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未解决

明知山有虎,偏向虎山行----全桥LLC

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dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-7 12:52:24
10问答币
LLC估计已经很多人已经玩转股掌之中了,俺才刚刚开始学习!,不过,实力没多少,胆子倒是不小,呵呵!初步预计在掌握其原理后山寨一个1.5KW(48V/30A)的来玩玩,打算边做边学,反正这段时间比较有空。在这里先向各位前辈高手请教请教一些东西

1.先求助大侠们上传一份全桥LLC开关周期的详细工作过程的资料,真的手头没有(有些厚脸皮

2.最近也看了一些杂七杂八的资料,可能以后会用MC33067这款老芯片来做,因为手头上刚好有一份介绍这款芯片的资料应用,不知道这款芯片是否有人用过呢?是否合适于LLC

3.全桥LLC的主器件的设计和半桥LLC的设计是不是一样的哦?(之前看见CMG大师演讲的一份资料里面有讲半桥的,不知道里面的计算是否适合于全桥)

4.看到有很多人说其输出是不需要滤波电感的,是由于其是电流型输出的缘故吧?但是我这个1.5KW的机器输出电流这么大,是不是加一个滤波电感更加的保险呢?这个滤波电感的设计是不是和移相全桥时候的滤波电感设计方法一致?

5.我做PI时一直都是用运放来做,没有用过431,所以这次也打算不用431,打算用TL082外部搭建一个PI调节器,然后拿这个运算结果送到芯片的反馈端进行调频控制,大家觉得这样这么呢?是否可行?

6.暂时最后一个疑问,驱动初步打算用的脉冲变压器隔离驱动,由于LLC工作了变频状态,那么设计脉冲驱动时是按照那个频率来推算其匝数呢?是不是按照在开关频率刚好为谐振频率时为参考依据?

以上,谢谢大家了!
dianyuanlearner
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  • 2011-5-7 13:40:25
 
请大家指教!自己先ding
allen-leon
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  • 2011-5-7 15:16:38
 
1. 暂时没有全桥LLC 资料
2. 没有用过
3. 全桥LLC的主器件的设计和半桥LLC的设计,个人认为是大同小异,简化谐振网络,自己推导一下吧。
4.LLC加滤波电感会比较好,纹波好处理。移相全桥的电感应该是拓扑储能电感,不是滤波电感,作用不一样。。
5.可行
6.按最低工作频率设计
cyx7610
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总工程师
  • 2019-3-17 14:18:11
  • 倒数2
 
全桥LLC的主磁器件的设计要根据最低设计频率。
庞展
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  • 2011-5-8 00:22:02
 
还没有入门,只能先搬个凳子。
伟林电源
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  • 2011-5-8 01:22:58
 
1、可以参考一下TI的资料;
2、这个芯片没用过,你可以搜一下资料做参考;
3、应该区别不大,只是驱动部分不一样而已;
4、可以不用输出电感,大功率可以考虑加,设计可以参考移向全桥的方法;
5、可行;
6、按照谐振频率来计算,不过大功率最好别用驱动变压器;
厚劲薄发
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  • 2011-5-8 17:35:20
 
4)个人认为此电感非储能电感,设计方法应该和移向全桥不一致的,可参照滤波电感设计方法;
6)个人认为应该按最低工作频率计算。另外大功率为什么别用驱动变压器?
庞展
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  • 2011-5-8 19:48:45
 
不能使用电感,使用电感后输出就会成为问题了。
sunxj_007
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  • 2011-5-8 20:11:57
 
有电感没什么问题
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-8 23:10:57
 
移相里面的是储能电感,其和“滤波”电感有什么区别?难道它在里面就起不到滤波的作用了?
allen-leon
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  • 2011-5-9 08:38:13
 
移相里面的是拓扑必须要的储能电感,“滤波”电感则可要可不要。。
baohai_2004
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高级工程师
  • 2011-6-9 15:42:44
  • 倒数8
 
移相全桥里面的储能电感,是为实现MOS管软开关的,“滤波”电感在变压器原边向副边传递能量时是起滤波作用的,但是“滤波”电感折算到变压器原边时同储能电感叠加,为全桥的滞后臂实现软开关用.
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-8 23:14:00
 
目前手头上最缺的就是一份介绍全桥LLC一个开关周期的N个工作过程,究竟其是怎么样的实现谐振的?怎么样的实现换流的?半桥的倒是看见过较多了。

CMG郭春明的对于半桥LLC的各个功率器件的推导计算适用于全桥?
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-9 23:23:56
 
尝试做的DC/DC模块基本参数如下:全桥LLC,EE55磁芯,谐振频率100KHZ,输入390V,输出48V/25A。
今日按照有关资料计算出来以下的一些基本参数,谐振电感130UH,由于刚刚学习打算用外置的方式,励磁电感400UH,谐振电容20NF,最小的开关频率下得到的主变原边匝数不小于40T,初步取45T,则副边一组半波取5T,两组半波共10T,全波整流方式输出。心里有些没底的是对于400UH和45T这个感量的参数组合(据俺所知,45T的匝数绕制在EE55这种磁芯上肯定要开很大的气息才能得到400UH的感量,这和移相全桥的主变开气息差别较大了),而开了这么大的气息,其漏感肯定也很大。
麻烦大家帮忙评估一下俺以上的基本参数配置适合大概合理?
Preston
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  • 2011-5-10 06:47:11
 
根据我使用EE55磁芯的感觉,匝数应该可以减半。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-10 09:44:07
 
喔,那EE55要开这么大的气息,肯定漏感也很大吧!外置的谐振电感估计用很小值就可以了,一般像这种变压器的漏感大概为励磁电感的多少呢?
上面有人说不用滤波电感,有人说也可以加,俺就暂时先预留一个输出电感的位置,到时不需要的话大不了用铜线短接起来就是。 输出滤波电容呢?又该如何匹配其容量大小?是否也可以参照移相?
最后一个请教,由于LLC较为理想的输出是电流型馒头输出,加了这个滤波电感,会不会导致其输出特性改变呢?(电感是否会导致输出电流平直)。而且由于其馒头状的电流输出,我想取样电流作为限流用,这个馒头状的电流该如何取样?因为像移相之类的输出电流是平直的就比较好取样,用一个分流器取输出电流再经过一个差分放大即可,不过对于LLC的馒头状电流就模糊了。以上,啰啰嗦嗦,请指教
Preston
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副总工程师
  • 2011-5-11 08:55:11
 
如果要外加谐振电感的话,变压器气隙不要开太大,如果设计时发现要达到足够小的励磁电感量需要开超过2.0的气隙的时候,试着改变磁芯吧。
LLC的输出电容会大于移相的,因为LLC的输出纹波电流较大。具体容量参考需求的输出纹波电压和电容温升。
LLC输出加电感的话,电感之前也要加足够容量的电容,否则影响初级侧的谐振。电感对输出纹波还是有改善的。
电流取样可以对电流采样积分处理,直接低通滤波的简化处理的精度也可以接受,做限流足够了。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-13 11:12:00
 
“如果要外加谐振电感的话,变压器气隙不要开太大,如果设计时发现要达到足够小的励磁电感量需要开超过2.0的气隙的时候,试着改变磁芯吧”。请问是不是在这样的情况下开太大的气息会导致磁芯损耗比较严重所以最好更换更小的磁芯?
朴华
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  • 2011-5-10 10:55:23
 
论坛里有CMG大师分析的LLC资料,很经典,建议你看看
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-10 11:56:44
 
CMG的都是关于半桥LLC的,确实经典!不过对于全桥的还是有些不同吧?
朴华
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  • 2011-5-12 20:12:19
 
全桥半桥,掌握了一个,再回过头来看另一个,会比较简单吧,至少从理解上看
jimmmy1125
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  • 2011-5-10 11:03:06
 
全桥LLC的资料网上有。。
很多都是硕士论文。。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-10 11:59:10
 
硕士论文里面对于其工作不同频率范围时的原理性介绍值得查阅,不过对于以上这些实质性的问题,貌似从硕士论文还一下子找不到指导方向,可能是俺资质愚钝之故
dianyuanlearner
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  • 2011-5-10 12:01:23
 
是不是只要其开关频率工作在fs或者大于fs(fs为谐振电感和谐振电容的谐振频率),里面的励磁电感便不再参加谐振过程了?
allen-leon
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  • 2011-5-10 12:02:52
 
可能写论文的人也模模糊糊的吧。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-10 13:41:46
 
哪位有过这方面的实战型高手可以解答一下上述俺的疑惑?
allen-leon
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  • 2011-5-10 15:11:15
 
看明白半桥LLC应该就明白这个全桥LLC的谐振了
jimmmy1125
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  • 2011-5-10 15:00:16
 
他们也是网上找的。。
最好去看看FLY斑讲的。。
决战
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  • 2011-5-10 14:49:37
 
没弄过,借楼主的帖,跟楼主一起学习进步。
dianyuanlearner
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  • 2011-5-11 10:30:05
 
一.为什么LLC工作频率在小于fm(fm为励磁电感+谐振动干涸谐振电容的谐振频率)时容易原边进入ZCS模式?在这个模式下为什么功率器件容易发生损坏?
二.设计LLC时三个工作区域,是不是在较轻负载时只能原边实现ZVS,而副边不能ZCS,只有在较大的负载下副边才能工作在ZCS状态?(也就是在较大负载下变换器的工作频率才能工作在fs附近,fs为谐振电感和谐振电容的谐振频率)
networkpower
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  • 2011-5-11 12:53:25
 
1. 全桥LLC和半桥LLC的原理是一样,所以不用担心技术的可行性。
2. 1.5kW的功率等级,用半桥LLC更为合适,可以在效率,成本,体积各方面达到最佳平衡。
3. 4年前我就开发过3kW的全桥LLC电路,功率级设计的难点在于开关频率的选择和变压器及谐振电感的设计,控制电路的难点在于兼顾宽电压输出范围(0~58V)和宽负载范围(0~100%),控制策略会较为复杂。
厚劲薄发
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副总工程师
  • 2011-5-11 13:17:45
 
你4年前的3KW模块是用模拟还是用数字完成的?控制策略的复杂能否解说一二?
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-11 14:50:52
 
呵呵!
斑竹在电源方面的高深功力乃我等后辈望尘莫及,我们才刚刚起步,差距太大了。
以上的问题倒不是我担心LLC技术的可行性,而是由于我看资料看得不是十分的透彻,因为没有旁人指点一二,故很是吃力,不太了解,所以想咨询一下前辈高手们。
虽然现在俺才刚刚开始学习LLC,但是从感觉上就觉得这种变频的控制策略肯定要比定频的要复杂,比喻说移相,要实现宽范围调节就容易一些。
顺便问一下:假设斑竹的电源正常输出48V,谐振点在100K,那么在实现宽范围调节时,比喻说调节到36V带重载,那么此时还能不能工作在原先设定的谐振点附近?
allen-leon
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  • 2011-5-11 15:03:37
 
不能。。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-11 23:02:04
 
喔,像LLC这种调压并带载的话,其开关频率是不是会脱离正常情况下工作下的频率区域?
allen-leon
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  • 2011-5-31 20:02:41
  • 倒数9
 
肯定会的,偏离满载正常电压的那个工作点。。
厚劲薄发
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副总工程师
  • 2011-5-31 16:20:54
 
对你说的第3点比较感兴趣,输出这么宽范围,你高压满载时工作在谐振频率。那么低压轻载时如何处理?控制策略上能否略讲一二?
厚劲薄发
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LV8
副总工程师
  • 2011-5-31 17:48:22
  • 倒数10
 
你的谐振电感应该较小吧?几UH?我个人理解太大的话磁芯不好设计啊。
Coming.Lu
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  • 2011-5-11 15:40:30
 
全桥LLC和半桥LLC,没什么本质区别吧。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-11 23:08:10
 
像这种LLC的主变,计算出来的励磁电感不大,原边匝数也不少,即使在谐振电感外置的情况下依然要开较大的气息(和一般的全桥主变明显不同),那这样的话岂不是其漏感也很大!开这么大的气息漏感会达到多少励磁电感比例?
Coming.Lu
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  • 2011-5-12 07:46:56
 
谐振电感气隙大,LLC差不多都是这样吧。
dianyuanlearner
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LV6
高级工程师
  • 2011-5-13 11:12:52
 
请问24楼的朋友:
按照你所说的:
“如果要外加谐振电感的话,变压器气隙不要开太大,如果设计时发现要达到足够小的励磁电感量需要
开超过2.0的气隙的时候,试着改变磁芯吧”。是不是在这样的情况下开太大的气息会导致磁芯损耗比较
严重所以最好更换更小的磁芯?
Preston
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副总工程师
  • 2011-5-13 13:58:30
 
跟磁芯损耗关系不大。
变压器气隙大了以后有一些不良影响。在磁通和窗口面积都够用的时候可以选用小磁芯来减小气隙长度。
其实也不一定就不能大于2mm气隙。按需求来吧。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-13 15:51:04
 
拼了,要做就做大一点的来玩玩,重新考虑后设计的全桥LLC一些基本参数,请大家过目并凭经验指正俺里面的参数是否有明显的不合理:
谐振频率Fs=100K, 最大频率Fmax=120k(也就是正常空载运行时的频率,高频开机启动频率暂时还不知道,可能会有300K吧),最小频率Fmin=62K
输入电压390VDC,输出电压48V,功率2KW,
磁心EE55,采用全波整流,原边匝数27T,副边匝数3T,励磁电感170UH,谐振电感43UH,谐振电容58NF,变压器中柱磨气息1.8mm
以上参数请大家帮忙过目一下并指正,谢谢!
PS:像这种磨掉变压器中柱的方法得到的变压器漏感大概会是励磁电感的百分几左右呢?因为采用了谐振电感外置,此时的谐振电感应该是43UH-漏感值吧,所以我要确认一下漏感值
Preston
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副总工程师
  • 2011-5-13 16:02:40
 
变压器漏感基本可以忽略,远没有外加的电感因为绕制工艺和磁芯导致的误差大。
最大频率120k是不是太低了,最小频率62k也太低了
变压器散热允许的时候应该可以减少匝数。现在这样应该也行,不知道窗口面积是不是够用。估计会很紧张。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-13 16:24:55
 
那请问最小频率和最大频率大概会在什么范围左右比较合理?其实我感觉最大频率貌似也小了些,毕竟谐振频率都100K了,但是以上都是严格按照公式推出来的,也不知道是那个环节是否不合理?K值我取的是4
Preston
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副总工程师
  • 2011-5-13 23:36:08
 
最小频率在谐振频率的0.75时LLC的工作状况就已经很差了。
最大频率一般要谐振频率的两倍频到三倍频吧。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-14 09:56:12
 
那这样的话会是我那个环节存在问题,导致这个最小频率和最大频率不太合理?
说实话这个参数的计算我是参照了CMG的半桥LLC的讲义,其里面一款半桥的实例!例子里面其谐振频率设计为100K,最小频率59K,最大频率108K。在确定谐振频率的情况下,电压增益由输出电压和输入电压确定,也是一个定值!那么对应的最小频率和最大频率也确定了,还能怎么变动?
Preston
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副总工程师
  • 2011-5-14 13:19:01
 
调整变压器匝比。
偏离谐振频率太远影响效率。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-15 14:20:52
 
pretson,你好!请问LLC去高频开机时候会有一个很到的开机频率,这个要比Fmax还要高很多,打个比喻,某LLC拓扑的机器,谐振频率100K,Fmin=80K,Fmax=150K左右,但是空载高频开机时的频率竟能达到250K甚至更高(明显要比Fmax高多了),请问这个是怎么的一回事?如何能实现这样的高频开机?
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-15 14:23:09
 
我们计算出来的Fmax一般是指LLC正常工作时在空载情况下的频率吧?但是开机时比Fmax还要大的高频又该如何理解呢?如何实现?
Preston
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副总工程师
  • 2011-5-15 17:36:25
 
开机频率比较高是为了软启动。因为开机时输出滤波电容上电压为0,相当于输出短路,另外开机时谐振电容上的电压也需要逐渐达到稳态。如果没有这个软启动,功率器件受的应力比较大。
怎么实现,这个跟控制电路有关了。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-15 21:05:42
 
这个俺知道,高频开机就是为了缓慢逐步的充电输出电容,直至建立稳态。
但是如何实现这个最大的开机频率,确实不清楚,我根据以上计算出来的Fmin和Fmax定好了控制芯片的调频范围,然后通过实际输出的反馈量来调节芯片实际工作频率。但是,这个高频开机的高频要比Fmax大很多的,如何界定它?请指点一二。是不是从芯片的软启动引进SS端的充电电容入手?
Preston
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副总工程师
  • 2011-5-15 22:09:30
 
你用的控制芯片我不了解啊。。。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-15 23:13:11
 
俺用的是MC33067这款老控制芯片!
附上PFD.
MC33067PG.pdf
厚劲薄发
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副总工程师
  • 2011-5-31 16:32:42
 
你的意思是否是最低频率不要低于0.75倍的谐振频率?最高频率到三倍,是不是太高?如果用DSP做似乎都达不到这个范围吧?
alben
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本网技师
  • 2015-7-29 17:56:15
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你还别说,之前有听别人说还真有产品做的数字控制,很是神奇啊,开关频率可不低呀!!是怎么做到的,除非并非我们传统的变频控制,难道是把频率限定在较低水平,然后结合调节死区控制?不解不解
“左”倾
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初级工程师
  • 2011-5-15 17:02:50
 
清溪淡月
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助理工程师
  • 2011-5-15 22:10:08
 
大窗口的变压器,不使用分槽来做,漏感非常小,EE55 开气息顶多也就20Uh左右
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-15 23:15:56
 
功率2KW,现在采用EE65磁芯做了,因为EE55窗口初步估计了一下,真的绕不下!因为水平低下,就先用EE65的吧,多留些余量!
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-16 14:39:18
 
这是一个热心的网上朋友给的关于设置LLC高频开机时的资料,不过由于只是给了其中的一部分,看的也糊里糊涂的。不过在图示中可以看出,刚刚开始开机阶段,频率是非常的高!高频开机后控制环才进入闭环运行状态。
大家看看里面的Rss Rmin Css等分别代表什么参数意义。


dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-16 14:40:36
 
偶现在初步打算用的MC33067谐振控制芯片:

MC33067PG.pdf
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-16 23:13:25
 
貌似大家对俺的这个问题已经没有兴趣了!还是俺的问题太过于肤浅,恳请有经验的朋友再指导一下拉,如何设定这个开机高频?解决了这个问题后基本上到此俺暂时可以告一段落了,不然心里不踏实都不敢做板。理解了这个问题后剩下的俺就开始做板,边做边学。
allen-leon
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版主
  • 2011-5-17 08:34:24
 
很多专门的llC ic都有53楼所描述的功能;
你采用旧ic来实现LLC,你就想想如何外加电路在这个ic上实现53楼的功能,改变频率。。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-17 17:17:56
 
你好!副总工,可否推荐几款相对比较容易上手的新IC,适合全桥LLC这方面的IC我基本没有接触过。谢谢了
allen-leon
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版主
  • 2011-5-17 17:41:08
 
我没做过全桥LLC,接触都是半桥 LLC IC。。
不知道其他人做全桥LLC是怎么实现的?
是否加驱动变压器?? 把上下臂驱动波形1分为2,2分为4.??
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2011-5-17 23:03:57
 
半桥的IC也可以哦,推荐一下吧!我看到N多文章里面都是用芯片将驱动一分为二,然后用驱动变压器隔离驱动功率管。
allen-leon
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版主
  • 2011-5-30 08:35:20
 
L6599,UCC25600, 觉得都还不错。。
vvveee
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有没有MC33067P这款芯片的模型
vvveee
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本网技工
  • 2018-4-24 09:22:55
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有没有MC33067P这款芯片的模型
hznx123
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  • 2011-5-17 23:28:37
 
好!
bdzn
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  • 2011-5-28 20:03:46
 
SkyCode
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LLC谐振全桥DC_DC变流器的优化设计.pdf (346.17 KB, 下载次数: 403)
ir2110
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