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单管实现等效双管正激的实践验证

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boy59

boy59
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LV10
总工程师

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帖子：2779

积分:16430

LV10

总工程师

2021-5-20 17:28:44

前文对用单管实现的等效双管正激、反激做了理论分析，这里准备实际操作一下验证这种方案的可行性。控制芯片采用UC3843/2，其它元件都是手上现有的，以理论验证为主顺带进行部分优化设计。

图1-1 单管实现等效双管正激电路

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		2 nc965 nc965 离线 LV7 版主积分：93657 \| 主题：115 \| 帖子：27354 访问空间发消息积分:93657 版主 2021-5-20 19:16:14 倒数9
		关键参数是器件耐压，这个能等效才算等效回复 \| 举报 \|

			3 boy59 boy59 离线 LV10 总工程师积分：16430 \| 主题：118 \| 帖子：2779 访问空间发消息积分:16430 LV10 总工程师 2021-5-21 08:55:32 倒数8
			不能完全等效，验证这个电路其中一个目的就是验证器件的耐压问题，比如能否用600V的管子做单管正激（800V耐压）。耐压虽不及真双管正激，解决驱动、二极管反向恢复、漏感等问题可能有些优势。回复 \| 举报 \|

				4 nc965 nc965 离线 LV7 版主积分：93657 \| 主题：115 \| 帖子：27354 访问空间发消息积分:93657 版主 2021-5-21 09:01:06 倒数7
				现在附加绕组钳位不就是单管正激吗？与之相比，驱动、二极管反向恢复、漏感等问题还有优势？回复 \| 举报 \|

					5 boy59 boy59 离线 LV10 总工程师积分：16430 \| 主题：118 \| 帖子：2779 访问空间发消息积分:16430 LV10 总工程师 2021-5-21 09:56:11 倒数6
					区别在于多了个电容，下图是将此电容右移做一说明电容充放电等效电路.jpg (33.73 KB, 下载次数: 26) 下载附件 2021-5-21 09:41 上传上图(a)由于变压器同名端关系电容Cbus2同Cbus1一样相当于输入直接充电（Cbus2就是原电路的C）上图(b)放电时两个绕组同时驱动磁芯（根据叠加关系两绕组电流可能不同）所以这个电容可视为母线电容，变压器的复位绕组同时也参与驱动提高了绕组利用率。同时这种拓扑结构为无损吸收结构，见下图无损吸收.jpg (15.02 KB, 下载次数: 21) 下载附件 2021-5-21 09:51 上传无损吸收拓扑不需要解决漏感问题，如果漏感适当的大一些可以解决CCM模式下输出二极管的反向恢复问题。初级还有个绕组是为了解决MOS管耐压小于2倍Vin用的。回复 \| 举报 \|

						6 nc965 nc965 离线 LV7 版主积分：93657 \| 主题：115 \| 帖子：27354 访问空间发消息积分:93657 版主 2021-5-21 11:00:51 倒数5
						完了弄个三者对比表格来说明问题回复 \| 举报 \|

		7 PNWZDL PNWZDL 离线 LV0 禁止发言积分：1733 \| 主题：43 \| 帖子：458 访问空间发消息积分:1733 LV0 禁止发言 2021-5-21 13:10:38 倒数4
		提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽回复 \| 举报 \|

		8 boy59 boy59 离线 LV10 总工程师积分：16430 \| 主题：118 \| 帖子：2779 访问空间发消息积分:16430 LV10 总工程师 2021-5-21 15:42:37 倒数3
		首先验证UC3843/2芯片的开关频率公式： UC3842频率公式.jpg (115.33 KB, 下载次数: 23) 下载附件 2021-5-21 15:42 上传图1-2 UC3843/2频率特性公式本次实验电路希望最大占空比在0.45以下，根据图1-2公式（中）计算出所需Rt=674；当取Rt=674时图1-2公式（左）所对应的系数已远远偏离一般的估算值1.72，数据手册一般建议Rt不小于5kΩ；根据图1-2公式（右）可以算出期望开关频率下的电容值。实测波形如下： RTCT实测波形.jpg (31.82 KB, 下载次数: 22) 下载附件 2021-5-21 15:42 上传图1-3 RTCT震荡波形图1-3实测波形跟Saber仿真软件基本一致，说明Saber软件自带模型（Vmax=2.7、Vmin=1）是准确的（实际Rt=747、Ct=15.14nF）。最大占空比.jpg (35.13 KB, 下载次数: 22) 下载附件 2021-5-21 15:42 上传图1-4 最大占空比波形图1-4调节反馈端将占空比调至最大，最大占空比结果接近计算值。参考手册中好像没有提到用这种方法来限制最大占空比的，根据实测结果这种方法的不利之处就是功耗会变大（从10mA增大到20mA），原因应当是震荡电阻Rt太小造成的。回复 \| 举报 \|

			9 boy59 boy59 离线 LV10 总工程师积分：16430 \| 主题：118 \| 帖子：2779 访问空间发消息积分:16430 LV10 总工程师 2021-5-26 21:39:31 倒数2
			实验原理图如下：电路原理图.jpg (38.11 KB, 下载次数: 21) 下载附件 2021-5-26 21:45 上传图1-5 等效双管电路原理图图1-5目前采用开环控制，Vfb脚接地Comp脚通过一个2k的可调电阻接地（调占空比），变压器初级由两绕组构成其中一端分别接地或接6V辅助电源来进行测试。电路实物如下：电路实物.jpg (154.26 KB, 下载次数: 23) 下载附件 2021-5-26 21:38 上传图1-6 等效双管实验电路当前变压器直接用的以前的反激变压器感量较低，后期需要重新绕制。下面的是普通的带辅助绕组的单管正激与带6V辅助电源的单管正激波形对比： Vds电压对比.jpg (65.56 KB, 下载次数: 25) 下载附件 2021-5-26 21:39 上传图1-7 普通单管正激与带辅助电源的单管正激对比当前输入电压为16V、辅助电压6V。输入电流电压.jpg (61.19 KB, 下载次数: 24) 下载附件 2021-5-26 21:39 上传图1-8 输入的电压、电流图1-7(a)普通单管正激Vds电压为2Vin=32V，多出的“尖尖”是由二极管正向恢复造成（或与导线寄生电感有关），图1-7(b)增加辅助电源后的Vds=2Vin-Va=26V。实验结果初步验证了这种单管等效双管电路的可行性，与理论、仿真结果基本一致。回复 \| 举报 \|

				10 ADSTEC ADSTEC 离线 LV6 高级工程师积分：458 \| 主题：0 \| 帖子：27 访问空间发消息积分:458 LV6 高级工程师最新回复 2021-11-2 16:11:49 倒数1
				学习!继续回复 \| 举报 \|

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