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开关电源的发展方向讨论

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cmg
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  • 2015-3-11 20:28:34
开关电源发展了几十年,好像到了一个瓶颈,各种拓扑、控制理论、计算方法大致成型(当然不是每个人都掌握或熟练),好像很难再有一个大的发展。
这十几年来看到的是LLC从理论到设计的大量应用,反激拓扑PSR控制的大量应用,数字控制在大功率的大量应用,未来的突破可能在器件。
请大家讨论一下其他方面
eric.wentx
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  • 2015-3-11 20:36:26
 
嗯,个人也觉得突破在半导体器件这块及底层材料学这块.
拓扑方向,可能会不同典型拓扑之间的融合,慢慢退出纯单一拓扑方式,类似磁集成那样.
如果谈及数字控制的话,那算法里面估计可以玩好久.
荨麻草
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  • 2015-3-11 21:01:36
 

年前的一次年会,记得阮新波老师也谈到了这点,观点近似,他说:
电源技术未来最有可能在两方面取得突破,一个是新器件,另一个是数字控制。这是国内电源企业实现弯道超车的机会。
cmg
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  • 2015-3-11 21:14:25
 
数字控制已经实用化多年了,不管是大功率还是中功率,还是AC/DC, DC/DC,严格来说已经不算将来的方向了,将来只是更进一步的提高和普及。小功率因为成本原因,只有极简单的数字控制。
荨麻草
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  • 2015-3-12 09:56:33
 

老李在2013年写过一篇关于电力电子技术未来的专题文章,谈到了器件、数字控制、封装技术、趋势....等,传上来:



电力电子的未来展望---Fred C. Lee.pdf

cmg
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  • 2015-3-12 10:27:37
 
先下下来有时间看一下,老李作为电源界的元老之一,观点肯定有独到之处。
但也要看到老李的研究机构主要的影响力在大陆和台湾,美国在这方面的能人太多,特别是有些还在企业界。
nemoium
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本网技工
  • 2015-11-9 08:14:36
 
thanks~~~~~~~~~~
windh
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  • 2015-3-11 22:29:39
 
admin
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管理员
  • 2015-3-12 00:53:11
 
windh 老兄,可以好好交流技术吗?一个好的帖子存在,收益的是大伙。您说对吗?
麻烦您与大家讨论真正的技术,感谢!


windh
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  • 2015-3-12 12:00:31
 
windh
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  • 2015-3-13 11:58:32
 
windh
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windh
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  • 2015-3-11 22:36:52
 
cmg
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  • 2015-3-11 23:07:06
 
请不要把每个帖子都变成垃圾帖!
化二为一
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  • 2015-3-20 16:38:56
 
新器件,是国内的薄弱点,涉及到新材料!
richy36
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本网技师
  • 2015-5-4 17:14:12
 
集成才是王道吧,很快就会只有变压器、电容和芯片了。。。
micropower
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  • 2015-3-12 15:13:27
 
其实算法也没什么好玩的,做过就知道了,无非就是PID算法。算完一次就没得搞了。
短期来说我认为电路还在不断精简,长期来说应该是有新材料的出现。
micropower
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  • 2015-11-14 15:24:03
 
讲到新材料,新材料就到,上次看到GaN 功率管样片。电源可能会有新一轮改变。
windh
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  • 2015-3-11 22:20:54
 
windh
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  • 2015-3-11 22:23:38
 
再次感谢大家!
windh
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  • 2015-3-11 22:25:51
 
小凡凡
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  • 2015-3-11 23:59:56
 
近一两年不是总在提谷歌眼镜、可穿戴电子设备吗?
供电可能是个大问题,我觉得微型DCDC应该会火爆。
电池供电?还是太阳能?或者什么出来个什么新型发电原理。
现在的DCDC的体积太大了,严重制约了生活类电子设备的发展。
eric.wentx
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  • 2015-3-12 09:29:19
 
太阳能飞船已经开始‘公测‘了.
eric.wentx
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  • 2015-3-12 09:29:50
 
说话到这里,电池技术能否有所突破用在消费性产品上?
cmg
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  • 2015-3-12 12:43:45
 
电池技术发展比较慢,所以人们就在快充上动心眼。但现在好像也有很多新的高密度电池报道,但无一商用化。超级电容不知能否用到手机上?
micropower
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  • 2015-3-12 15:17:42
 
关于电池这个问题,我也在想,电池电极能不能像铝一样会产生一种保护膜?这样就可以保证电池的安全了。
我对电池是不了解的,但大家一说到高密度电池时都提到一个安全问题,这么大能量在高温或高压中会有什么后果产生?似乎解决安全问题才是道要问题。
micropower
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  • 2015-3-12 15:19:35
 
还有最近说那个什么纳米希电池又是神马来头?
cmg
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  • 2015-3-29 09:38:37
 
电池技术确实最近看到很多新闻,说了很多新技术,但大多在实验室阶段,商品化的还看不到。
Juoken
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  • 2015-12-11 15:11:40
 
顶一下!急需关注各位大神的讨论!
cmg
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  • 2015-3-12 10:29:10
 
现在有些DC-DC已经把磁芯集成到IC里面了
qhsz
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  • 2015-3-12 10:52:19
 
3年前集成电感的的DC-DC;

windh
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  • 2015-3-12 12:06:31
 
後會絠萋
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  • 2015-3-12 12:38:27
 
这个帖讨论的开关电源应该定义成高档电源吧
就这个来说,发展方向已经不再是传统单一功能了,在原功能的基础上一般
会往如下发展:
1. 高功率密度
2. 数字算法控制(如数字功率因素校正PFC,电力有源滤波APF等)
3 通讯(如跟BMS通讯,引导升级等)


就深圳这边一般是归纳于上述3大发展方向
cmg
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  • 2015-3-12 18:28:18
 
最难得还是第一点吧,这个牵扯太多因素了:拓扑、器件、材料、工艺等等。
荨麻草
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  • 2015-3-13 18:28:09
 
高档一点的。。。
花了一个下午拆的(高压全砖模块,250---420Vin,600W输出),乖乖,控制板用了这么多元件。


cmg
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  • 2015-3-29 17:59:20
 
下面是个LED的驱动电源,包括DALI等控制功能,用ST的ARM做的,成本不关心的时候,MCU还是个不错的选择。



荨麻草
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  • 2015-3-30 19:34:55
 
我猜,在一些对成本不敏感的场合(高档别墅区、五星饭店等),这种LED电源还是很有市场的,门槛高意味着利润率高、附加值高
shiyongxie
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  • 2015-4-9 14:00:23
 
全数字控制,这个初次开发周期比较长,但是后面处理相对容易。另外这些别人也很难模仿(比起抄板),这也是一个特点
cmg
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  • 2015-4-12 18:16:45
 
做什么东西都是第一次很难。
shiyongxie
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  • 2015-4-12 23:04:21
 
觉得许多东西都是应运而生,就像LED驱动,10年前估计不会有现在这么多的解决方案。而现在电动车驱动和充电桩可能会爆发性增长,这些应用或许能过衍生出一些新的东西。市场的强力的需求会引领技术的发展。
cmg
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  • 2015-4-12 18:16:10
 
这个肯定的,在厦门住过凯宾斯基酒店,里面几乎所有的东西都有个集中控制台控制。
nihuima
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  • 2015-4-2 19:05:47
 
对于照明电源这块,实现智能化控制(如WIFI、蓝牙)绝对是个方向,利用便携式终端来发送指令。
也有很多厂家在做这一块
cmg
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  • 2015-4-12 18:14:55
 
方向是没错,但目前基本是个噱头,有量的很少。
nihuima
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  • 2015-4-12 18:49:49
 
对于除了LED以外的照明电源,拓扑结构基本上没什么花头搞了。郭版,您觉得未来对于这类照明产品会不会全部被LED产品替代呢?(如大功率金卤灯、大功率其它照明灯。)
cmg
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  • 2015-4-12 19:19:33
 
不可能全部的,大部分吧。
hszsyj
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  • 2016-7-1 10:25:16
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真武阁
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  • 2015-3-12 13:46:37
 
感觉拓扑很难再有什么突破了,未来的方向肯定是软开关方面,最理想的开关方式就是电流或电压其中一个呈梯形,如果无源方式能实现的话那估计就是突破了
剩下来就是寄望于材料方面的突破了,但是损耗的两大块磁性材料和二极管都是发展缓慢,线材更加了,除了铜还能有什么。常温超导估计没那么快来临吧
至于控制,数字或模拟好像没什么高低级的关系吧,功能需要而已
micropower
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  • 2015-3-12 14:36:35
 
其实人是非常聪明的,这几十年所做的不过是几十年前所想,也许几十年后所做的是现在所想吧。
micropower
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  • 2015-3-12 14:43:04
 
像十多年前红火的LLC早在几十年前也有相关论文,现在红火的单级BUCK驱动电源,十多年前就有人用来做适配器,60年代就有想关论文吧?近几年PSR也红火了些吧?
boy59
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  • 2015-3-12 14:53:07
 
首先应该是元器件,新元器件的诞生将使整个电源水平提高一个档次,现在所存在的问题到那时就不是什么问题。
其次关于拓扑,个人认为所有拓扑都是桥结构或由桥结构衍生得来的,而看似相同的拓扑因一个元件参数不同就能成为另一种电路,完全相同的拓扑因采用不同的控制方式又能实现不同的功能,从这个角度看似乎变化无穷还有潜力可发掘。
micropower
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  • 2015-3-12 15:08:44
 
无论是模拟或是数字,主力拓扑可能没有什么新发现,因为该发现的或许都让我们发现了。

所以最关键的就是器件了,当工作频率上到M或是10M时,可能对所有器作材料都需要考虑了。

不过在现有材料基础上还是有很大发挥空间。如我们可以将PFC+BUCK集成在一棵SOP8封装里,包括两棵MOS,对于PFC及BUCK都采用单绕阻电感,这样高集成度不仅体积小,效率高成本也低。当然我跟朋友们说时他们都认为不可能在这个封装里做两棵MOS的,我想这种想法或许跟当年很多工程师认为MCU不可能真接驱动电源的一样。
乞力马扎罗的雪
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  • 2015-3-12 15:37:51
 
应该说电源的理论系统已经基本完备了。从理论的角度,暂时难有大的突破,除非基础的物理学理论反生了重大的变化,这短期好像是不可能的。
那么后期的突破我个人以为主要集中在器件层面与应用层面。
器件层面的突破,主要是材料的突破,例如碳化硅器件、氮化镓器件等等。目前器件的突破主要都是集中在半导体领域。
而磁性材料目前急需大的突破,如果能有一种饱和磁通达到1T甚至更高,高频下损耗与铁氧体相当的材料,那么变压器的体积可以大大缩小,电源的功率密度可以有效提高。磁集成的技术,也应该有一定的推广空间。还有就是储能元件电容,是否能取得较大的突破,也是值得期待的。
从应用的角度来看,由于电源其实是能量转换领域的服务业,电源的发展更多的是依靠能源行业的发展而发展,未来的领域主要集中在新能源、电动汽车、智能电网、无线充电、便携/移动电源等几个领域,电源的新发展也应该在这几个领域产生。


然而要取得类似与当初从线性电源到开关电源这么大的突破,短期还没有能看出哪个领域能做到。
一家之言,仅供讨论。
cmg
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  • 2015-3-12 18:26:41
 
欢迎大家讨论,雪版主修炼这么多年也该出山了
真武阁
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饱和磁通达到1T 高频下损耗与铁氧体相当感觉意义不大,因为即使是铁氧体在高频下比如500k工作到0.2T损耗已经很可观了,损耗VS频率,损耗VS-Bm曲线平坦才是王道
maileyang
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  • 2015-3-12 18:47:11
 
大师讲的非常好。
保持关注。
windh
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  • 2015-3-13 11:49:52
 
那里那里。


都被删了。


难得你这么有心。


在被删之前就看到了。


谢谢大家!



cmg
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  • 2015-3-13 12:41:23
 
人家说的是雪版主,不是你,还有这么大言不惭的
windh
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windh
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副总工程师
  • 2015-3-13 11:54:03
 
admin
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管理员
  • 2015-3-13 18:13:41
 
雪版,CMG版,乖乖龙迪东~~(扬州话)
太给力了!
感谢各位分享个人设计经验造福后人!!!
vurtne
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高级工程师
  • 2015-3-13 20:51:20
 
大神!看了你的成长之路开始了开关电源的学习之路,看了很多经典书籍,也仿真了好多,仿真结果和计算非常吻合,可当我们按计算和仿真的值(已经包含了寄生参数)去调试样品。为什么实际的结果却不理想。 对于反激DCM、431的零点补偿电容查过很多经典资料计算的全是10nF左右的数值,为什么实际中却有噪声,我算都不算直接焊接100nF表面上却看不出问题。我身边没有可以解答我困惑的名师。逛了很久论坛印象中的两位大神乞力马扎罗地雪和CMG,我应该怎么将理论应用到实际。或者说理论和实际到底是哪里出了问题。是书中的知识跟不上现在技术的发展,还是?
小凡凡
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副总工程师
  • 2015-3-13 23:59:20
 
不知道你说的噪声是什么意思,据我所知TL431的噪声抑制比本来就很大。
不要说100NF,就是短路(当做基准、还并电容)都没有用的。
windh
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  • 2015-3-14 12:07:40
 
windh
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  • 2015-3-14 12:05:54
 
世纪电源网-九天
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超级版主
  • 2015-3-16 09:02:39
 
CMG版主,先后数次出席世纪电源网线下会议,为广大的工程师带来最棒的技术讲座,同时在论坛中,也经常来帮助网友解答问题,分享自己的案例!
每个人心中都有属于自己对于“对”,对于“正确”的理解!但是不管怎样,CMG版主能被广大的网友所认可,所接受,最直接说明的就是,CMG版主技术过硬!!
平和的交流,才是讨论的表现!
乞力马扎罗的雪
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版主
  • 2015-3-16 23:35:22
 
通常来说,仿真结果与实际结果吻合的不好,很可能是仿真电路的模型不够精确。一般来说,我比较喜欢用仿真去验证一个设计的设计思想的可行性,不是非常追求仿真的结果与真实波形之间的相似度。有时候是为了写文章,为了显得有说服力,才会尽量把模型搞的精确一些,让结果更贴近真实。
书上的知识是基础,在现有的物理学理论体系已经很完备的情况下,短期是没有可能跟不上技术的发展的。理论与实际不一致,往往是我们对理论进行简化的过程中把不该简化的部分也简化了,那么得到的结论就会偏离的比较多。但是,该如何简化,这个是没有人可以告诉你的,需要自己通过不断的学习、理解、实践、反思,去慢慢积累自己对电源知识的理解。
至于你说的电路中的噪声。我不是很清楚你说的“噪声”是不是我理解的“噪声”。开关电源的噪声一般主要是由于MOS和二极管的剧烈的开关过程由于非理想的器件特性与杂散参数的振荡产生,并通过杂散参数以及电磁场耦合到电路中,要解决“噪声”的问题,主要是解决EMI的问题。而不是反馈环路的问题。
前两天陈为老师的课就是着重讲述了EMI的产生及应对,不知道你听了没有?如果没有,建议通过网站好好看看视频,绝对让你非常有收获!
lux0530
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初级工程师
  • 2015-3-19 13:42:03
 
一个帖子里,聚集了这么多高手大家,真厉害!
雪版主什么时候再开个帖子让我们围观学习下!
很久不见雪版主发帖了!
ckj_ck
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  • 2015-3-27 13:53:25
 
讲得真好啊~赞~~~
杭州易泰达-ss
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高级工程师
  • 2015-4-2 10:21:49
 
说得真好,必须顶一下!
cmg
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  • 2015-3-29 09:48:31
 
同意雪版主所说。计算公式的推导都是省略了很多东西,也就是假设了很多东西,而实际的电源是存在的,电源本身就是个非线性系统,我们是做了假设后变成线性系统做计算分析的,所以必然存在误差,另外电源本身的干扰就很厉害,这个计算的时候是没考虑的。
就你说的问题还要考虑运放的增益带宽积,如果10nF的时候高频超过了,计算就变得毫无意义了,这是一种可能,另外带宽高时还要考虑延时参数。
说多了,已经超出了这个帖子的范围,不想讨论太具体的东西。
magnetics001
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LV4
初级工程师
  • 2015-4-1 15:05:48
 
在半导体器件方面,目前的发展思路主要还是在器件损耗和速度上,也就是大家常说的GaN和SiC等,我个人认为还有一个思路就是半导体器件的双向可控上,如果实现了双向可控,很多电路拓扑都有机会改善的更为简单和高效。
第二个就是磁性材料和器件上,这也是电力电子发展的一个大瓶颈。其实我觉得未来可以借助目前比较热门的无线电能传输技术概念,不加磁性材料在某些场合也是可以接受的。
博智亚
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高级工程师
  • 2015-3-12 19:24:17
 
对于开关电源,磁芯方面有较好的非晶态合金,管子有碳化硅等过大电流,缩小体积可以通过提高频率,效率问题可以用软开关,现在的问题在电容上面,电容体积太大!对于大功率的,提高频率好像也有点问题,EMC问题怎么解决?所以现在的问题关隘在哪?我们缺乏一个全新的理论去支持!
真武阁
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副总工程师
  • 2015-3-12 19:29:46
 
非晶合金做工频变压器是不错,碳化硅的优势不是过大电流,我看你也是刚做电源吧
micropower
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版主
  • 2015-3-12 20:10:10
 
碳化硅的优势是速度。
zhijie240
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高级工程师
  • 2015-4-23 17:08:35
 
还有高压、高温
chenghua
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本网技师
  • 2015-3-13 17:08:11
 
版主又开新帖了!支持
luyan
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高级工程师
  • 2015-3-18 13:30:07
 
大师又开新帖了,占阁楼学习学习
qhsz
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  • 2015-3-18 20:19:05
 
量大,中小功率消费电源行业。
LED行业的不景气及电源的同质化,电源公司的肉搏导致电源的下游半导体材料(包括芯片. MOS.肖特基等)公司的肉搏化,开关电源的发展方向已经变成了虚无缥缈的事情了。
台湾和韩国的MOS应该会全线溃败,转入以国内的MOS为主力。
台湾电源芯片公司,剩下的也就2-3家,其他的即使能存活只能断尾求存;
国内的芯片公司,能存活下来的可能只有2家左右。
欧美的电源芯片公司,应该开始完全远离这个功率段的市场而转入大功率高拓扑市场;

一个6PIN的flyback芯片,价格杀到6分美金,市场一年为1亿颗,600万美金,让一家芯片公司吃都吃不饱。
充电器市场,包三极管和芯片的,价格杀到6分美金。一年的市场5亿,就3000万美金。
全球做电源芯片的公司不下10家。

这一波下来,非死即伤;
qhsz
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高级工程师
  • 2015-3-18 20:23:36
 
由于这样就导致整个电源行业,特别是芯片行业的产值下降(量没降低,产值降低),恶性循环,涉及到电源整个产业链出不了高薪,养不起人才,对从业人员来说,不是好事。
maileyang
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  • 2015-3-19 22:03:58
 
大师 分析的非常好!
cq852
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  • 2015-3-26 13:04:58
 
你说的大师是?
windh
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  • 2015-3-20 13:42:07
 
cmg
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  • 2015-3-29 09:36:09
 
基本趋势是这样,但国内市场足够大,活下来的应该不只2家。
充电器、适配器市场还好,有很多新的规则出来,但LED市场就是肉搏了,完全同质化,变成比制造成本了,这时自己有晶圆的厂家有优势了。
谐振电子
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  • 2015-3-20 13:52:34
 
谐振电子
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初级工程师
  • 2015-3-20 13:56:33
 
这是张先生做的他称为第五代全谐振电源,我觉得是准谐振;不过电流/电压均能零起/零止,的确可以做到半周期里的ZCS/ZVS同时发生,而且可以直接调节输出,这恐怕是开创了新拓扑结构了吧?目前此结构还未有命名,,,,,,
说到控制技术,我觉得开关变换器本身是个严重的非线性、大惯性的系统,特别是谐振模式的变换器,其滞后性更加明显,而且其增益点随输入/输出及频率而改变,沿用线性误差放大器加补偿校正网络(超前/滞后补偿),本身就是很病态的,不能完全控制到位的(无论是相位还是时间等),也许从这个角度上讲还有路走。
------以上纯属探讨性观点,仅供参考!
windh
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  • 2015-3-20 14:00:54
 
jeetag
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  • 2015-3-23 11:36:00
 
楼主好帖!想看众多高手发言!
谐振电子
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  • 2015-3-20 14:23:29
 
我们运用LLC架构制作电源,功率200W---10KW,每年出货万台以上,但是,我也深知LLC有弊端,比如:谐振腔环流、峰值电流、非零流关断等;见到上述新拓扑,至少它同步实现了ZCS/ZVS,无环流,同功率电源变压器可以比LLC小一倍,散热器更小,,,,,优势显著。原以为我们做的无APFC LLC 效率>97%,PF>0.94,都很是可以了,然而还有更好的,所以,变换器领域未垦之路不仅长,可能还多呢,,,
真武阁
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  • 2015-3-23 12:13:59
 
变压器除了双向和单向的区别外不可能因为拓扑的不同有很大改变,都是要遵守秒伏法则,损耗-频率;损耗-工作磁密规律,张大师的这NB的拓扑也不可能突破材料的瓶颈---隔离电源你都是要通过变压器把全部能量传递到二次侧,就变压器工作情况而言他这个和LLC也无很大区别,同样用了一个谐振电感,而且和变压器个头一样的规格,这个谐振电感同样也会有一部分无用功在上面驻留,你看到他变压器小那是因为他完全没有考虑安规,把窗口都占用了,不考虑安规的话LLC也可以这么小。
dxsmail
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  • 2015-4-13 16:46:14
 
LLC主要是有关断损耗。4代准全谐振,改进了。没有关断损耗了。拓扑中的大功率管都是全软开关状态。。。特别是动态响应比LLC快多了。。。
与vicor电源模块的一些原理是类似的。。。。
chaos2008
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LV8
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  • 2015-5-23 09:00:27
 
请问下您说的4代准全谐振是怎样的拓扑?谢谢了
谐振电子
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  • 2015-5-23 14:20:58
 
动态响应快与慢与拓扑结构无关,只与控制方式水平有关!
荨麻草
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  • 2015-5-23 15:08:33
 
它说的这个应该指的是vicor的正弦振幅变换器(表面上看长得跟LLC非常像,实际上差别比较大),它一般工作在开环状态,与我们常见的闭环控制系统还不太一样。由于谐振元件小到可以忽略,几乎不储存能量,工作在超高频率,能量传输为所谓的“量子传输”的方式,从初级传到次级,几乎没有时间延迟,据说具有超快的动态响应...只是见过,但没有实际测过
shiyongxie
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  • 2015-6-3 21:26:32
 
看到它的介绍,开环控制的,输出不能自动调整,相当于一个性能的变压器。输出电压控制还需要对前面的输入电压进行调整。实际是需要两个变换器。觉得是一个buck+正弦振幅变换器,这样才可以实现闭环控制
荨麻草
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  • 2015-6-4 00:35:02
 
是的,在vicor的patent原始文本中,提到了这点,以前还大致仿真了一下(不是很准,主要是不知道SAC的锁频电路是怎么实现的,这里的SAC用定频的LLC替代,并让LLC的工作频率恰好等于Cr、Lr谐振频率):

Vout startup:

current in resonant inductor VS current in Buck inductor


shiyongxie
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  • 2015-6-4 17:28:30
 
其实LLC有一种可以锁定谐振频率的算法,那个算法也不难,用DSP验证过,可以实现动态跟踪谐振频率。只是LLC不能零电流关断,可能效果没有这个好,但是频率锁定谐振频率比较容易。现在看看这个算法能不能也用在这个拓扑上,可惜这个拓扑有专利,要用它还是个麻烦事。
荨麻草
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  • 2015-6-4 22:24:52
 
牛...的确,用纯硬件实现LLC的谐振点频率锁定是有困难的。
看到网上有人提出了通过DSP计算谐振电流波形的THD来调节LLC谐振频率(即引入负反馈,当检测到谐振电流为正弦,即THD最小时,便实现了频率跟踪),不知道还有没有更简单的思路。
shiyongxie
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高级工程师
  • 2015-6-4 23:32:14
 
计算THD估计计算量不少(至少有FFT),采样点也要不少。可以利用DSP实现同步整流,同步整流导通时间为开关周期一半的时候,可以认为电路是工作在谐振状态。使用单片机或者DSP实现这种思路是比较容易的。
荨麻草
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  • 2015-6-5 00:02:07
 
是个好思路。。。
triaco
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  • 2015-6-5 17:44:24
 
LLC是属于负载谐振类吧,负载谐振类就相当于震荡电路,管子是被负载牵着走的,而外力干预的方式就像市电控制中的过零触发;开关谐振则是开关跟谐振网络的协作互动,不需追踪。
谐振电子
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  • 2015-6-6 10:30:35
 
谐振类变换器与准谐振变换器的差别就在于此!准谐振可以设计成ZVS/ZCS在半周期内实现,调节过程中仅需要变频(变宽)即可,始终保持ZVS/ZCS,准谐振变换过程中负载不参与谐振,电流的过零点是依赖回路中的电感元件实现的。这个拓扑结构美国在95年有专利,中国05年深圳的张先生也有专利。因此,要得到同时的ZVS/ZCS无需频率追踪或锁频处理。
------说明:ZVS/ZCS:指的是半周期内管子的开通与关断零电压开通/零电流关断都有发生,电流波形几乎为正弦波状态。
谐振电子
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  • 2015-6-6 10:34:28
 
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  • 2015-6-6 10:43:59
 
据说效率>98%
荨麻草
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  • 2015-6-6 11:38:46
 
多谢上传的资料,有空研究研究...
不过估计说的不是同一件事,阁下说的是带输出反馈的闭环控制谐振变换器,而132楼---137楼说的是一种开环控制的谐振变换器,以串联谐振为例,考察其输入阻抗:



当fn=1(即Cr、Lr谐振频率)并且k--->0(k=Lr/Lm,Lr很小、Lm很大)时,谐振腔的输入阻抗Zin在谐振频率处表达式的虚部趋近于0,看上去就像一个“纯电阻”了,于是就满足了ZVS/ZCS的条件,锁频的意义也就在于此了,还是133楼的线路:



vicor有一个高压1200w的模块(Vin=260---400V,高压中间总线转换器,体积大约相当于一个火柴盒大小),效率做到了98.
谐振电子
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  • 2015-6-6 12:41:36
 
是的,有道理。开环处理的思路正确。不过在如此高频率下的工艺问题(主要是短距离消解电感效应)和磁性材料问题可能超出了一般设计师能掌控的能力。仅供参考!
荨麻草
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  • 2015-6-6 14:49:13
 
听到过一种观点,说:电源产品做到最后,拼的不是技术,是工艺。
谐振电子
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  • 2015-6-6 17:17:21
 
是的,我的感受是:不仅仅电源如此,几乎大多是机电产品都是如此。德国电器(包括电源)产品大多数都提供原理图和物料明细表,他们的自信不仅仅在法律层面,对工艺技术的自信才是关键!
dxsmail
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  • 2015-6-10 17:03:44
 
具体应该要去另一个电源网看看。。。里面资料比较全。。。。
三代LLC(多谐振)
四代准全谐振,类似LLC,但关断损耗改善了。(开关频率,一般小于谐振频率)
五代全谐振,就是开关频率=谐振频率(四代的一个特例)。但这个就不能调电压了。输入电压=输出电压-损耗电压。所以前面要有BOOST或者PFC或BUCK(个人觉得配BUCK可能更有前途)来组合应用。而且对PFC的要求更高了。主要是在动态响应方面。张工在500W左右,可以实现。3KW估计还没有办法。
其实四代是一种串联谐振,类似的有一种并联谐振。而并联谐振应该还没有专利。。。串联谐振,调输出电压。而并联谐振就是调输出电流了。。。应用领域不一样。。。。
直流开关电源的软开关技术_第二章谐振变换器.pdf

dxsmail
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副总工程师
  • 2015-6-10 16:44:57
 
好久没过来逛了。。。谐振电子对新技术的传播做出很大的贡献。。呵。。。
荨麻草
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  • 2015-3-28 12:48:47
 
关于LLC的控制技术,如果采用常规的电压模式,即便是在phase margin比较大的情况下,动态特性依然比较糟糕,







如果改成电流模式,就会好很多了:




windh
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  • 2015-3-28 13:39:56
 
windh
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  • 2015-3-28 13:44:07
 
另外如果非要减小所谓的振荡的话.
穿越频率应该只有一个.
不应该多次穿越.
那么也只能减小Q来保证一次穿越.
或改变补偿参数来保证一次穿越.


谐振电子
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  • 2015-3-28 16:35:37
 
是的,内环(电流环路)大大的拓宽了频带,动特性会好很多。如果再采取点特殊方法的话,速度还会从根本性地提高。
荨麻草
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  • 2015-3-28 16:51:59
 
呵呵,工作中很少用到LLC的,只是前段时间看到了一篇论文,提到了LLC的电流模式控制,一时心血来潮,就仿真了一下:
CurrentModeControlforLLCSeriesResonantDctoDcConverters.pdf


众所周知,LLC并不太适合用在宽输入(或宽输出)电压范围的应用...
莫非您指的是贵公司的专利技术---加入前馈控制?
谐振电子
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  • 2015-3-28 23:00:32
 
这篇论文的思维模式是正确的。LLC的确有些不尽如意的地方,主要是因为能量传输方式不同(基波方式),非线性和惯性很大,输入/输出范围受限,没有相应的措施的话在边界、临界情况下很容易进入容性区(比如谐波与分布电容、杂散电感引发的共振等)。我们尝试着以非线性控制手段处理,没有延用传统误差放大器加补偿校正网络负反馈环路,得到了更好的动态效果,主要还是解决大功率下的可靠性问题和拓宽输入输出范围问题。我们的大功率(10KW或以上)产品都是用的LLC结构,主要是这个平台比较可靠,设计实现比较容易。
荨麻草
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  • 2015-3-30 19:41:36
 

非线性控制方法,提出有好多年了,不过貌似在电力电子领域成功应用的案例不多,只见过一些负载点电源(POL)、VRM这么用过...也许,引入非线性控制,也是电力电子未来发展的一个方向,毕竟,相比传统的基于传递函数的线性补偿方法,它还是有非常显著的优点的。
nc965
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  • 2015-5-16 08:56:58
 
正好最近推出一款APFC芯片,就是非线性控制的,特性确实非常好。


micropower
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  • 2015-3-29 00:08:08
 
众所周知,LLC并不太适合用在宽输入(或宽输出)电压范围的应用”
为什么呢?
cmg
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  • 2015-3-29 09:29:48
 
频率变化范围太宽,变压器要按最低频率设计,发挥不了软开关高频工作的优势。
micropower
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  • 2015-3-29 10:44:15
 
难道我的理解不对?我一直认为LLC工作接近于振点上。
cmg
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  • 2015-3-29 13:09:06
 
理论上只有额定输入电压、额定负载才接近于谐振点。
zcyzvs
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  • 2015-4-13 20:03:51
 
早在几年前就关注你们的电流模式控制的LLC,其实其思路是非常不错的,因为我本身目前的所以的大功率产品全部是峰值电流模式控制,其可靠性相对于电压模式来说要高很多。
但是你们的控制模块还是采用的模拟方案,和3846控制的LLC基本差不多,模拟控制我觉得未来还是会推出舞台的,未来数字控制的电流模式的LLC应该才是主流,集成度高,成本也低,通讯方便。
shiyongxie
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  • 2015-4-13 21:34:34
 
不知道现在的电流模式控制是不是可以直接用做短路保护
谐振电子
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初级工程师
  • 2015-4-13 22:21:39
 
我们的控制模式不仅仅是电流模式,带有非线性混沌方式(黑箱),而且几年前就采用FPGA与模拟器件混合方案了。这样的好处是能更精确地描述波形,因为速度是够的。
JamesHacker
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高级工程师
  • 2015-4-24 10:32:51
 
您好,这层的电流控制方式,是通过原边串入一个电流互感器然后整流滤波所得吗?
最后的信号也是一个斜坡吧?
还有电流互感器的感抗对谐振腔的影响应该怎么考虑?
qiuyuqiang01
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  • 2018-7-18 15:56:27
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请教一下这是什么仿真软件
cmg
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  • 2015-3-29 09:31:32
 
方向讨论,不希望变成具体的问题探讨,那样可以再开个帖子。
谐振电子
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  • 2015-3-29 16:47:27
 
多年前我尝试着做了个LLC-IPSM模块,将功率管半桥、驱动电路、控制电路集成于一个密闭模块里(类似于FSFR2100,只是采用了更先进的控制方案,当然,集成工艺水平不高),希望大功率电源由此可以简化设计。也就是说,未来任何电压等级、功率等级的变换器是否可以用模块堆积出来呢?这也许是个方向吧?!
cmg
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  • 2015-3-29 17:47:57
 
CPES就天天搞这东西,是个方向,但通用性不强。
te_760214
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  • 2015-3-23 21:34:28
 
关注ing
lux0530
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  • 2015-3-25 15:47:05
 
帖子真不错!期待高手更新!
pengshengan
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高级工程师
  • 2015-3-26 13:46:03
 
开关电源未来发展方向
我的观念里面最终极的模型是和水龙头一样,扣接入市电电网,要什么电压电流,自己调节。
最终还是在元器件本身上突破!
cmg
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  • 2015-3-29 09:52:23
 
希望windh不要在这里捣乱,要么你就像个正常人一样讨论技术,要么不要在这里发言。
前面搞的我几乎要放弃这个帖子了,实在没意思。
windh
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  • 2015-3-29 15:38:51
 
杭州易泰达-ss
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高级工程师
  • 2015-4-2 10:21:12
 
这人谁啊?怎么总在一些帖子里捣乱?什么情况?
fook
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高级工程师
  • 2015-4-2 15:30:38
 
希望听到更多郭工的技术经验
cmg
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  • 2015-4-12 18:13:55
 
但这个帖子不是谈经验的,准备搞个QQ群,跟大家聊一些实际解决的问题,这样理论和实践能结合起来。
Bodoni
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总工程师
  • 2015-4-22 20:27:20
 
支持郭总,啥时候公布QQ群呢?估计要开个2000人的大群。。这么多粉丝
haha-4252531
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高级工程师
  • 2015-5-12 17:12:47
 
QQ群肯定没这个好,QQ群聊天记录是没有这样聊天形式的,你期望别人打开过去的记录仔细研究与讨论?不现实吧。而且QQ群打广告的人特别多,这个你说可以删去,好吧。还有最重要的一点,例如今天这个问题是5月12号提出来的,这个问题可能可以讨论到8月份。或者年底,但在QQ上就实现不了,过不了2天大家就忘记了,或者人太多,你今天一句,明天他一句,把话题给转移了。
真武阁
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副总工程师
  • 2015-12-16 00:38:01
  • 倒数8
 
郭大侠Q群弄好没有,把号码公布一下
yueqing22
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本网技师
  • 2015-4-7 15:42:08
 
我们公司就是制作电源的,目前来说,电源适配器是量多才有利润,所以研发根本不会有太大的投入,我们公司电源行业全球第六。
胡庄主
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  • 2015-4-14 11:07:51
 
认真听讲,学习。
陈广官1982
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禁止发言
  • 2015-4-18 19:44:01
 
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
cuncaosheng
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高级工程师
  • 2015-4-22 12:10:11
 
谢谢大家的分享,期待更新呢。
songlsx
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  • 2015-4-24 12:45:03
 
都是高手,把我想说的都说了,我就不用说了
谐振电子
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  • 2015-4-23 18:05:19
 
荨麻草
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  • 2015-6-6 21:47:31
 
瞄了一眼,文档写的太罗嗦,没有深究其原理,参照专利文献中提供的原理图,比葫芦画瓢,随便取了一组参数,貌似还真是ZVZCS,不知是不是巧合:



shiyongxie
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高级工程师
  • 2015-6-7 16:25:52
 
根据这个专利的描述,这个电路应该是串联谐振变换器的改进电路。不知道经过闭环后电路输出能否稳定。串联谐振电路在工作谐振频率附近静态增益是不单调的,不知道这个专利的电路有没有这样的问题。
谐振电子
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初级工程师
  • 2015-6-8 10:31:51
 
这不是谐振型变换器,是个准谐振变换器,存在着重大差别。负载不参与谐振(负载对主回路谐振频率没影响)。
荨麻草
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  • 2015-6-8 12:31:44
 
如此说来,这个仿真模型是有问题的(用的是PFM控制器),改天再仔细研究研究,重新仿一下
谐振电子
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初级工程师
  • 2015-6-8 12:50:37
 

shiyongxie
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高级工程师
  • 2015-6-8 15:18:53
 
原来是准谐振,误会了。
谐振电子
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LV4
初级工程师
  • 2015-6-9 16:21:22
 
我看是巧合,
司马仲达
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总工程师
  • 2015-4-25 16:57:49
 
个人认为,小体积,哈哈,论调有点老了,但是我们很多伟大的客户最需要的就是小!轻!
Aerosemi
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本网技师
  • 2015-4-30 09:52:08
 
高效率,智能化,成本低,小休积将是大方向.
chaos2008
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  • 2015-5-23 09:10:26
 
嗯 这个比较赞同
triaco
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助理工程师
  • 2015-6-5 17:26:46
 
还有:傻瓜化(无外接),全谐振,全保护,无EMI。
liweicheng
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LV8
副总工程师
  • 2015-5-10 20:07:53
 
鄙人在台企工作过,像台达,康舒,明纬,光宝...这样有名的电源行业,里面的电源产品还是比大陆先进5到10年,这个差距国内的任何一家电源公司也比拟不来
haha-4252531
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高级工程师
  • 2015-5-12 17:15:35
 
未来的电源应该是有软件控制的。就是电脑。你想要多大功率直接输入就可以了。只要不超过规定的就OK了
westbrook
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副总工程师
  • 2015-5-16 11:30:34
 
现在的数字电源通过监控软件就已经可以实现了。我觉得还是器件方面的改进比较大,拓扑的实现方式现在通过数字控制基本都可以实现,但是主要受器件的限制,功率密度做不高。
nc965
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  • 2015-5-16 07:11:29
 
才几十年,还早啊,再过几十年呢,目前的技术就是小儿科了,发展是永恒的,不会停止。
曾经提出一个观念,什么电源是好电源?标准是:散热器占整个电源的体积百分比越大越是好电源。TO-220封装,不是一个MOS,而是一个电源,AC-DC,100W,电磁兼容。诸位努力吧
muster
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助理工程师
  • 2015-6-1 17:22:06
 
学习了
大连老顽童
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高级工程师
  • 2015-6-7 13:10:15
 
过不了几年,电源的拓扑就会简化成二种,30w以下反激拓扑为主(体积小简便),30w以上谐振拓扑为主(高效率大于91%)。输出低电压大电流另当别论。
lu-dianyuan
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本网技师
  • 2015-7-30 11:30:06
 
对于中国开关电源的发展,我觉得除了理论上的发展,新器件的发展外,实用的高效结构化的发展还与发达国家有很大差距,如一个简单12V-5V的电路,TI能提供95%以上能效比的电路模块(5A的体积只有10mm2大小);VICOR能将300瓦以上功率集成为一个115x60x15(大概数字)的模块内,我们谁能做到?
真武阁
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副总工程师
  • 2015-7-30 12:54:43
 
这个和市场有关,能效又和政策由有关,如果不能从能效上获取利益或者从能效上规避损失,市场还是以白菜为主
leibo3008
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LV2
本网技师
  • 2015-8-2 09:35:28
 
好贴!
mei8023
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高级工程师
  • 2015-10-21 19:13:02
 
看完大神们的讨论,我感觉自己完全未入门啊
flysky
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初级工程师
  • 2015-11-1 15:47:46
 
开关电源经过多年的发展,的确已经形成了一套成熟的技术体系,目前的电源已经能够满足通用领域对电源的要求。但是电力电子技术的发展始终是以追求高效率和高功率密度为目的,一直是在功率半导体器件的发展影响下不断发展进步。个人认为在特种电源场合,如高精度,高动态响应方面还有一定的空间。新型功率器件如GaN或其它新型器件的应用,有可能会衍生出适用于这些新型器件的新技术,将会带来电源的新的变革。一家之言,敬请指正。

mei8023
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高级工程师
  • 2015-11-20 09:00:21
 
发展到一定阶段就愈趋于简单划,室外室内的分水岭应该要不了多久就能知晓了,未来怎么发展智能静观其变了
雪狼湖
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本网技工
  • 2015-11-19 16:45:18
 
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siderlee
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  • 2015-11-30 16:25:11
 
第一部分

Nottingham_2014_FINAL-1.pdf

4.86 MB, 下载次数: 450, 下载积分: 财富 -2

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第二部分
本帖最后由 siderlee 于 2015-11-30 16:28 编辑

Nottingham_2014_FINAL-2.pdf

3.69 MB, 下载次数: 533, 下载积分: 财富 -2

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高级工程师
  • 2015-11-30 16:26:19
 
第三部分
本帖最后由 siderlee 于 2015-11-30 16:28 编辑

Nottingham_2014_FINAL-3.pdf

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siderlee
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LV6
高级工程师
  • 2015-11-30 16:27:13
 
看看吧  很有意思

就是限制附件大小,分了 三个
本帖最后由 siderlee 于 2015-11-30 16:29 编辑

qq1962303878
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  • 2015-12-8 15:17:20
 
现在市场中小功率的,那就是需要集成更多的器件,把效率做的更好,把开关电源体积做的更小了。南京微盟电子最新能效六产品
ME8121 是一个电流模式准谐振 PWM 控制器, 内置 650V/2A 功率 MOSFET。在 85V-265V 的宽电压范围内提供高达 15W 的输出功率,峰值输出功率更可高达 18W。
ME8121 内置高压启动电路,并在轻载时进入跳周期模式,在更轻载时进入突发模式, 从而实现全输入电压时小于 100mW 的待机空耗,并且使进入 20KHz 以下的音频区的范围最小化,以保证在正常工作状态无异音。 芯片内部的 7.5uS 计时器限制了开关频率小于 120KHz(低于CISPR-22EMI 中的 150KHz 限制),可以有效简化 EMI 设计。ME8121 拥有完善的保护功能以确保系统可靠的工作。
主要特点如下:
? 内置高压启动电路
? 谷底电压导通
? 软启动功能
? 降噪功能
? 轻载进入绿色模式
? 过功率补偿
? 前沿消隐
? 斜坡补偿
? 完善的保护:OCP,OLP,UVLO,OVP,OTP

本帖最后由 qq1962303878 于 2015-12-8 17:21 编辑

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新器件会推动电源的发展
mei8023
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有的等咯
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我觉得有一个发展方向是肯定的,就是越来越通用,越来越简化
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