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450W LLC分享

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  • 2023-10-18 11:16:58
各位大佬,最近看了一些大佬的LLC的资料,于是想自己也做一款LLC电源,就根据网上一些资料,目前计算下数据,先发出来分享下,后续把原理图和PCB画好,再分享出来,最后调试下,希望能一次上岸,如果有问题,请各位批评指正。
LLC前级是PFC输出,所以下方参数LLC输入额定是390Vdc,

参数输入:
Vindc:390V(340Vdc~400Vdc)
Vout:24V/19A
Pout:450W
Fsw:100k
谐振电感比值:6
维持时间20ms

论坛上有太多理论资料,就不理论分析了,直接上计算



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  • 2023-10-27 09:41:33
 
补充原理图和PCB。
有些器件是目前公司产品在用的,我先暂时涂掉了,应该不影响阅读,请谅解。

PCB_PCB1_2023-10-27.pdf

1.32 MB, 下载次数: 248, 下载积分: 财富 -2

PCB

SCH_Schematic1_2023-10-27.pdf

693.8 KB, 下载次数: 296, 下载积分: 财富 -2

Schematic

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  • 2023-10-31 08:23:32
 
补充变压器部分:
第一次绕变压器,外观有点糙,使用的双槽骨架。理论上Lm+Lr=336uH,Lr=48uH,与实际绕的值偏差较大,磨一磨气息。

变压器

变压器

变压器

变压器

漏感

漏感

感量

感量
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  • 2023-11-3 14:04:05
 
继续补充。。
搓了3个变压器,第一个漏感大了,第二个漏感小了,第三个和之前计算的漏感接近,使用第三个变压器然后再迭代下之前的计算。。

变压器图1

变压器图1

变压器图2

变压器图2
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  • 2023-11-6 16:46:40
 
在板子回来之前,补充一个开环仿真。

根据实际绕的变压器Lr迭代计算了Cr,Cr从52nF改成了48nF,看起来要24V输出,要在70K~80K之前才行。

Fsw=70K

Fsw=70K

Fsw=100k

Fsw=100k

Fsw=120k

Fsw=120k

70k输出

70k输出
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  • 2023-11-17 13:32:55
 
近期认真阅读了TI的一篇讲解LLC的很经典的文章,“Designing an LLC Resonant Half-Bridge Power Converter”,收获颇多,分享下几点感受。这篇文章论坛里很多,就不上传了。

1、网上各种计算LLC的公式有很多,公式都是比较接近,但是不会完全相同,我在第一版本计算的时候就参考了很多计算案例,有的在Q的选择上留下裕量,有的在过载后再留下裕量,有的在增益上留下裕量,有的把转换效率的损耗也计算进去,加到计算最大增益里,这里也留裕量,那里也要留裕量,留的位置多了,也搞不懂到底溜了多大余量。包括在计算增益时由于使用的是FHA的近似模型,这个模型只在谐振点增益是近似的,在谐振点左侧,由于模型的原因,实际上会默认再留出增益裕量。所以最终设计完到底有多大余量,还得实际验证下。

2、计算的方式可以从前往后算,可以根据前人经验取好K值,计算最小最大增益,计算等效Rac,计算Q值,计算Cr,计算Lr,计算Lm等等,这种方式有缺点,自己做变压器的时候,实际变压器的Lr和计算的Lr很可能有比较大出入,这就需要重新迭代计算,还有另一种计算方式,也可以从后往前计算,根据输入输出确定n,根据功率选好变压器后,绕制完变压器首先确定Lr,再磨一磨气息就确定Lm,根据你想工作的开关频率等于谐振频率周围,确定Cr,再来确认Q值,然后验证过载下的Q值和额定下的Q值都能满足增益要求,如果不满足,调整Cr和谐振频率,再改下Q值,以满足增益要求。

3、在整个设计过程中,各种计算方式最终目的是让LLC满足增益要求的同时,还要工作在ZCS区域(至于是CCM还是DCM,我觉得不是很重要,但是最好在DCM下好,原因大家都知道,但是DCM下要考虑短路时,要使频率迅速提高到谐振点以上,进入ZVS区,因为这时候的Q值曲线是最窄最尖的,这应该是一个要点),其实就是要确认最大负载,最低电压那个增益点,不要进入ZCS,还有一点裕量就可以。我想满足了这些不至于使电源损坏,效率可以慢慢优化。

4、空载下Q值得增益曲线在谐振点左侧增益应该很高,在谐振点右侧趋近平滑。这时候Lr和Lm都参加谐振,就是第二个谐振频率,第二谐振频率可能会比设计的最低工作频率低(设计的最低工作频率应该比最大增益的频率还低一点),最低工作频率可以通过修改电阻修改IC的工作频率范围,如果发生这种情况,增益降不下来,输出电压怎样稳住呢?这个还没有想清楚。

5、关于电容的选择,最好使用金属化聚丙烯薄膜电容就是CBB电容,耐压需要计算下,但是一般就高于300V了,如果使用安规的薄膜Y电容(MKP)是否可以?安规Y电容的305Vac其实不满足电压要求,但是之前看安规电容实际耐压要高很多,所以还想问下是否可以使用305Vac的安规薄膜Y电容(MKP)替代CBB电容来做Cr电容?

如果有讲的不对的地方,请各位大佬批评指正,谢谢。
dgj1
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  • 2023-11-20 16:33:22
 
基本焊完了,还差一个PFC的快恢复二极管和一个431,先发两张图更新下进度。
PFC的电感目前感量是300uH左右,需要重新绕下,计算的大概要512uH左右。

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风雨平
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  • 2024-3-30 23:04:10
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给楼主点个大大的赞,学习了
王yuanyuan
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  • 2024-4-26 17:51:20
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这个,,不止300V的吧,肯定不止,你Y电容,,哪有那么高的耐压??而且,,Y电容,有那么大容量的吗???
王yuanyuan
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  • 2024-4-29 15:11:57
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Designing an LLC Resonant Half-Bridge Power Converter,,,我好像没有这篇文章,你能不能分享一个给我,我也观摩一下嘛
konway
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最新回复
  • 2024-5-29 12:02:39
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不建议用CBB或安规的MKP
这两种ESR大,损耗角高,可能容易坏,不过我也没批量用过
老老实实用MMKP82吧,基本不会有坏的
zwjiang
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  • 2023-11-4 12:40:21
 
学习学习,感谢楼主分享
一支小兔子
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高级工程师
  • 2023-11-5 23:05:35
 
进展怎么样了?你输出24V,后面反馈部分 没有必要增加LDO稳压的。  LLC参数是OK的
dgj1
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  • 2023-11-6 10:53:54
 
好的,谢谢。我看L6599的一些应用案例中加上了,我就先加上了。

已经开始打板了,等焊完了,我再上传实物图
cqs1975
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  • 2023-11-15 17:12:01
 
进度到哪步了?
dgj1
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  • 2023-11-16 08:57:07
 
还没焊完,还有些物料没到,下周能开始调试下。
c0sm0s
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副总工程师
  • 2023-11-26 21:13:02
 
设计计算文档有吗?                    
dgj1
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  • 2023-11-28 08:41:13
 
TI,“Designing an LLC Resonant Half-Bridge Power Converter”,这篇文章就是,讲的很细致。
infortrans
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副总工程师
  • 2023-11-30 10:13:20
 
学习一下。感谢大家的无私分享!
wzb616
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高级工程师
  • 2023-12-17 11:30:58
 
很想试试,但芯片型号擦除了
Lotus_liu0825
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初级工程师
  • 2023-12-18 15:51:15
 
有進度了嗎? 兄弟
wzb616
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  • 2023-12-19 10:43:08
 
不知道芯片型号
dgj1
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高级工程师
  • 2023-12-21 17:00:41
 
目前只是板子焊好了,还没调试,最近工作有点多,等忙过去这段时间,找个时间调试下,再继续更新哈
王yuanyuan
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高级工程师
  • 2024-4-26 17:47:58
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哈喽,咱俩聊聊啊,加个微信嘛,我也要开始学LLC了,,,可以一起讨论,分享经验啊。。。
游侠127
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本网技师
  • 2024-1-22 17:36:01
 
学习了,顺便抛出一个议题,当前的传统开发模式是否还能再精简些。好像当前市面上已经有出现类型不需要编程写代码就能实现的电源控制的免代码开发电源芯片,而且应用都很成熟了。图形化界面在线调参,操作很简单很容易上手。不知道大家有试过没有!
王yuanyuan
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高级工程师
  • 2024-4-26 17:49:28
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现在主流的吧,都已经量产很多了,,,PFC和LLC在一个芯片里面,,,
zhenxiang
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副总工程师
  • 2024-4-30 08:06:44
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没有  也不用 用也不用植入广告推的
Q12356666
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本网技师
  • 2024-1-27 09:49:33
 
最小增益反了吧
MaiLANG
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高级工程师
  • 2024-3-24 19:54:40
 
调出来了没
fysd
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高级工程师
  • 2024-3-26 15:39:33
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楼主来搞笑的吗!你这散热器过这么大电流,用的是什么管子?
六方菩提
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副总工程师
  • 2024-4-19 09:12:20
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450W的功率,散热器们貌似都小了点。
allwe
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本网技师
  • 2024-5-12 21:28:03
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谐振电容CBB要用高频的,你那个看着不像是高频的,CBB都有个du/dt的曲线,超过了会出问题的
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