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| | | | | | | 要证明半桥电路具有抑制磁偏的能力,需要证明在桥臂上下管占空比不同时,开关管等效导通电阻不同时,加在变压器两端的V.S值保持平衡即可,有数学基础好的兄弟可以一起推导一下 |
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| | | | | | | | | 如果是电流控制方式,偏磁是无法自动平衡的。需要外加电路。 |
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| | | | | | | | | | | 偏磁是指加在变压器两端的正反向脉冲电压的伏秒乘积(伏秒积)不等,从而造成变压器磁芯的磁滞工作回线偏离坐标原点。 |
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| | | | | | | | | | | | | 由于半桥是正反两个方向导通的,因此,无论是否会发生偏磁,在每个开关管的每个导通时间内,刚开始总有一段时间磁芯处于线性区,对应的变压器输出电压最大,即峰值,途中电容C将保持这个峰值。随着磁偏的发生,磁芯开始进入非线性区,变压器输出电压下降, |
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| | | | | | | 这个图非典型啊,一般都会在变压器初级串联小容量的电容才能很好的抑制偏磁。假如都平衡了,那么正负半周电容的充放电都一样,电压也一样,变压器得到的电压也会一样,如果占空比不平衡,那么,在占空比大的半周电容上的电压高会一点,变压器得到的电压会少一点,然后占空比小的半周变压器得到的电压会高一点,从而变压器伏秒积就相等。简单点理解就是电容通交流,隔直流。 |
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| | | | | | | | | 半桥拓扑不需要串联电容的,他本身就有抑制偏磁的功能,这是可以证明的,但这是指电压型控制,CMG大师说的对电流型控制时反而比别的拓扑糟糕需要另外采取办法 |
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| | | | | | | | | | | 楼主的意思是,电流控制模式不能用于半桥,否则要使用特殊的方法来防止偏磁。
并且楼主也提到了,电压型半桥具有天生矫正偏磁的内在特性,记得以前我推导过数学公式,等几天我再整理一下,一并贴上来 |
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| | | | | | | | | | | 串在原边上的那个电容就是隔直电容是吗?怎么选型?20khz频率用多大的电容比较合适? |
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| | | | | | | 请大师也讲讲非对称半桥磁偏的问题。。。
搬凳子来听课了。。。 |
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| | | | | | | 偏磁会导致什么情况,我的正激电路几次炸管就是因为在高压600V时占空比越来越大,导致炸管出现。 |
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| | | | | | | 曾经遇到过这种问题,本来想用电压控制方式,考虑到偏磁用了电流方式 |
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| | | | | | | 有什么办法能解决这个漏感产生的尖峰啊,现在有个推挽的,也是这个尖峰大
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| | nc965- 积分:102093
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积分:102093 版主 | | | |
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| | | | | | | 呵呵,还请nc965老师多指教啊,俺水平有限,主要负责抛砖 |
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| | | | | | | 楼主说 “我想先从半桥和推挽拓扑本身能抑制磁偏的机理入手”,请楼主说说:半桥是如何本身抑制的?这也正是俺们关心的。一句话说,数学上可以推导,可不是俺们想要的答案哟。。。。。。 |
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| | | | | | | | | 我想无非是MOSFET导通内阻之类形成的压降,不过还是串联个电容比较可靠,但电容大了就也不可靠了-动态偏磁。
当然是妄加猜测版主的意思。 |
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| | | | YTDFWANGWEI- 积分:110982
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- 帖子:46124
积分:110982 版主 | | | | | 看到很多做半桥的,半桥的电容采用的是两个电解电容,这样既起到电容滤波的作用又起到半桥电路的作用,这种电容比较大,恐怕对抑制动态的偏磁效果不大。如果前面有独立的滤波电容,半桥的两个电容是低容量的高频电容,在每个开关周期内电容上电压的波动是平均电压的10%左右,那么这样的两个高频电容是不是起到了隔直电容的作用,同时能抑制偏磁呢? |
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| | | | | | | | | | | 独立的滤波电容,王公的意思是在2个串联的大电解上并个小的高频电容吗? |
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开关管Q2导通时同理微分方程一样,等效电路也一样,只是初值不同 |
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| | | | | | | | | 用matlab做了一下仿真,电容c取10uF,激磁电感取2mH
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| | | | | | | | | | | | | 理论计算和仿真表明,在不考虑负载影响和线路及mosfet阻抗时,激磁电流还是会以与等效电容CK的谐振频率谐振,谐振电流最大等于(Vin-Vc)/Zr,减小电容,增大激磁电感都会减少这个电流,所谓半桥拓扑能抑制偏磁是有相对的,而且不是每个开关周期都是V.S平衡的,他的V.S平衡要拉长到激磁电感和母线电容谐振周期才能看到,此时是否饱和看设计了 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 全桥占空比1%的不平衡,偏磁已经很厉害了,由上两个仿真可以看出半桥拓扑确实有抑制偏磁的功能,不过不是像一些书和论文中说的每个开关周期都是磁平衡的,而是半桥等效电容和激磁电感谐振周期上的磁平衡 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 至于兄弟们说的串联电容,可以证明和半桥串联的电容起的作用是一样的,所以半桥式拓扑不需串联电容 |
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| | | | | YTDFWANGWEI- 积分:110982
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积分:110982 版主 | | | | | | 如果将前面的半桥电容改成几百PF的,是否还能得到相应的效果呢? |
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| | | | | | | | | | | | | 那时激磁电感和电容在开关周期内就谐振了,电压很高,不能正常工作 |
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| | | | | | | YTDFWANGWEI- 积分:110982
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- 帖子:46124
积分:110982 版主 | | | | | | | | 那你看我16楼的想法是不是对的,我一直是这样认为的。而且也是这样用的,没加过隔离电容。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 我认同你的观点,一个大电解配两个小电容的做法,其实跟两个大电解串一个小电容,效果是一样的。 |
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| | | | | | | | | YTDFWANGWEI- 积分:110982
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- 帖子:46124
积分:110982 版主 | | | | | | | | | | 电容的选择一般采用最大占空比情况下,原变电流最大,电容上充放电电压波动值为平均值的10%,根据这个标准来计算电容值。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 我前面已经分析过了,电容选的过大了,那么它和激磁电感的谐振电流也就大有可能使变压器饱和,增大激磁电感减少半桥电容都可以抑制磁饱和 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 我就遇到了這樣的情況,大電解電容後邊並連472紅胖電容,結果出現了很漂亮的弦波 |
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| | | | | | | | | | YTDFWANGWEI- 积分:110982
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积分:110982 版主 | | | | | | | | | | | |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 我想他说的应该是472UF,要不然达不到他说的效果 |
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| | | | | 偏磁产生的原因也即造成变压器V.S不平衡的原因,主要分两类:
第一类:导致V不平衡的,1、功率开关管通态压降不同;2、开关管至变压器线路不对称;
第二类:导致S不平衡的,1、PWMIC两路驱动不对称;2、功率开关管开关速度差异;3、信号传输延迟不同;
4、环路设计问题输出PWM波低频振荡;5布板干扰问题使开关频率受干扰信号调制导致偏磁 |
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| | | | | | | 好贴!
V不平衡,半桥不平衡原因好像还有两个电容容值不均。其它架构还有开关管结电容不均衡吧! |
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| | | | | | | | | | | 哈哈,班门弄斧了。不对的地方请斧正。
半桥采用电流模式时,会偏磁,就是因电容不可能容量完全一致,其两端电压不会完全相同。而电流模式控制的特点是保持每个周期的电流峰值一致,经过N个周期,就造成了伏秒不平衡。
全桥的话,在死区时间内,4个管子截止时,由于结电容不会完全相同,所以变压器两端会形成压差,造成个伏秒面积,但这个值很少,所以影响也不会很大,而且串了隔直电容后会克服。 |
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| | | | | | | | | | | | | 半桥电路中,引入电流模式控制后,控制电路通过改变占空比来纠正伏秒不平衡时,会导致2只电容放电不平衡,使电容分压偏离中心点,然而电流控制在此情况下试图进一步改变占空比,使电容分压更加偏离中心点,形成恶性循环。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | 或者更简单点,电流模式会导致分压电容的安-秒不平衡 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 可以使用变压器绕组补偿的方法,解决了电流模式下半桥电源的偏磁问题。
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| | | | | | | | | | | | | | | 理论上最糟糕的结果是否输入分压电容一个电容等于输入电容,一个等于零。占空比一边接近50%,一边接近零?在电容电压变化的过程中,变压器的伏秒还是平衡的吧,因为在这过程中,电压减少,但是时间对对应的增大,电压增加,时间对应的减少。输出平均电流是一样的。
本帖最后由 lzpiiei 于 2015-10-22 19:54 编辑
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 有点道理,但是这样不能保证VS严格一致吧。我有一个猜想,拿半桥来说。前提是假如电容分压中点为150V,并且这个分压电容容量无穷大,且容量完全一致。然后开环手动调占空比(往大调),假如上管先导通,那么在调占空比的时候岂不是下管的占空比永远比上管的高?这样下管导通的伏秒就比上管大。这个谁能解释一下呢?
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由上图可见,偏磁时导致u值下降>L值下降,从而导致偏磁的第一个后果,电流上升斜率会突然增大 |
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| | | | | | | | | 偏磁的另一个后果是变压器损耗大增,其计算温升方法是:直流偏磁下损耗增加,近似等于相应励磁电流峰值对应磁通密度的变压器空载损耗值的一半,另外变压器励磁电流和高次谐波增加也造成绕组损耗的增加。 |
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| | | | | 偏磁的第三个后果是,由于偏磁导致磁芯的过饱和,导致磁芯的磁滞伸缩加剧噪声增大,所以偏磁现象长伴随着吱吱的声音 |
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| | | | | | | 还请晶兄多发言,我感觉自己力量有限,还是大家一起才能把这个事情搞清楚 |
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那么我们怎么在设计变压器之初确定设计的变压器的耐偏磁能力呢?是更看重耐V.S值的能力,还是最大激磁电流呢? |
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| | | | | | | 先说一下我的看法吧,我更看重耐最大激磁电流的能力,因为一般设计时我们都计算的是V.S值,但却很少注意耐最大激磁电流的能力 |
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| | | | xkw1cn- 积分:132614
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积分:132614 版主 | | | | | c初级设计多是如此。适当大的励磁电流;很有利! |
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| | | | | | | | | | | 适当大大励磁电流对偏磁有利么??还是说对什么有利?不知道如何有利法了! |
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积分:132614 版主 | | | | | | | | | 适当的励磁电流;可以使MOSFET进入零电压开关状态。 |
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积分:132614 版主 | | | 图示变压器二次输出漏感的不对称是引起偏磁的最大诱因!
开关时间、关压降等,都可以通过略加气隙补偿;唯独偏漏感无法自愈! |
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| | | | | | | 漏感不对称确实是引起偏磁的一大因素,但并不致命,我做了仿真,哪怕一边漏感2uh,一边30uH,偏磁电流也在可承受范围之内 |
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| | | | xkw1cn- 积分:132614
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- 帖子:55802
积分:132614 版主 | | | | | | | | | | 非对称的偏磁是很严肃的问题;甚至有可能将系统搞的无法正常工作! |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 这篇ppt里面有关于半桥抗偏磁的数学推导,但其计算做了忽略激磁电感的假设,不过也可以借鉴一下 |
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| | | | | | | | | | | 请问标幺值是什么值呢??标称值??笔误么?怎么没听过这个词? |
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| | | | | | xkw1cn- 积分:132614
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- 帖子:55802
积分:132614 版主 | | | | | | | 标幺值是行业术语,通常和“么”通假 不是笔误。
标幺值(标么值)是电力系统分析和工程计算中常用的数值标记方法,表示各物理量及参数的相对值,单位为pu(也可以认为其无量纲)。标幺值是相对于某一基准值而言的,同一有名值,当基准值选取不同时,其标幺值也不同。它们的关系如下:标幺值=有名值/基准值。
使用标幺值的好处:
1)三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同,线电压的标幺值与相电压的标幺值相等式,三相功率的标幺值和单相功率的标标幺值相等;
2)只需确定各电压级的基准值,而后直接在各自的基准值下计算标幺值,不需要进行参数和计算结果的折算;
3) 对于低压系统,功率的标幺值远小于1;
4)用标幺值后,电力系统的元件参数比较接近,易于进行计算和对结果的分析比较。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | 半路出来做电源,俺没学过电力电子这么专业的术语。。 |
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| | | | | | | | xkw1cn- 积分:132614
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- 帖子:55802
积分:132614 版主 | | | | | | | | | 终于被糊弄住了!
一般工艺的高频电源变压器;无论大小;漏感标幺值在1~5%。好变压器标幺值小;低压大电流的就相对大些。这样很容易衡量设计和工艺好坏而不必要以前做过。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 电路分析基础里面有这个么?》?
如果是的话,就是太不常用了。。忘记了。。
电机学,俺没学过了。。 |
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| | | | | 半桥不是不能用电流模式,而是要用电流模式,必须用单片机控制,一般是下管采电流信号,决定何时关断,而上管的导通时间定为和下管相同,也就是说,下管开了多少个时钟周期,上管就开多少个。这样的效果很不错. |
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| | | | | | | 在保证电容充放电A.S平衡的前提下可以用电流模式控制 |
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| | | | | | | 这个我也要做个记号,学习学习,
请问开关变压器的磁损耗有哪些?如何计算? |
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| | | | | | | | | 这个问题有点复杂,大体分磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗,至于计算需要单独开N个帖子来讨论,论坛好多高手已专门论述了,兄弟可以查查 |
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| | | | | | | | | | | 真的是学习了。。
想问下对于偏磁怎么诊断呢?如果诊断到,可否在线实时抑制? |
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| | | | | | | | | | | 我把我那个已经出来的电源再返回去套公式,发现没有能套上的,不知为什么?是不是那些公式都是不包含开气隙的?? |
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| | | | | | | 变压器的铁心偏磁是由于正、反两个方向的V-s面积不等所造成的。 |
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| | | | | | | 偏磁应该在电流取样上有体现,另外就是磁材的温升了。
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