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中高压输出的中大功率电源拓扑讨论
阅读: 6375 |  回复: 68 楼层直达

2014/11/03 21:58:36
1
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅


QQ截图20160321155901 宝箱升级喽!开启探秘地宫之旅!

QQ截图20160321155901  【有奖DIY】工程师本色上演 设计征集活动



如题,对于输出电压在200-500VDC,输出功率在200-300W区间的电源,到底选何种拓扑较好呢?

考虑到成本,可靠性因素……

请大家讨论下。



跟大家说声抱歉,因为我没有把条件说清楚,导致讨论的时候大家没有方向性,现在把各种条件加一个简单的限制

具体如下:

Input :420Vdc (假设前端有稳定的PFC电路升压)

Output: 隔离输出恒流限压型电路,在我前面给出的参数中随意选取一个吧。

              Vo=200-400Vdc ,

              Io=0.7A

              Po=280W

效率要求: n>95%


标签 开关电源
8位微处理器兼容,双缓冲D/A转换器 面向自动PFC的电容组控制和HMI子系统 SIMPLE SWITCHER 60V,3A降压转换器,40uA Iq
30V N沟道MOSFET -55至150 智能电子式电表的3.3V低成本非隔离离线转换器 3.5 - 36V 2A、3A 低静态电流降压转换器
4.5V至17V输入,6A同步降压SWIFT™转换器 太阳能电池充电高效同步开关模式充电器控制器 具有 40μA 静态电流的 SIMPLE SWITCHER® 降压稳压器
2014/11/03 22:03:04
2
JasonSEU
电源币:3 | 积分:3 主题帖:4 | 回复帖:14
LV3
排长

反激肯定不行吧。。。。

新人mark下....

2014/11/03 22:07:59
3
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅
反激为何不行呢?
2014/11/03 22:20:49
4
JasonSEU
电源币:3 | 积分:3 主题帖:4 | 回复帖:14
LV3
排长
冰版,我接触开关电源才不久,直观的认识是反激功率做不到那么大,另外输出电压200-500VDC,这样功率管的电压应力会不会很高?请冰版细讲,我的笔记本就在桌上放,刚刚看了您之前发起的一个 变压器密绕、散绕的讨论帖,很受用,嘿嘿
2014/11/04 16:39:52
12
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

呵呵,功率管的应力的应力跟拓扑,输入电压,以及匝比等因素有关。

反激其实是可以做这个功率的。

2014/11/04 18:38:13
20
JasonSEU
电源币:3 | 积分:3 主题帖:4 | 回复帖:14
LV3
排长
学习了,多谢指教!
2014/11/07 22:58:16
53
heroxiu
电源币:2 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:13
LV2
班长
反激做这个功率效率是不是上不去?  变压器也不太好做吧?
2014/11/10 19:31:19
54
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅
高压小电流的电源效率不会太差
2014/11/04 09:31:46
5
hnzkwz
电源币:51 | 积分:1 主题帖:20 | 回复帖:502
LV7
旅长
LLC
2014/11/04 16:40:52
13
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

是的,有很多人第一反应就是想到了LLC,可是这个拓扑真的是最好的选择吗?

请兄弟分析一下LLC的优势跟劣势

2014/11/04 09:33:40
6
ymyangyong[版主]
集齐10个最佳回复
电源币:1793 | 积分:384 主题帖:2 | 回复帖:5231
LV12
元帅
双管反激应该可以。
2014/11/04 16:41:19
14
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅
是的,我认为双管反激是个非常不错的选择
2014/11/04 19:45:04
23
higel
拆机版纪念勋章
电源币:714 | 积分:3 主题帖:23 | 回复帖:449
LV8
师长
双管反激的话,原边MOS不好选,900V应该都不够用吧
2014/11/04 19:59:07
24
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

双管反激不用这么高,你说的是单管反激吧?

2014/11/04 20:03:08
28
higel
拆机版纪念勋章
电源币:714 | 积分:3 主题帖:23 | 回复帖:449
LV8
师长
哦!那我说的那个应该是交错反激~~
2014/11/04 10:08:56
7
电源网-娜娜姐
上一次首页头条
电源币:457 | 积分:217 主题帖:293 | 回复帖:1807
LV10
司令
来咯,冰版的帖子 我先MARK一个,好戏在下文!!
2014/11/04 10:48:38
8
ta7698
电源币:3109 | 积分:26 主题帖:42 | 回复帖:2086
LV9
军长
听一下冰版讲课。这种电源是隔离还是非隔离的?隔离的话还是双端反激比较靠普。
2014/11/04 11:02:33
9
junestar520
电源币:952 | 积分:0 主题帖:26 | 回复帖:484
LV9
军长
2014/11/04 16:42:27
15
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅
由于要考虑到安规等因素,我们暂且以隔离的拓扑来讨论吧
2014/11/04 11:17:55
10
fly[版主]
电源币:661 | 积分:3 主题帖:10 | 回复帖:984
LV9
军长

坐等冰版讲课,呵呵。。

另外,冰版,你的输出电压是要在200-500V之间变化吗?宽范围输出?

2014/11/04 11:54:25
11
mengyuting
电源币:302 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:29
LV3
排长
输入一定有PFC了吗
2014/11/04 16:43:15
16
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

这个功率段的电源一般都是有PFC电路的

2014/11/04 16:44:51
17
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

呵呵,不是来讲课的,跟大家一起讨论,学习

都怪我没有把条件说清楚,我在第一楼重新把条件说清楚吧

2014/11/04 18:14:40
18
javike[荣誉版主]
无所不能无所不会
电源币:2906 | 积分:59 主题帖:165 | 回复帖:3076
LV12
元帅
感觉单管正激比反激更合适,比LLC成本更低。
2014/11/04 18:22:36
19
zvszcs
电源币:220 | 积分:0 主题帖:228 | 回复帖:3326
LV12
元帅
这么高的输出电压,输出二极管是个大问题
2014/11/04 19:21:54
21
javike[荣誉版主]
无所不能无所不会
电源币:2906 | 积分:59 主题帖:165 | 回复帖:3076
LV12
元帅
次级分2个绕组分别整流后在串联,1000-1200V的管子够了吧
2014/11/04 20:02:55
27
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

既然是整流后串联,就不用这么高的管子吧?

当然这个跟设计有很大的关系

2014/11/04 20:00:29
26
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

单管正激的话,初级MOS的耐压是硬伤呀

还有要考虑的是次级续流电感的层间耐压问题

2014/11/05 15:59:32
33
javike[荣誉版主]
无所不能无所不会
电源币:2906 | 积分:59 主题帖:165 | 回复帖:3076
LV12
元帅

耐压问题可以克服。

分2组,耐压要求可以更小些,整流管的恢复速度也可以用快些的

2014/11/06 22:16:13
43
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅
你的意思是次级串联?
2014/11/07 12:07:48
52
javike[荣誉版主]
无所不能无所不会
电源币:2906 | 积分:59 主题帖:165 | 回复帖:3076
LV12
元帅
整流后串联
2014/11/10 19:31:52
55
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅
这个可以考虑
2014/11/04 19:43:54
22
higel
拆机版纪念勋章
电源币:714 | 积分:3 主题帖:23 | 回复帖:449
LV8
师长

好久没见你发帖了~


双管正激是否可以?

2014/11/04 19:59:35
25
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅
双管正激还不如用LLC,你说是吧?
2014/11/04 20:05:07
29
higel
拆机版纪念勋章
电源币:714 | 积分:3 主题帖:23 | 回复帖:449
LV8
师长
是的~ LLC,次级用全桥整流,600V的二极管就可以了
2014/11/04 21:24:50
31
zhuzhu
电源币:33 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:112
LV5
营长
反激有源钳位应该比较合适点,双反激硬开关的次级尖峰太高了(做过输出220VDC/1.5A的充电器)
2014/11/06 22:15:26
42
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

次级的尖峰可以通过设计的方法来解决

比如说调整合适的匝比,增加合适的吸收电路,最后一招就是使用串联二极管的方法.

2014/11/04 20:35:02
30
宛东骄子
电源币:645 | 积分:3 主题帖:76 | 回复帖:1060
LV9
军长
不出啥幺蛾子的话应该首选LLC,不过要求输出电压范围也太大。
2014/11/05 13:52:04
32
weigq888
电源币:23 | 积分:0 主题帖:7 | 回复帖:17
LV4
连长
单一款上用同一个变压器做不了这么宽范围,多做几个变压器完成这个范围可以,兼容范围太宽不太理想。划分为几个段,按一个系列不同输出电压来完成
2014/11/06 22:13:34
41
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

这个电压范围看起来比较宽,其实只是2倍而已,其实不难

问题是需要选择合适的拓扑

2014/11/06 22:09:13
37
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

2倍的输出电压范围是目前LED高压电源的标配!

LLC是个不错的选择,但我认为不是最好的选择,特别是在这样的参数时

2014/11/05 16:49:42
34
xianjian031
电源币:1374 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:13
LV2
班长

如果将输出电流提高到10A用什么拓扑好呢?

2014/11/05 16:59:11
35
moschoni
电源币:1 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:30
LV3
排长

有風扇散熱嗎???  省成本 就反激。 可靠度比較高一點就  LLC嚕



2014/11/06 22:10:53
39
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

为何说LLC的可靠度比较高?

愿闻其详

2014/11/07 08:54:19
48
xianjian031
电源币:1374 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:13
LV2
班长

有风扇散热的。输出给大电容充电,最高电压400V,平均功率2KW

2014/11/07 09:12:58
49
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

2KW这个功率段最好用桥式电路

LLC全桥,或者移相全校

2014/11/06 22:10:17
38
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅
10A的话就是另外的话题了,可能需要用移相全桥了
2014/11/06 11:22:44
36
幻影5184
电源币:22 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:6
LV1
士兵
第一反应确实想到的是LLC,电流比较小双管反激应该也是可以的,如果用正激,开关管的耐压是个问题。我想问一下,这个输出电压范围这么大,有什么意义,具体怎么解决?
2014/11/06 22:11:51
40
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

基本同意的说法,输出范围宽正是LLC的短板,不是说不可以,只是不太合适


2014/11/06 22:19:48
44
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅
跟大家透露下,某知名厂家使用的是LCC拓扑来做的,性价比非常高
2014/11/07 08:16:29
47
dxsmail[版主]
电源币:392 | 积分:15 主题帖:86 | 回复帖:2630
LV11
统帅
LCC??这个不常见。。坐下听课。。。
2014/11/07 09:14:26
50
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

对LCC的这个拓扑我也没有研究,只是看过

输出端是不需要电容的,初级也是谐振拓扑

2014/11/10 20:30:33
56
fly[版主]
电源币:661 | 积分:3 主题帖:10 | 回复帖:984
LV9
军长
在高压输出的情况下,LCC是个不错的选择。如果输出电压再高一点,LCC的优势就更明显了。
2014/11/11 22:50:14
57
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅

请FLY斑竹帮忙讲讲LCC结构的优缺点

下面排队鼓掌欢迎……

2014/11/12 13:09:30
58
电源网-娜娜姐
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电源币:457 | 积分:217 主题帖:293 | 回复帖:1807
LV10
司令
排队 排队!~fly 斑斑的专长~~
2014/11/13 14:33:36
61
fly[版主]
电源币:661 | 积分:3 主题帖:10 | 回复帖:984
LV9
军长

这是冰版的主场。。。。

在多年前,当LLC还没有大规模应用的时候,LCC也是一个研究非常热门的拓扑结构,只是后来在常规输出的场合被LLC霸占了,目前LCC主要用于高压输出的场合。

LCC的优点:

1, LCC也称为串并联谐振变换器,LCC谐振变换器的电压转换特性允许变换器所接负载范围很大,在重载时它近似串联谐振变换器,轻载时近似为并联谐振变换器,且轻载回路能量最小,不存在轻载电压调节的问题。

2,输出整流采用电压源整流滤波电路,也就是输出先接的电感,输出整流滤波电容承受很小的纹波电流。

LCC的缺点:

要实现ZVS,开关频率必须高于谐振频率,一般设计是低压输入时工作在谐振频率点,高压输入时会远高于谐振频率,使得电路无功电流较大,在高压输入时的损耗较大,因此不适用于输入电压范围变化较大的场合。

2014/11/13 14:37:30
62
fly[版主]
电源币:661 | 积分:3 主题帖:10 | 回复帖:984
LV9
军长

在高压输出的场合,由于变压器副边的寄生电容较大,如果用LLC的拓扑结构,实际会形成LLCC的效果,就会有多个谐振点,电路特性实际上和传统的LLC会有差别,一般会把频率控制的较低,避开变压器副边寄生电容的谐振点。

同样由于高压输出时,变压器副边的寄生电容可以被LCC利用作为谐振电容,因此LCC拓扑在高压输出场合应用还是很广的。

2014/12/22 15:04:11
63
电源网-娜娜姐
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电源币:457 | 积分:217 主题帖:293 | 回复帖:1807
LV10
司令
好帖顶一顶 
2016/09/13 14:15:28
69
kickdown
电源币:0 | 积分:0 主题帖:4 | 回复帖:6
LV2
班长
您好,fly版。请问关于LCC和LLC电源,哪本书有比较详细的讲解呢?
2014/11/12 13:11:59
59
JasonSEU
电源币:3 | 积分:3 主题帖:4 | 回复帖:14
LV3
排长

2014/11/13 13:25:57
60
jackson_19
电源币:72 | 积分:0 主题帖:17 | 回复帖:55
LV4
连长

某知名厂家?冰版说的是飞利浦吧?


2014/11/06 22:37:14
45
gaowenlei
电源币:2 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:3
LV1
士兵
看来版主的一些帖子,知道冰版是移相全桥方面的高手,可否帮我个忙,最近我也做了一个移相全桥,输出功率1KW,输出电压6KV,缓慢提高输入电压,当进入稳压后后级倍压整流有吱吱的声音,再提高输入电压,吱吱声消失,继续提高输入电压,吱吱声复现~只能某一输入电压值时,無吱吱声!请问是否是反馈网络设计的问题?希望您能解答下~在此谢谢了
2014/11/06 23:23:02
46
chenyankun
电源币:1486 | 积分:0 主题帖:12 | 回复帖:413
LV7
旅长
大家都说用LLC,是用半桥LLC?
2014/11/07 09:17:51
51
心中有冰[荣誉版主]
电源币:5321 | 积分:13 主题帖:92 | 回复帖:2113
LV11
统帅
恩,这个功率段没有必要用全桥,半桥是最经济的选择
2016/02/19 20:41:39
64
gongchengjian
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:32
LV3
排长
学习学习
2016/02/20 19:31:49
65
gongchengjian
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:32
LV3
排长
2帖
2016/02/20 21:31:51
66
yuchuan
电源币:5 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:133
LV5
营长
LLC呀!谐振半桥
2016/02/23 04:25:10
67
guizh
电源币:2 | 积分:0 主题帖:9 | 回复帖:44
LV4
连长
想看看
2016/02/23 08:17:41
68
linnil173
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:40
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排长
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