是不是比MOS管类型的本来就效率偏低一些,还有就是这种小功率3W左右低5V低电压输出的本来效率就达到这个60%差不多。


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我也是菜鸟,只能给点小建议,不知道对不对,你姑且看看: 1、查了这款IC是可以做准谐振的,而且是内置晶体管的,晶体管耐压一般都比较高,看规格书吧。可以把初次级匝数比调高,尽量做到原边开关管谷底开通,你现在的匝比太小了,开关管不可能做到零电压或者低电压开通,具体匝数比多少,要自己尝试。善用示波器。 2、降低变压器漏感。低漏感可以降低变压器损耗和更有利于准谐振实现。三明治绕法可以提高约4%的效率。 用三明 ...
qq243671731
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LV4
初级工程师
  • 2020-9-26 12:15:44
 
敬请各位大神大牛们不吝赐教!

主要技术参数如下:1)主芯片KP2130SGA,电源工作在原边反馈模式。
2)副边主路规格为 5V/0.5A,三层绝缘线,整流二极管为5A/60V/0.5V压降的肖特基。
3)副边辅路规格为7.5V/0.1A,三层绝缘线,整流二极管为快恢复,二极管选型就跟一次侧尽量保持一致。
4)变压器的绕线基本是是满足整层约束的。
5)


测试方法:
220V电压输入(显示输入功率为5.26W),主路通过电子负载给0.6A(显示功率为3.16W),辅路开路 ;
(此时开关频率为大约为50K,占空比记不清楚了反正不太高,大约20%左右)

测试结果:效率只有60%,
由于电源经验不多,感觉是由于两个副边输出都用了三层绝缘线导致漏感较大,效率不高,另外就是这款芯片是晶体管,是不是比MOS管类型的本来就效率偏低一些,还有就是这种小功率3W左右低5V低电压输出的本来效率就达到这个60%差不多。

变压器

变压器

原理图

原理图
joezzhang
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副总工程师
  • 2020-10-9 17:45:22
  • 倒数3
 
你这个芯片的内置三极管可以到800V,交流整流后最高375V

800V*90%-375V=345V,匝比可以取23,5V绕4圈,7V绕6圈,怕绕不满层就用双线并绕
qq243671731
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初级工程师
  • 2020-10-9 19:22:58
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谢了,问题现在输出是三层绝缘线,线径最小在0.5mm往上,没办法通过双线并绕降低线径。
xkw1cn
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版主
最新回复
  • 2020-10-9 23:54:00
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利兹线也有外包绝缘的安规产品。
qq243671731
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初级工程师
  • 2020-9-30 14:20:44
 
都没有人能给点建议么?
followme2014
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高级工程师
  • 2020-10-2 20:22:38
 
变压器设计的不合理啊
qq243671731
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初级工程师
  • 2020-10-7 12:19:22
 
具体是哪里不合理,指点一下呗
I123456
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高级工程师
  • 2020-10-3 12:50:22
 
功率越小越难做高效率
qq243671731
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初级工程师
  • 2020-10-7 12:20:43
 
你这话等于没说
wcm014
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高级工程师
  • 2020-10-4 14:24:12
 
我也是菜鸟,只能给点小建议,不知道对不对,你姑且看看:  1、查了这款IC是可以做准谐振的,而且是内置晶体管的,晶体管耐压一般都比较高,看规格书吧。可以把初次级匝数比调高,尽量做到原边开关管谷底开通,你现在的匝比太小了,开关管不可能做到零电压或者低电压开通,具体匝数比多少,要自己尝试。善用示波器。
2、降低变压器漏感。低漏感可以降低变压器损耗和更有利于准谐振实现。三明治绕法可以提高约4%的效率。
    用三明治绕法,把N1分成2半,分别绕在最里面和最外面,这样最简单的,不差钱可以把N1再细分成4组,N2也分成2组,效果更好。
3、你的输出滤波电容温度肯定很高,容量选的不对,0.5A的输出电流我建议你用6.3V 470uF的电解电容,如果不差钱可以用固态电容6.3V 220uf,会有惊喜。
4、如果还是不差钱,可以把次级的整流管换成超低压的肖特基二极管(士兰微有一款10L45,压降只有0.4V的)或者是同步整流的(东科有),你现在用的SS56和ES1J 压降都有1V的。


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qq243671731
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初级工程师
  • 2020-10-7 12:47:18
 
感谢wcm014仔细的回答!
1)你说的增加匝比可以更好低电压开通这个原理能否解释一下哈。
2)三明治绕法的尝试过了,只提高了不到1%的效率,由于其他的一些原因作罢。
3)输出有电解电容,220uf,截图不全呢。
4)这个型号的肖特基0.5V,且我这差钱

上了一个开关管的波形,感觉开通时电压也不是太高,你给看看呗
微信图片_20201007123535.png
wcm014
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高级工程师
  • 2020-10-9 13:04:12
  • 倒数6
 
你这个开通电压是300V以上的了,谷底值太高了,就是反射电压太低了,因为次级电感能量释放完后,初级开关波形就会产生振荡,振荡的幅度就是次级的反射电压,反射电压约大,振荡的谷底值就越低,你的IC是有QR模式的,所以可以在谷底开通,谷底值越低,开通损耗就越小。
你可以买一本版主eric.wentx写的的书《开关电源工程化设计与实践 从样机到量产》里面有详细说明。
微信截图_20201009125353.png
qq243671731
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初级工程师
  • 2020-10-9 16:20:12
  • 倒数5
 
受教了,感谢!
qq243671731
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初级工程师
  • 2020-10-9 16:47:39
  • 倒数4
 
变压器的漏感实际上很小,这个尖峰大应该是我吸收电路参数的问题。
提高反射电压,最直接的办法就是减少副边的匝数,减少了以后副边就不能满足变压器绕制的整层约束条件了,漏感就会增加,效率下降;但开关管实现了更低电压的导通,效率彼长此消,就看能不能达到某种最佳平衡
xkw1cn
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版主
  • 2020-10-5 22:37:17
 
60%也算正常。快回复换成肖特基,效率会高些。同步更理想。
qq243671731
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LV4
初级工程师
  • 2020-10-7 12:27:28
 
1)我测试的时候辅路都没接入,直接主路肖特基二极管那一路加的负载。
2)同步整流就用部上了,这个电源本来就低成本的东西。
主要是想知道变压器或者其他部分设计上有无大的问题。
xkw1cn
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  • 2020-10-7 23:48:47
  • 倒数10
 
变压器漏感偏大,反压设计过低。
qq243671731
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初级工程师
  • 2020-10-8 09:03:04
  • 倒数9
 
1)量了一下漏感约为75uH,比想象的要小。顺面看了一下一次绕组直流等效电阻约为6Ω。
2)这里是把整层约束作为第一优先条件,尽量减小漏感。然后只要反压落在在60~120V这个区间就算可以,并且当前反压下5V主路输出选60V耐压的肖特基正好。不知道这样的考虑合适不。
xkw1cn
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  • 2020-10-8 23:13:02
  • 倒数8
 
是否合理,关键看系统。
不过,你觉得自己合理就好。
qq243671731
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初级工程师
  • 2020-10-9 11:26:34
  • 倒数7
 
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