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有源钳位反激电源闭环测试时输出控不住。

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Aris
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  • 2022-11-23 16:08:34
10问答币
现在做的是一个有源钳位反激电路,目标功率是200w左右,原边采用两个模块并联的形式,目前参数是输入电压16-32,输出电压28v,原边因为之前在测试时,发现外加谐振电感,降低变压器气隙时,励磁电感大的情况下,在原边主功率管开通时,我副边的同步整流管,电压尖峰过高,导致现在我没有外加谐振电感,而是只用了变压器漏感来谐振,Lr=0.17u,Lm=1.7u,匝比1:1,匝数是3匝(平面变压器,两股并绕),现在有如下几个问题。
1,有源钳位反激电路的变压器设计和普通反激电路变压器设计相同。
2,我现在模拟控制用的是431配合光耦,但是发现输出根本稳不住,是否是因为PI参数的问题,本来是打算有二型补偿,但是发现不行后,换成了PI(没有焊C10)。

主电路原理图

主电路原理图

输出电压

输出电压

反馈环节,PI就没有焊C10

反馈环节,PI就没有焊C10

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  • 2022-11-23 18:00:45
 
1、可以相同
2、环路参数没有匹配好而已,增加C11,直到稳定
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  • 2022-11-23 18:32:16
 
感谢感谢,你好,再想请问下,增加C11是指用PI补偿的情况下吗?我之前有试过增加C11(增加到200nf),但是上电后电子负载提示我过流保护了(电子负载设定的是过流为12A),我阻值设定的为11Ω。
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  • 2022-11-23 20:11:21
 
感谢感谢,您好,我现在把C11从27p加到了440n,输出比之前有所改善,除了上电开始时会降到0外,后续都没有像之前那样降到0,现在电路板是一直在响,我怀疑是变压器在响,而且现在变压器很烫(输入100w,输出仅70w左右),仍然是PI参数不对导致的么,可否通过降低Kp来改善纹波呢?

220nF下的输出电压

220nF下的输出电压
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  • 2022-11-24 09:04:09
 
感谢感谢,您好,我现在把C11从27p加到了440n,输出比之前有所改善,除了上电开始时会降到0外,后续都没有像之前那样降到0,现在电路板是一直在响,我怀疑是变压器在响,而且现在变压器很烫(输入100w,输出仅70w左右),仍然是PI参数不对导致的么,可否通过降低Kp来减小纹波
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  • 2022-11-24 09:18:09
 
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  • 2022-11-24 10:09:13
 
您好,我看了下您提供的表格后,有几个问题想请教下。1,表里计算有骨架的参数要求,但是我现在是平面变压器,用不到骨架,请问表里这项如何填呢?

2,这个所谓的原副边层数是指什么呢?我现在手上的绕组是已经画好的(3匝),我现在用两块绕组叠在一起(双股并绕),是指两层吗?
3,表里的最低频率,是指我实际工作频率大于这个值即可吗?
图里的是我现在的实际参数 微信截图_20221124100754.png
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  • 2022-11-24 10:20:57
 
输入侧,没有整流,是一个DC-DC的有源钳位反激
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  • 2022-11-24 10:27:11
 
1、平面变压器有Ae即可。实际参数108?
2、原边1层即可,其余参数只影响排线
3、满载最低输入电压(或者转折电压)临界模式的频率
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  • 2022-11-24 10:41:28
 
非常感谢您百忙之中回答我的问题, 因为是学生第一次自己设计有源钳位反激,所以有很多比较低级的问题,我现在的设计参数如图所示,不知是否合理? 22.png 还有一个问题是,我本来设计ACF的谐振电感时,是外加电感来谐振,但是我如果把变压器气隙减小然后结合外加电感来谐振时,导致我副边同步整流的开关管,在原边导通时,电压尖峰过高。然后我将外加电感短接,然后增大变压器气隙后,靠变压器自身漏感进行谐振,虽然副边还是有尖峰,但相比之前小了许多,不知道有没有更加好的方法能减小这个尖峰。

黑色波形为同步整流管DS电压

黑色波形为同步整流管DS电压
,其中黑色为副边DS电压,红色为一次侧功率管Vds,蓝色为钳位管驱动
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  • 2022-11-24 10:59:32
 
DS电压测试波形,是在开环下测试的
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  • 2022-11-24 10:43:23
 
这是现在用的磁芯 EQ磁芯30_8_20.pdf (543.09 KB, 下载次数: 2)
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  • 2022-11-24 11:34:26
 
磁芯小了,出不了200W
4.png

反激最大功率受最小匝数限制,3柱磁芯最小匝数是0.5匝(仅穿过一个边柱),配合最低频率640KHz,应该可以超过100W
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  • 2022-11-24 15:58:53
 
  感谢感谢,这样看起来的话是说如果上200w,变压器温度会非常高,只能加大变压器才能解决这样的问题了。因为我手上没有其它磁芯了,而且我现在板子也没有空间给个大的磁芯了,后续可能会通过外接变压器测试高功率。  现在的想法是在现有硬件的情况下,尽可能把这块板子功率和效率做高,我现在的参数(160w),我看磁功率系数还没有过3,应该没什么问题吧? 22.png 3333.jpg





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  • 2022-11-24 16:25:28
 
15楼的表里面有0.5匝、100/200W的参数,中间插值即可,你可以再做出1匝、2匝的表格。显然,你要想出力大,就要增加Ae、减少匝数、增加频率,至于究竟能出力多大,以发热能接受为准
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  • 2022-11-24 09:05:28
 
微信图片_20221123200829.jpg 这是现在的输出电压
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  • 2022-11-24 10:38:20
 
环路需要与COMP电流先匹配一下,详情:817+431 彻底攻破
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  • 2022-11-24 16:37:21
 
您好,我看了下,您发的光耦匹配431的帖子,我发现是不是我原理图就错了呢,我现在是直接输出电压串联一个4.42k电阻接到发光二极管,我看大家都是会并联一个电阻在其两端。我现在用的是PC817C+TL431,控制芯片REF引脚内部只有一个5V参考电压 微信截图_20221124162149.png 微信截图_20221124163544.png 微信截图_20221124163700.png
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  • 2022-11-24 16:43:39
 
匹配COMP电流、看COMP参数,而不是VERF
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  • 2022-11-24 16:53:42
 
您好,我现在用的芯片是TI的LM5026 微信截图_20221124165200.png 微信截图_20221124164939.png
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  • 2022-11-24 16:59:20
 
这是芯片的数据手册 lm5026.pdf (1.77 MB, 下载次数: 5)
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  • 2022-11-24 17:15:59
 
The PWM duty cycle is maximum with zero input current, while 1 mA reduces the duty cycle to zero.
输入电流为0时PWM占空比最大,而 1mA将占空比降至零。
4.png


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  • 2022-11-24 17:39:08
 
感谢您的回答,也就是我得保证我COMP引脚电流得在0-1mA变化才行,但是我现在原理图上的R11过小,导致电流偏大了,是这样吗
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  • 2022-11-24 17:44:24
 
你当前(没有R)的参数431(最小电流不得小于1mA)截止了,满载(最大占空比)环路失调
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  • 2022-11-24 19:13:45
 
请问图中的VO/2是直接取的吗
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  • 2022-11-24 19:19:12
 
请问图中的VO/2是直接取的吗
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  • 2022-11-24 19:57:59
 
您好,我现在手上没有您帮忙计算的那么准确的电阻,我折中了一下,麻烦您看看这样是否合理,原边因为我设置芯片最大占空比的时候有一定的裕量,所以没有要求一定要1mA 微信截图_20221124195604.png
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  • 2022-11-24 20:33:19
 
您好,我现在手上没有您帮忙计算的那么准确的电阻,我折中了一下,麻烦您看看这样是否合理,原边因为我设置芯片最大占空比的时候有一定的裕量,所以没有要求一定要1mA. 微信截图_20221124195604.png
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  • 2022-11-24 20:33:56
 
您好,我现在手上没有您帮忙计算的那么准确的电阻,我折中了一下,麻烦您看看这样是否合理,原边因为我设置芯片最大占空比的时候有一定的裕量,所以没有要求一定要1mA. 微信截图_20221124195604.png
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  • 2022-11-24 20:34:32
 
您好,我现在手上没有您帮忙计算的那么准确的电阻,我折中了一下,麻烦您看看这样是否合理,原边因为我设置芯片最大占空比的时候有一定的裕量,所以没有要求一定要1mA.
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  • 2022-11-24 22:38:15
 
您好,我现在手上没有您帮忙计算的那么准确的电阻,我折中了一下,麻烦您看看这样是否合理,原边因为我设置芯片最大占空比的时候有一定的裕量,所以没有要求一定要1mA. 微信截图_20221124195604.png
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  • 2022-11-25 09:00:48
  • 倒数10
 
您好,我现在手上没有您帮忙计算的那么准确的电阻,我折中了一下,麻烦您看看这样是否合理,原边因为我设置芯片最大占空比的时候有一定的裕量,所以没有要求一定要1mA. 微信截图_20221124195604.png
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  • 2022-11-25 09:28:41
  • 倒数9
 
也不对,我这有好像就是让最小占空比大了些,是不是应该让电阻小一点,让电流大于1mA呢?(在没有让其等于1mA的电阻情况下)
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  • 2022-11-25 10:18:20
  • 倒数7
 
电阻不需要很准确,误差>10%也没事,真正有问题的是PC817的线性输出(即COMP)电流不能太小,0.3mA吧,对应的最大占空比在某些应用可能不够。
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  • 2022-11-25 10:46:36
  • 倒数6
 
我现在就是按照我发的图焊的,输出是这样的,同时变压器也有很大的声音,仍然是没有匹配好吗? 微信图片_20221125104557.jpg
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  • 2022-11-25 10:51:34
  • 倒数5
 
看VDS吧,找音频波形
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  • 2022-11-25 11:23:27
  • 倒数4
 
这是原边功率管的驱动以及其DS电压,其中蓝色是其驱动,黄色是其DS电压 ddad39921400842856ac774018eff9f.jpg eead14c221a296a7dea8717ea09a69e.jpg
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  • 2022-11-25 11:25:38
  • 倒数3
 
图里看起来,连软开关都没有了
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  • 2022-11-25 11:54:09
  • 倒数2
 
有源钳位工况不对,建议
1、取消电感,第一次做电源,不要异想天开
2、取消有源钳位,先按普通反激调试
3、降低功率,40W核算感量和频率试试先
4.png
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  • 2022-11-25 14:51:18
  • 倒数1
 
1,一开始测试是加了电感(ACF一般是需要外加谐振电感的,类似于LLC),后来我因为开关电压应力的关系,已经没有加这个外部电感。
2,开环情况下有源钳位工况是没有问题的(ACF的软开关,谐振电流波形,Vds电压见12楼)。
3,现在的输出功率我设定是28V输出,我现在负载给的12Ω,65w的输出了已经。
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  • 2022-11-24 17:39:53
 
才看到图,不好意思,感谢您的回答
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  • 2022-11-24 21:06:42
 
反馈431的bias电流要至少1mA才能稳定工作;
光耦偏置点,要考虑CTR的范围
反馈补偿 type II,反馈的RC值R k级,C是nF级
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  • 2022-11-25 10:12:10
  • 倒数8
 
不知这样设计是否合理呢?我现在控制芯片是REF到COMP脚的电流是0-1mA,对应了100-0占空比,内部REF为一个5V参考电压,但是自己身边没有合适电阻让其REF到COMP引脚的电流刚好为1mA。
补偿的话,我现在是没有焊C10,把它当做PI环节用,不用二型补偿 微信截图_20221124195604.png
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