多路输出医疗电源设计方案-综合电源技术-世纪电源网社区

斜阳古道

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2009-6-5 21:06:37

论坛里好象还比较缺少医疗电源方面的内容，今天就开这个贴子，将来三个月会列出本人的设计方案与测试结果，当然是基于TI的控制芯片。
医疗电源的基本要求是：输出较小纹波；高可靠性兼顾工作效率；有些输出要进行连续调压；各路输出要独立保护；较好的EMC性能等。
目前项目总输出功率为130W左右，AC/DC宽电压范围输入，初步方案采用三级变换方式：无桥PFC（UCC28019A，输入端有低频整流二极管以改进共模EMI且无专利限制，电阻电流采样，二极管输入电压采样）；中间级为开环LLC谐振半桥（UCC25600或UCC28089）输出两路总线电压15V/36V，计划不使用输出滤波电容，也就是让半桥的输出为高频方波；多路独立后级为的同步整流BUCK、BUCK-BOOST、BOOST、SEPIC等（TPS40055与TPS40021），后级变换器占空比不超过90%以充分利用前级总线的方波电压，同时与前级实现上升沿同步。
由于刚开始原理图设计，这个坑又可能比较深。

		2 蒋江黔蒋江黔离线 LV7 版主积分：10354 \| 主题：105 \| 帖子：4151 访问空间发消息积分:10354 版主 2009-6-5 21:21:26
		你这坑是不浅,还没开始测试吧,估计连仿真都没弄吧,LLC不用滤波就输出的是方波?迷糊了... 回复 \| 举报 \|

			5 斜阳古道斜阳古道离线 LV7 版主积分：5341 \| 主题：92 \| 帖子：1592 访问空间发消息积分:5341 版主 2009-6-9 22:10:32
			哈哈，老哥是太忙了才迷糊。LLC谐振半桥变压器副边电压就是方波呀，电流才是正弦波。就因为电流是正弦波对输出电容的冲击小，所以才可以不要滤波电感的。只是现在后级的DC/DC控制芯片找得我头晕。回复 \| 举报 \|

				10 蒋江黔蒋江黔离线 LV7 版主积分：10354 \| 主题：105 \| 帖子：4151 访问空间发消息积分:10354 版主 2009-6-12 11:58:31
				这个俺就更迷糊了，LLC是谐振拓朴，LLC分别指励磁电感、漏感、谐振电容，这三者上的电压电流波形都是类似正弦波吧。LLC输出端，只不过是模型中的理想变压器，将励磁电感上的交流电压给变了个电压而已，电压也是正弦波才对。晚上回家测一下验证。回复 \| 举报 \|

					11 融道融道离线 LV6 高级工程师积分：565 \| 主题：2 \| 帖子：156 访问空间发消息积分:565 LV6 高级工程师 2009-6-12 12:07:02
					输出端拿掉电容再空载后,即成了方波! 回复 \| 举报 \|

						12 蒋江黔蒋江黔离线 LV7 版主积分：10354 \| 主题：105 \| 帖子：4151 访问空间发消息积分:10354 版主 2009-6-12 12:44:28
						确定?模型中、那个并联在（理想）变压器上的励磁电感，是谐振回路的主要感性元件，串联谐振的电流是正弦波，谐振元件的端电压也是正弦波，有没有负载，俺看都不可能是方波。除非另一种情况：励磁电感无限大，这没有意义回复 \| 举报 \|

							13 融道融道离线 LV6 高级工程师积分：565 \| 主题：2 \| 帖子：156 访问空间发消息积分:565 LV6 高级工程师 2009-6-12 14:04:05
							确定! 但波顶有二极管关断振荡余波.你还是自己去做一下吧! 回复 \| 举报 \|

								14 蒋江黔蒋江黔离线 LV7 版主积分：10354 \| 主题：105 \| 帖子：4151 访问空间发消息积分:10354 版主 2009-6-12 14:10:09
								得晚上, 一般而言, 俺是白天做分析, 晚上回家去验证... 回复 \| 举报 \|

								15 蒋江黔蒋江黔离线 LV7 版主积分：10354 \| 主题：105 \| 帖子：4151 访问空间发消息积分:10354 版主 2009-6-12 14:23:53
								你这些话有矛盾: 第一句: 输出端拿掉电容再空载后,即成了方波! 接下来: 确定! 但波顶有二极管关断振荡余波. 空载了, 二极管都不导通,何来的关断? LLC是可以开环工作的, 如果变压器次级啥都不接, 只要Ls,Lp,C三者适当, 就不会出问题, 要Lp上的电压呈方波,那就是怪事儿了回复 \| 举报 \|

									16 融道融道离线 LV6 高级工程师积分：565 \| 主题：2 \| 帖子：156 访问空间发消息积分:565 LV6 高级工程师 2009-6-12 14:30:52
									就当我骗你! 90KHz下二极管空载就不会通了!? 不过的确是开环时测的. 回复 \| 举报 \|

										17 蒋江黔蒋江黔离线 LV7 版主积分：10354 \| 主题：105 \| 帖子：4151 访问空间发消息积分:10354 版主 2009-6-12 14:41:54
										不是讨论骗不骗的问题, 俺上班这公司不是弄电源的，现在没法测, 但俺得想啊, 思维轰隆隆的停不下来... 把模型中的理想变压器去掉了, LLC就还剩三个主要器件: Lp、Ls、Cr，在串联电压谐振下，俺实在想不出那个一器件上的电压波形会是方波的，也许是俺太笨，哈... 回复 \| 举报 \|

											18 融道融道离线 LV6 高级工程师积分：565 \| 主题：2 \| 帖子：156 访问空间发消息积分:565 LV6 高级工程师 2009-6-12 15:00:47
											不好意思,说过头了.有些东西靠推理是容易出偏差的,呵呵.... 回复 \| 举报 \|

蒋江黔

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2009-6-12 15:04:31

没办法,俺一直是上班想问题,下班测试验证, 电源这东西,发起烧来比玩Hi-Fi还迷人...

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2009-6-12 15:10:14

推论还是有作用的吧, 俺相信,除非Q十分的低,才会有电压波形看起来像方波的可能,但是LLC中,空载的话,Q是很高的,可能波形更像正弦波

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2009-6-12 15:20:22

不过我得把测试方法讲清楚,我是测变压器另加1匝的开路电压波形.

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2009-6-12 15:33:49

想到一个问题了,开环了,振荡器便傻了,不知道去变频,
而空栽情况下, LLC回路的自由谐振频率大幅度下降(降多少,视K值而定), 这时,回路呈现较大的感性, 上升沿和下降沿会比较徒峭, 但脉冲顶部还是部份正弦波的

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2009-6-12 15:39:58

我做的是定频90KHz 的LLC实验,Np/Ns 7T/3T *2 Vin+300V C=0.27uF L=26uH(外加).

				24 蒋江黔蒋江黔离线 LV7 版主积分：10354 \| 主题：105 \| 帖子：4151 访问空间发消息积分:10354 版主 2009-6-12 17:33:11
				总结: 现在想通了, 由于Lp上的瞬时电压在低于输出电压反射到理想变压器原边的反射电压前, 相当于负载开路,这时回路是呈现感性的, Lp上的电压上升沿很陡,而脉冲过后,也是呈感性,电压下降沿也很陡, 而电压脉冲的顶部, 是正弦波的顶部叠上去, 胡博士的主贴是对的. 又进步了一下,哈... 回复 \| 举报 \|

		3 周挺巧周挺巧离线 LV7 版主积分：12475 \| 主题：17 \| 帖子：4949 访问空间发消息积分:12475 版主 2009-6-6 10:46:13
		我路过,只看不说话回复 \| 举报 \|

		4 luyan luyan 离线 LV6 高级工程师积分：1620 \| 主题：119 \| 帖子：613 访问空间发消息积分:1620 LV6 高级工程师 2009-6-8 09:31:05
		期待版主继续！回复 \| 举报 \|

		6 forestgump1003 forestgump1003 离线 LV8 副总工程师积分：3126 \| 主题：22 \| 帖子：722 访问空间发消息积分:3126 LV8 副总工程师 2009-6-10 09:31:01
		版主来点基础性的问题啊，医疗电源和一般电源最重要的区别在于？体积？效率？可靠性？回复 \| 举报 \|

		7 斜阳古道斜阳古道离线 LV7 版主积分：5341 \| 主题：92 \| 帖子：1592 访问空间发消息积分:5341 版主 2009-6-10 18:22:05
		医疗电源的主要特征是太多路输出，最本质的要求是高可靠性，EMC跟通信电源差不多，安规比一般AC/DC更加严格。说到底，就是高可靠性，如果正在给病人做手术或检查，突然炸机停电了才是最惨的事情。回复 \| 举报 \|

			8 forestgump1003 forestgump1003 离线 LV8 副总工程师积分：3126 \| 主题：22 \| 帖子：722 访问空间发消息积分:3126 LV8 副总工程师 2009-6-11 09:20:41
			多路输出，对于flyback，应该是电压型精度更好一些回复 \| 举报 \|

				25 斜阳古道斜阳古道离线 LV7 版主积分：5341 \| 主题：92 \| 帖子：1592 访问空间发消息积分:5341 版主 2009-6-19 16:50:21 倒数10
				呵呵，楼上的，忘掉反激吧，多路反激输出电压精度与交调是不可接受的。回复 \| 举报 \|

					27 蒋江黔蒋江黔离线 LV7 版主积分：10354 \| 主题：105 \| 帖子：4151 访问空间发消息积分:10354 版主 2009-6-27 20:44:20 倒数8
					同意回复 \| 举报 \|

		9 sunxj_007 sunxj_007 离线 LV7 版主积分：3727 \| 主题：52 \| 帖子：1216 访问空间发消息积分:3727 版主 2009-6-12 08:11:50
		这种电源好像难度不是一般的高啊！相当高！回复 \| 举报 \|

		26 lineliu lineliu 离线 LV6 高级工程师积分：980 \| 主题：4 \| 帖子：219 访问空间发消息积分:980 LV6 高级工程师 2009-6-27 12:08:57 倒数9
		飘过回复 \| 举报 \|

		28 静心静心离线 LV6 高级工程师积分：815 \| 主题：22 \| 帖子：289 访问空间发消息积分:815 LV6 高级工程师 2009-6-30 14:46:41 倒数7
		高手！精彩！鉴定完毕！回复 \| 举报 \|

		29 zhyr0429 zhyr0429 离线 LV6 高级工程师积分：429 \| 主题：15 \| 帖子：80 访问空间发消息积分:429 LV6 高级工程师 2009-6-30 21:09:09 倒数6
		请问大师,我的LLC要怎样样选匝数比才能让它工作在谐振频率处呢? 回复 \| 举报 \|

		30 zhyr0429 zhyr0429 离线 LV6 高级工程师积分：429 \| 主题：15 \| 帖子：80 访问空间发消息积分:429 LV6 高级工程师 2009-6-30 21:09:50 倒数5
		是不是谐振频率处的增益都是等于1呢回复 \| 举报 \|

			31 斜阳古道斜阳古道离线 LV7 版主积分：5341 \| 主题：92 \| 帖子：1592 访问空间发消息积分:5341 版主 2009-7-1 20:12:03 倒数4
			楼上的，建议你先看点各大半导体公司的应用笔记。回复 \| 举报 \|

		32 ll91588 ll91588 离线 LV6 高级工程师积分：1237 \| 主题：30 \| 帖子：343 访问空间发消息积分:1237 LV6 高级工程师 2009-7-2 08:33:59 倒数3
		顶建议楼主给大家说说原理谢谢回复 \| 举报 \|

		33 uuu686 uuu686 离线 LV6 高级工程师积分：608 \| 主题：3 \| 帖子：20 访问空间发消息积分:608 LV6 高级工程师 2009-7-9 17:50:19 倒数2
		楼主，有没有想到和LLC同步的buck IC呀，我也有此想法，一直找不到合适的buck IC。回复 \| 举报 \|

		34 做人要厚道做人要厚道离线 LV2 本网技师积分：155 \| 主题：6 \| 帖子：24 访问空间发消息积分:155 LV2 本网技师最新回复 2009-8-28 17:32:02 倒数1
		初学者有点听不明白啊哎！但还是要谢谢回复 \| 举报 \|