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未解决

令俺头疼不已的谐振电感

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striveforever
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高级工程师
  • 2012-4-20 23:25:07
10问答币
最近做了一个移相电源,输出2KW功率,频率75KHZ,计算以三分之一负载后原边MOS必须进入软开关,得到总谐振感量大概在24UH左右,由于变压器漏感大概有7uH,故绕制的谐振电感感量为17UH,用的是EER2834磁芯,中柱磨了气息2mm,绕13T,线材用的是0.21mm的,原边电流有效值6A左右(因为390V直流输入),我留了很大的过电流余量,起码可以过有效值电流15A。但是加了负载后发现,确实在负载到三分一之后测试滞后桥臂下管电压波形和驱动波形对比可以看出基本就一直实现了软开关,此时滞后桥臂的功率管发热也较小,大概在40°左右。但是当加到额定2KW负载后,谐振电感就发热很厉害了,功率管依然温度较低的,用温度仪测试谐振电感热点有90°,尤其是挨近边柱的两边较热,用手摸真的不敢摸长时间一点。我就疑惑,线材过电流肯定是卓卓有余的,2mm的气息也不至于引起很厉害的边缘磁通效应导致发热吧(我之前做过一款2.5KW的,用的也是这个磁芯绕制谐振电感,气息也不过2mm,温度很好,才65°)?那究竟是那一个原因最有可能性引起 谐振电感如此发热呢?一时间也没有好思路,请大家指点迷津。

PS:测试占空比丢失,满载后丢失了1us左右,最大功率可以输出3800W,
WANGYUREN
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  • 2012-4-21 09:21:28
 
移相全桥?2mm气隙分段开咋样?
气隙开大了边缘磁通引起的涡损确实要命,可搜晶版的文章看看……
蒋江黔
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  • 2012-4-21 10:19:56
 
据刘胜利拆解IBM舰载电台通讯电源的文档,里面移相全桥用铁硅铝做谐振电感,体积很小,发热也很小
striveforever
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高级工程师
  • 2012-4-21 11:01:07
 
铁硅铝会不会价格偏贵?而且其在这种高频状态下是不是存在损耗比较严重的问题?
我觉得用PC40材质EE EER之类的磁芯是可以的。只不过还分析不出问题出在哪里?大蚂蚁能否指点一下小弟,谢谢
蒋江黔
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  • 2012-4-21 11:22:34
 
从比损耗上看,铁硅铝并不适合交流电感,不理解刘胜利拆解的那台JJ是否真是用的铁硅铝;
铁氧体比损耗小,更适合作谐振电感,但2mm的气隙处扩散磁通很严重,气隙附近的绕组临近效应引起的损耗很大,处理不好会烧毁。分散为几个小气隙原理上是很不错的,但一般受工艺限制又不太可能实现
zcyzvs
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  • 2012-4-21 13:03:00
 
铁硅铝一般适合做谐振电感的,但奇怪的是,我确认见到有人设计的使用铁硅铝做谐振电感的,不解的啊
niyiban
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高级工程师
  • 2012-8-27 16:11:16
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铁硅铝, 不是U值很小吗?这种电感动不动就是几个MH, 铁硅铝做出来的电感量都较小,


要不体积大,要不绕线一大把。


还有谐振电感不是每次要复零吗,铁硅铝的娇顽力不是很强吗?如果那样损耗会很大。
striveforever
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高级工程师
  • 2012-4-21 23:00:19
 
是的,铁硅铝理论上高频特性是比较差的,不太适合上高频。EE铁氧体应该损耗比小很多,但是我开这2mm气息我感觉不算大,如果小一点,我就担心饱和了。除非用更大一号的磁芯,大蚂蚁觉得如果用哪一号更大一点的磁芯比较合适?
striveforever
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高级工程师
  • 2012-4-21 10:57:43
 
是的,采用移相全桥,EER2834中柱磨了2mm气息是否偏大一点?不但不开这么大,我又担心其抗不饱和能力不够。

你说的分段开气息,是怎么样的?
蒋江黔
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  • 2012-4-21 11:00:51
 
2KW,用EER2834做谐振电感,是不是太吝啬了点?
striveforever
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高级工程师
  • 2012-4-21 11:04:14
 
没有吧?我2500W用的都是这个,前一款做得比较好!整体发热比较小,还是低压大电流的,24V 100A
striveforever
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高级工程师
  • 2012-4-21 11:12:09
 
而且铁硅铝,体积也偏大呀!我现在比较头疼
zcyzvs
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LV8
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  • 2012-4-21 12:55:13
 
你的中柱开气息了,你的中柱有没有绕线呢?
你的谐振电感是否是多股细线的呢?
striveforever
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高级工程师
  • 2012-4-21 13:28:19
 
1.肯定是多股细线啦,这个我懂的,

2.中柱开气息,骨架基本绕满了绕组,然后套在中柱上。
postme
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高级工程师
  • 2012-4-21 17:02:57
 
建议使用epcos的仿真软件试试看损耗;
有可能会被骂,请问是整数圈吗?
nc965
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  • 2012-4-21 17:29:53
 
先看电路和波形有没有问题,再重点考虑结构上的问题,说不定摩擦发热呢?
striveforever
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高级工程师
  • 2012-4-21 23:02:46
 
原边电压波形和电流波形我就不穿了,电压振铃很小,电流波形也是比较理想的,和刘胜利的差不多,最基本的一点,就是能比较顺利的实现了原边ZVS。副边二极管反向恢复振铃也很小,只有两个振铃就稳态。整机就这个这个谐振电感发热比较离谱,李工说的摩擦发热是指哪个呢?
nc965
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  • 2012-4-21 23:37:29
 
磁致伸缩,在边柱接触面以超声波能的形式产生的热,只是一种可能性。
striveforever
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高级工程师
  • 2012-4-22 18:50:24
 
磁致伸缩?
这个是怎么样的一个机理?只是听说过,但是不懂
nc965
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  • 2012-4-22 18:52:47
 
铁氧体都有磁致伸缩现象,你把边柱缝隙用胶粘住就好多了。
striveforever
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高级工程师
  • 2012-4-22 21:45:35
 
边柱气息用胶黏住?用什么胶呢?
但是我外面骨架和磁芯都粘包扎得非常牢靠的,这样的话也会发生很厉害的磁至伸缩导致发热严重?
话又重新说回来,铁氧体在这种高频状态下开这样大的气息是不是有些冒险,如果要开这样大的气息才可以有把握的防止饱和,那还不如用一个更大一号的磁芯,是这样么?
nc965
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  • 2012-4-22 22:13:24
 
都有磁致伸缩,但是一般没有啥问题,是因为磁致伸缩的超声波能量需要一个阻抗匹配才能输出最大功率,什么阻抗匹配?就是气隙接触面的介质匹配,你用点胶,就改变了这个匹配,其输出功率就变了。意思是,如果用点胶就不发热了,那就是它的问题。
气隙大小根据需要来,不会因为气隙大了磁芯就抗不住。
Bodoni
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  • 2012-4-23 08:31:19
 
佩服。。
striveforever
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  • 2012-4-23 12:06:54
 
呵呵,边柱有点胶的,变压器厂家打样起码表面质量还可以 的。
我刚才用一个国产铁硅铝33mm外径磁环,手工山寨了一个同样感量的,加上满载,测试了软开关效果,还不错,但是磁环温度高达125°,吓人。不知道是不是磁环是不是山寨货
nc965
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  • 2012-4-23 12:18:20
 
你用铁镍钼环试试?
striveforever
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高级工程师
  • 2012-4-24 11:28:57
 
正准备用它来试下,要等1一天,手头没现货.
李工觉得EER2834开2毫米气息撇除饱和的角度,从损耗角度以及边缘效应来看,是否气息偏大了?
nc965
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  • 2012-4-24 11:48:48
 
损耗与气隙没有关系
Bodoni
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LV10
总工程师
  • 2012-4-24 15:01:11
 
选择不同的磁芯/core设计,会有不同的气隙,
据闻有关系的
striveforever
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高级工程师
  • 2012-4-24 22:08:57
 
2mm气息的边缘磁通效应和1mm气息边缘磁通效应比较,前者剧烈很多吧?从而导致的发热也差别巨大?
nc965
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  • 2012-4-24 22:52:52
 
不知道你哪来的这些概念,大量的开磁路结构的磁芯,工字磁芯,功率贴片磁芯,人家就不做电感了?
WANGYUREN
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LV10
总工程师
  • 2012-4-28 20:36:49
  • 倒数10
 
https://bbs.21dianyuan.com/6681.html
126楼、138楼、155楼……
蒋江黔
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  • 2012-4-28 21:40:53
  • 倒数9
 
工字型磁芯的扩散面积很大, 工字边缘边界上的磁密比较小. 扩散磁通引起的损耗不明显
striveforever
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LV6
高级工程师
  • 2012-4-28 23:05:54
  • 倒数8
 
俺准备加大一号的磁芯了,EER3435,并且尽量在不饱和的前提下减小气息!
蒋江黔
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  • 2012-4-29 06:19:31
  • 倒数7
 
磁芯越大, 气息越长
nc965
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  • 2012-4-29 09:14:31
  • 倒数6
 
气隙之长宽,需要说明,否则要乱套
蒋江黔
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  • 2012-4-29 10:03:03
  • 倒数5
 
在这里啊, 气隙的长或宽, 都是指同一个量, 那就是气隙的高度, 完了, 又多一个量.
因为另外两维已经由磁性材料的截面固定了, 想改还真不那么容易.
所以啊, 别在语文上纠结了
=================================================
说来说去, 还是国语的习惯问题, 比如救火车, 看医生, 拉肚子....
晕啊, 倒底有谁把肚子给拉到马桶里了?
飘摇的小船
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LV2
本网技师
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  • 2015-12-21 20:29:42
  • 倒数1
 
我目前设计一个2.5KW的移相全桥,也遇到谐振电感发热厉害(带载20A,1.5KW以上15分钟,发热80多度,还在继续上升),谐振电感用的PQ40,20uH,12T、14T都用过,我怀疑是某个器件坏了,还是布板有问题,之前我做3.6KW的也是用的PQ40(15uH),没有这个现象。现在这个也一直纠结,
另外,我发现另外一个现象,又一次测得输出噪声380mV左右(带载500W以上),变压器原边电压波形尖峰很小,如下;但之后噪声都早800-1200mV,左右,再也回不到以前了,变压器原边(不是桥臂中点之间)电压波形尖峰有200V左右。我一直怀疑是哪个器件坏了,倒是换了很多,还是没找到原因(mos管、控制板、驱动、整流管等)


蓝色变压器原边电压,黄色原边电流

蓝色变压器原边电压,黄色原边电流

变压器原边电压波形,尖峰变大

变压器原边电压波形,尖峰变大
Bodoni
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学习了

ucc3895的移相全桥?能做多少瓦?覆盖范围?
井底蛙
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有隔直电容吗?
dawei0412
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LV2
本网技师
  • 2012-8-27 13:07:07
  • 倒数4
 
电感发热原因:1.电感量大,涡流损耗较大
2.导线电流密度最好小于5A/mm2
3.电感的固定附件不可以用铁的材质。
建议:1.减小电感量,
2.加大电流密度,
3.用铝材料固定附件固定,直接焊接就不用考虑这点了。
其实电感热到90度还可正常工作的,建议加大散热
kfhzy
  • kfhzy
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高级工程师
  • 2014-11-27 13:24:48
  • 倒数2
 
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