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【我是工程师第三季】经典的LLC半桥电源制作(更新Gb文件)
阅读: 25205 |  回复: 275 楼层直达

2017/03/03 22:21:41
1
154600[版主]
电源币:260 | 积分:9 主题帖:22 | 回复帖:235
LV8
师长
此帖被推荐到论坛首页,作者+2积分

QQ截图20160321155901  高效、易用、便捷的电源调试助理——是德科技E36313A可编程直流电源测评

QQ截图20160321155901  在测试完智能手表的功耗之后,我发现了两个比较严重的问题……

QQ截图20160321155901  有几个人知道Tag 在不同工作状态下背后隐藏的秘密!


      时间飞逝,不知不觉【我是工程师第三季】又拉开了帷幕,这将又是各位工程师们大显身

手的时候了;当然了,这也将是帷幕的主办方“电源网”最忙的时候了,所以了,在此我们先把

掌声送给支持我们的各位电源网工作人员,您们辛苦了。

     出来工作也快一年(到7月份)了,在公司也没有什么项目做,上班除了学习还是学习,

偶尔帮忙搞搞测试;当然了,像我这种爱动手的人是闲不住的,所以只能自己找事情做了;

由于家里在使用12V的铅酸电池,所以准备做一款充电器。

==========================================================================

    其设计规格如下:

输入:90~264Vac(50~60Hz)

输出:10~14Vdc@20A(恒压&恒流)

目标效率:92%


    初定方案如下:

主功率: 采用UCC28019+L6599+TEA1995+AP4310

辅助电源:采用SD6863+TL431

==========================================================================

    这里要说明一下,为什么把标题定义为“经典的LLC半桥电源制作”,主要是因为采用L6599

作为主控;我也是刚毕业不久的新手,接触LLC也不久,了解的也不是很多;但是,有关LLC

的相关资料,更多的是以L6599(L6598也有)作为讲解,所以称为“经典LLC”;当然了,也

可以用SG3525、TL494来制作LLC,相对复杂了些,要有一定的功底才能搞得定。

===================================================================================

    其实,做这个电源的想法,在年前就有了,就是一直没有对手而已,现在趁着“我是工程师第三季”这

活动,准备制作;当然了,还是那句话“个人认为,要制作一款电源,首先的有个外壳”;这样的话,

才能有个约束,也就是PCB的大小,不然板子的大小不好确定,再一个就是,做好了,再去找外壳,是比

较费劲的。


    在公司找到的一个1U的通信电源外壳,其规格是15cm*12.5cm*4cm;原来该外壳

的电源是225W的功率,这次用来做280W应该也还可以,到时候以实测温升为准。

==============================================================================================

 一楼就新修建到这,后续有什么资料,再发表在此;后续楼层再慢慢谈论。


相关技术资料:

L6599.pdf

L6599中文资料.pdf

UCC28019.pdf

AP4310.pdf

SD686X中文资料.pdf

相关设计资料

280W-LLC变压器计算.pdf

280W-L6599计算.pdf

原理图.pdf

280W-PCB.pdf

Top Layer.pdf

Bottom Layer.pdf

工程GB文件:

280W_PCB_Project_GB文件.rar

标签 经历分享

电源网-璐璐在2017-03-06打赏该贴 +5 电源币 打赏理由:

四通道3MHz低功耗低噪1.8V CMOS运算放大器 IO-Link数字输入集线器参考设计 低噪声稳压开关电容电压逆变器
单电流限流配电开关5-SOT-23 -40至85 带音频附件支持的USB Type-C™电源通道保护 具有40μA静态电流的 2A SIMPLE SWITCHER®、降压稳压器
12位,2.7-GSPS,RF采样模数转换器 单USB车载充电器带电缆补偿和电池短路保护 LP38798-ADJ Hi PSRR超低噪声 800mA低输入电压稳压器
2017/03/03 22:21:59
2
154600[版主]
电源币:260 | 积分:9 主题帖:22 | 回复帖:235
LV8
师长

     第二版的PCB图,这次保留了原档,和PCB板子一一对应。















2017/07/05 01:59:25
218
thtth1982
电源币:0 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:36
LV4
连长
还没做好 继续努力 上下占空 不一样大
2017/07/05 08:13:46
219
154600[版主]
电源币:260 | 积分:9 主题帖:22 | 回复帖:235
LV8
师长
首先感谢您的回复;这个问题有发现,后续有时间再慢慢解决了。
2017/03/06 10:21:31
3
电源网-璐璐
电源币:1057 | 积分:46 主题帖:72 | 回复帖:1278
LV9
军长
等更新~~~~
2017/03/06 22:26:12
4
154600[版主]
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LV8
师长
璐璐,这个版区好像不怎么活跃呀
2017/03/07 11:04:57
5
电源网-璐璐
电源币:1057 | 积分:46 主题帖:72 | 回复帖:1278
LV9
军长
身为实习版主,人人有责啊~~~~~
2017/03/08 22:21:41
6
154600[版主]
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LV8
师长


      AC输入部分,采用了两级差模、共模滤波,emi调试的时候会好一点;压敏

电阻、热敏电阻以及放电电阻都加上了,同时放电管也加上了;唯一不足的是,

热敏电阻那没有加继电器,看后续是否加入。

2017/03/09 21:05:16
7
154600[版主]
电源币:260 | 积分:9 主题帖:22 | 回复帖:235
LV8
师长

        PFC部分,采用UCC28019为主控CCM模式的PFC;用了两个TO-220封装MOS并联,

于是采用了一级图腾扩流推MOS;大电容采用了180UF/450V,做280W有余了;主电感

准备使用磁环绕制。

2017/03/10 22:15:55
8
154600[版主]
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LV8
师长

    辅助电源部分,采用士兰微公司的SD6863,该芯片集成了MOS管,做12W没有问题;两路输出,一路给原边供电,一路给副边供电;原边采用了性线稳压。

2017/03/12 13:33:46
9
154600[版主]
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LV8
师长


     该电路以L6599为主控搭建的LLC半桥电路;L6599使用的是标准的配置电路;次级输出采用了小板直插式的SR电路;等后续调试板子的时候在慢慢聊其工作原理及现象和波形图。



2017/03/12 13:34:04
10
154600[版主]
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LV8
师长


     该电路采用AP4310设计的一个恒压恒流双环反馈;主要利用了AP4310集成基准和两个运放,这样相对TL431和LM358来搭建,电路就有所简化了;其原理就不多说了,就是电压环一个运放,电流环一个运放。


2017/03/12 13:34:26
11
154600[版主]
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LV8
师长


      该风扇控制电路比较简单了;采用一个PNP管和一个NTC搭建的一个控制电路;其工作原理是:在TR3受温度影响时,其阻值下降,使Q4的B基电压下降,使Q4开通,这样风扇就开始工作。

      


2017/03/20 22:14:46
30
154600[版主]
电源币:260 | 积分:9 主题帖:22 | 回复帖:235
LV8
师长

漏了同步整流的原理图了,在这里补上;TEA1995每边驱动3个MOS。

2017/04/01 15:01:53
48
shiqinglin
电源币:23 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:7
LV1
士兵

楼主这里的端子定义是不是有点问题啊?上面的原理图脚位定义3和4是不是要交换下。

2017/04/01 18:03:03
49
154600[版主]
电源币:260 | 积分:9 主题帖:22 | 回复帖:235
LV8
师长
感谢你的提出;原理图是要将3脚和4脚换一下的;我在布PCB的时候有改过封装,原理图忘记更新了。
2017/08/02 17:35:01
266
wgflym
电源币:10 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:9
LV2
班长
楼主,激磁电感在哪里?是多大的?
2017/07/31 20:13:13
261
fangyi2012
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵

版主好! 我也是初次接触LLC,目前在调试一款36v 10A 的电源,遇到几个不解希望版主无私指教一下: 就是PFC电感的选用,我采用的是NCP1653 100KHZ,那款IC作为控制,发现采用铁氧体电感比铁硅铝环的效率要高出1%个点多一点, 另外LLC德 谐振电感 我也是用双槽的,咋比是5左右 初级40圈 输出8圈,漏感位160UH, 调试时如果将初级感量磨到1.mH时效率只有91%,但是如果初级感量加大到1.6mH时 发现效率达到了93% , 初级感量在1mH时满载工作会出现突然停机,在启动的现象 ,虽然初级感量到1.6时看似解决了這个问题,但与大家推介的K取直3-6相差太大,自己笨找不到原因,还望版主大大帮忙解惑 万分感谢。以上参数均微满载条件下测试 PFC电压时410V  LLC主控用的NCP1396A  再次感谢版主的无私奉献!

2017/07/31 20:27:29
262
154600[版主]
电源币:260 | 积分:9 主题帖:22 | 回复帖:235
LV8
师长
NCP1653是CCM模式的PFC,首先你的计算好其电感量;理论上铁硅铝的磁环要优于铁氧体,要注意铁硅铝磁环的导磁率,这样在匝数(因为总电感量定了,又不能开气息)方面才好控制;;LLC方面你可以先用公式进行一个大概的计算,这样在变压器的优化上才会有方向,,在谐振电容和PFC电压确定了的情况下,只有通过调节谐振电感(漏感)来调整谐振腔,使LLC在满载情况下工作在最佳状态,怎么样判断工作在最佳(电压、电流波形正弦化),就要通过测试谐振电容上的电压波形以及其电流波形及开关波形来判断了,我的帖子后面有相关的波形图,有需要可以看看。
2017/08/01 11:46:53
263
cjhk
电源币:623 | 积分:63 主题帖:29 | 回复帖:130
LV9
军长

    请问你们一个问题,目前正在做LLC电源,前级PFC功率校正电路  其功率电感器   如果采用铁氧体磁芯做的话,其气息你们是怎么开的。目前我采用铁氧体磁芯做,经过计算发现气息太大了,手工磨气息太费事,垫纸片,纸片本身的厚度也比较吓人。

    目前已经改用铁硅铝磁环做,想问一下诸位用铁氧体做如何控制气息?

2017/08/02 16:39:39
264
wgflym
电源币:10 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:9
LV2
班长
版主,首先感谢你的分享,想问问你,热敏电阻那加继电器是什么作用?一般怎么使用方便?
2017/08/02 16:49:28
265
154600[版主]
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LV8
师长

一般大功率才在热敏电阻处并联继电器;

其作用是在开机后短路热敏电阻,一个是提升效率,一个是保护热敏电阻(长时间工作会缩短寿命);

 

2017/08/03 10:49:45
270
wgflym
电源币:10 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:9
LV2
班长

一般大功率才在热敏电阻处并联继电器,

其作用是在开机后短路热敏电阻,一个是提升效率,一个是保护热敏电阻(长时间工作会缩短寿命);

使用继电器时,应该是需要一个辅助电源的,这个辅助电源怎么解决,有什么特殊的技巧吗

感谢!

2017/08/03 10:43:09
269
wgflym
电源币:10 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:9
LV2
班长

AC输入部分,采用了两级差模、共模滤波,您这里的差模共模电感电容是怎么选择的,他们是怎么计算出来的?还是经验值选择?

2017/03/12 20:00:13
12
贴片机
电源币:8 | 积分:0 主题帖:120 | 回复帖:572
LV8
师长
顶,学习.
2017/03/13 19:26:38
13
154600[版主]
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LV8
师长

      PCB在2月中旬就已经画完了第一版(V_2.1_PCB)了;现在才发帖,遗憾的是,源PCB工程已经改动了,所以在这只能贴出当时打样导出来的Geb文件了,有些模糊,将就看看吧;下一版就有高清图了。PCB的大小为12.6*11.8cm,是根据外壳来定的板形;从布局来看,左下角是次级;左上角是辅助电源;上边是EMI;右边是PFC;中间是LLC部分。



2017/03/13 19:27:37
14
154600[版主]
电源币:260 | 积分:9 主题帖:22 | 回复帖:235
LV8
师长

这两个图层分别是顶层和顶层丝印;


2017/03/13 19:28:18
15
154600[版主]
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LV8
师长

这两个图层分别是低层和低层丝印;


2017/03/13 19:28:40
16
154600[版主]
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LV8
师长

目前看到的这个板子是SR小板,输出同步整流小板;TEA1995为主控,每边3个MOS并联。

2017/03/13 19:29:11
17
154600[版主]
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LV8
师长

板子大小4*3.4cm;同样采用双面板设计。






2017/03/14 23:43:41
19
风丶殇
电源币:4 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:53
LV4
连长
期待楼主的大作!!!!!
2017/05/07 22:45:10
92
雪山懒狐
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:3
LV1
士兵
坐沙发
2017/03/14 10:22:03
18
tallmancyh
电源币:4 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:27
LV2
班长
28019有1A的驱动电流,280W可以不用图腾了吧。
2017/03/15 18:03:56
20
154600[版主]
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LV8
师长
准备在下一版中,取消该图腾电路。
2017/03/15 19:13:55
21
154600[版主]
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LV8
师长

主功率板;相比上面发的Geb文件看起来要清晰、好看多了;做的板子质量不错,遗憾的是元器件封装外框的线用的太细(0.15mm)了,所以看起来不怎么清晰;下一版准备改为0.2mm的。



2017/03/15 19:14:20
22
154600[版主]
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LV8
师长

这是正反面的合照。

2017/03/15 19:14:49
23
154600[版主]
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LV8
师长

这是同步整流的小板;遗憾的是小板的封装用的有点大了,还有就是金手指也大了点。

2017/03/16 21:44:10
24
154600[版主]
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LV8
师长

准备开始焊接板子,新从贴片焊起;需要一边找元器件一边焊接,所以这是一个漫长的过程,是比较需要耐心的。

2017/03/16 21:47:09
25
154600[版主]
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LV8
师长

一晚上两个多小时就焊了这么多,眼睛都看花了。

2017/03/17 23:08:53
26
154600[版主]
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LV8
师长

   经过又一次的折腾,终于把贴片搞定了;这是在洗了板子后拍的照片,看着干净;接下来就是焊插针了。

2017/03/20 16:29:10
27
forua
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LV1
士兵
好厉害呀!!学习学习
2017/03/20 22:07:48
28
154600[版主]
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LV8
师长

      插件(有的采用拆机件)也基本焊接完毕,就差一个变压器了;周末抽空绕一个变压器;想到变压器就是一个头疼的问题,所以决定先计算一遍,再进行绕制,这样心里才有数,免得走弯路。

2017/03/20 22:10:27
29
154600[版主]
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LV8
师长

   这是同步整流小板;采用TEA1995为主控,低边整流,每边采用3个MOS并联。

2017/03/20 22:17:51
31
154600[版主]
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LV8
师长

     不同角度来一张,看着还不错,就是不知道能不能开机;开机先不说,开机会不会炸机,这是个问题;决定有空先把PFC和辅助电源调下先,变压器的绕制先放放。

2017/05/07 22:50:48
93
雪山懒狐
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:3
LV1
士兵
占沙发学习,楼主不易赞一个
2017/03/21 21:55:47
32
154600[版主]
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LV8
师长


     在还没有上电开机前,还是先来回顾一下理论和芯片资料吧,这样调起机来,才心里有数,才会得心应手,不然一头雾水。

    UCC28019­是一款8引脚的连续导电模式(CCM)控制器,该器件具有宽泛的通用输入范围,适用于100W至2kW以上的功率变换器。有源功率因数校正控制器UCC28019使用Boost拓扑结构,工作于电流连续导电模式。可以通过调整VSENSE脚的电压低于0.77V而使系统工作于低功耗待机模式。开关频率可以控制在±5%的精度,可以为外部开关管提供快速1.5A峰值栅极驱动电流。

    (1)  UCC28019的特点:

      不需要对电网电压进行检测,减少了外围元器件;

      宽范围的通用交流输入电压;

      65kHz的固定开关频率;

     ④ 最大占空比达97%;

     ⑤ 输出过压、欠压保护,输入掉电保护;

      单周峰值电流限制;

      开环保护;

      低功耗待机模式;


2017/03/21 21:56:06
33
154600[版主]
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LV8
师长

  要注意的是6脚(VSENSE)上的电容要注意一下取值,会影响到电压的稳定;还有就是其基准是5V,而不是2.5V,计算的时候要注意一下;还有就是3脚(ISENSE)上串联的电阻,最好使用推荐的220欧。

2017/03/22 22:23:12
34
154600[版主]
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LV8
师长

L6599,ST公司推出的一款经典的LLC控制芯片;内部集成了自举电路;要注意一下的是驱动电流的大小。

2017/03/22 22:25:18
35
154600[版主]
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LV8
师长

L6599的内部框图,在设计时要注意一下芯片的4/5脚以及1脚的配置,后续会详细的计算该参数。

2017/03/24 21:36:59
36
154600[版主]
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LV8
师长

1.较宽的供电范围:4.5V-38V
2.SO8 封装里集成了二个同步整流控制器,适合LLC 谐振变换器

3.适合多个输出绕组反激变换器同步整流
4.支持5V 操作,所以可以选择逻辑电平的同步整流MOSFET 开关管
5.每个同步MOS 管采用的是差分输入检测,包括漏极和源极电压
    TEA1995T 有额外的源极检测引脚(SSA/SSB)。用来检测同步整流MOSFET 的漏源极电压。
源极检测引脚必须尽量靠近MOSFET 的源极。这样可以减少由于寄生电感以及大的di/dt 导致的
电压误差。

2017/03/25 20:08:59
37
154600[版主]
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LV8
师长

   

     这是辅助电源的变压器,其型号是EE19;使用的是两排引脚加宽的骨架,不是标准的那种。变压器的参数设计,后续会更新;这里先把绕制的过程讲解下。有什么不对的,还请各位师傅各抒己见。


2017/03/25 20:11:39
38
154600[版主]
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LV8
师长

     首先绕制的是N1层,也就是屏蔽层;采用0.18mm*2双线并绕,挂在5脚上开始;顺时针密绕。

绕满一层结束,然后包上1层的胶带;要注意的是结束端是直接包扎在里面的,不要散出来了。


2017/03/25 20:20:00
39
154600[版主]
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LV8
师长

N2层,一次侧主功率绕组;从3脚开始,4脚结束;N2层一共96Ts,分3层绕制,每层32Ts;顺时针,密绕。

N2绕组结束的时候,先贴一层胶布,不要剪短胶布,然后将结束线头折回去,再贴一层胶布即可。

2017/03/25 20:25:30
40
154600[版主]
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LV8
师长

N3层,VCC绕组22Ts;从1脚开始,采用0.25mm*2双线并绕。

绕组结束后,也先贴一层胶布,然后将线折回去挂在2脚上,再贴一层胶布即可。

2017/03/25 20:32:13
41
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LV8
师长

N4层,二次侧,输出主功率绕组;采用0.6mm的三层绝缘线绕制20Ts;从变压器顶部回绕,密绕。

要注意的是,开始绕的时候要把套管先套上去;绕完后,贴一层胶布。

2017/03/25 20:35:52
42
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LV8
师长

N5层,一次侧主绕组剩下的部分(采用三明治绕法);从4脚开始,5脚结束。



2017/03/25 20:41:18
43
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LV8
师长

将引脚整理好,并上锡焊接好。


使用电桥进行电感量的调节;电桥设置为1K/0.25V。



通过磨磁芯中柱,将电感量调节到1.4--1.5mH即可。


2017/03/25 20:43:15
44
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师长

漏感测试,将二次侧的绕组短路,测试即可。

绕的不怎么好,漏感稍微大了点;如果能控制在80uh之下就更好了。

2017/03/28 18:18:53
45
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LV8
师长

     刚接触LLC不久,还是先来学习下原理,然后再进行实战;这样调起机子来,会少走一些弯路,得心应手一些。

一.LLC半桥工作原理

1.LLC串联谐振原理简图


原理分析:

           从上图中,其原理是当Q1导通时,通过激磁电感和谐振电感给以谐振方式给电容充电,向副边传输能量,此时DR1导通,当谐振电流的变化等于谐振电流的值时,DR1零电流关断,由于此时谐振回路为Lp、Lr、Cr组成的谐振回路,谐振电流变化很小,Q1会硬关断,这时适当的选择激磁电感的大小,会降低Q1的关断损耗,在此同时,由于Q1关断,Lp两端电压反向,电流通过Q2体内二极管流通,这时如果Q2导通,即MOS实现ZVS。Q1的ZVS类似上面的分析。


2.简化模型如下:(Rac为副边折算到原边的阻抗)


    通过对模型的简化,我们可以推测电压增益的方程式:

2017/03/30 18:57:28
46
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LV8
师长

二.LLC参数设计与计算


LLC设计主要关联K、Q、n三个因素,下面展开其进行设计计算:

1.Q值的选取,由于在目前的设计中,Q值的选取没有一个定性的设计值,建议选小于1;

2.K的选取,K值的经验值取3-6之间;

3.n的选取,依据公式:


LLC工作状态图参照如下曲线:


2017/03/30 23:47:02
47
Ghost2017
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士兵
顶一下,待细细学习
2017/04/02 15:40:36
51
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师长
感谢支持,大家一起学习。
2017/04/02 08:28:52
50
探索者2
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连长
讲解的不错,占位学习下
2017/04/02 15:41:00
52
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师长
感谢,共同学习进步。
2017/04/02 16:28:17
53
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师长

    初级采用0.7的三层绝缘线绕制39T。

尽量要绕制的紧和平整。


绕完后,包好胶带。


2017/04/02 16:31:18
54
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LV8
师长


     先将次级的铜线准备好;这里采用0.1*170的两根为一段的整流输出,两个整流MOS就要用到.1*170*4根;两两并绕,

也就是4更并绕。

固定好开始端,就可以开始绕线了,设计是2T。

绕完3T后,先包2T胶带,再进行线头整理,避免散开。




      然后将并绕的其中一根(一根等于0.1*170*2)和另外一根首尾相连作

为公共端,剩下的两个线头作为各自的整流前端。

2017/04/02 16:35:14
55
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LV8
师长

整理引脚,然后进行上锡,进行电感量的测量和调试。


焊接一小段焊锡,主要是为了短接,用来测试漏感的。


2017/04/02 16:37:07
56
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LV8
师长

主电感测试;根据设计电感量在650UH左右;通过磨磁芯中柱来调节感值。



============================================================================



漏感测试;计算的漏感是115uh左右,由于工艺的问题,稍微偏大了一点;后续再做优化。



2017/04/04 08:10:42
57
贴片机
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LV8
师长
请问您这个骨架是什么规格的?磁芯是PC44吗
2017/04/04 15:14:25
58
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师长
ETD34的;磁芯是PC44。
2017/06/26 19:53:09
185
asimilar
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连长

版主,你好!

你把主绕组与输出绕组用槽进行隔开的话,这样耦合系数高么?这样做有什么好处?

2017/04/05 19:02:05
59
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师长

    由于焊接变压器后没有拍照了,就来这张测试时候拍的照片吧;这是安装完成后的裸板;部分采用拆机件。

2017/04/05 19:06:09
60
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师长

    焊接好变压器和同步整流小板后,就开始给板子上电测试了;最激动人心的

时刻到了,两眼睛死死的盯着功率计,在按下开关(90Vac)的时候,看到功率

计功率突然出现大功率,马上就关掉了;看看了看板子,量了下,也没有发现

什么异常;对大电容放电,发现时间持续的比较久,说明电压充的够高了;于是

再次上电,其实功率大了一下就小下去了,原来是在给BULK电容充电。

    先说明一下,在最开始上电时,LLC的芯片是没有供电的;先测试PFC和辅助

电源部分,PFC部分没有什么问题;于是就把LLC芯片供电接上,再次开机;预料

之外的事情发生了,并没有输出。


       于是就有了上面这张图;将同步整流拆除,换成二极管,开机故障依旧,说明

有可能故障不在这;继续找对策,将AP4310供电拆掉,直接找来一个适配器的电

源,采用它的TL431反馈部分;上电开机,嘿,有输出了;基本可以判断,是反馈

部分的问题了。

2017/04/05 19:34:21
61
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师长

     通过对原理图分析,发现少了红色圈那的电阻(第一版的原理图是没有画

这个电阻的);都怪太粗心大意了,对AP4310的外围不太熟悉,所以在设计

电路之前,一定要弄懂,读透资料,这样才不会走一些弯路;加上这个电阻后,

开机就有输出了;其原因是,AP4310里面集成2.5v的基准,在启动的瞬间,只

有给该脚一个电流,其基准才能建立;所以,没有这个电阻开机没有输出就是

该基准没有建立。


    直接在VCC上焊接一个贴片电阻,飞线过去(图中黄色线)。


2017/04/06 13:14:26
62
花雨漫天
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士兵
好铁好铁
2017/04/06 18:57:29
63
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师长

    将二极管换成40100的两个并联;继续带载调试。

2017/04/06 19:04:32
64
154600[版主]
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师长

带载15A,输出电压下掉0.3V左右,还是比较正常的;但是,再继续加载就不正常了。

    带载到16A时就开始一直往下掉了,17A的时候就掉到13.4V了。

在继续加载到20A的时候就下掉到13.4v了;经过初步测量判断,

是变压器的匝比不怎么合适,将PFC电压上调20V,满载20A的时候

电压在13.6V左右。后续还要优化谐振腔。

2017/04/09 15:09:56
65
矜持的有点假
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LV1
士兵
DC ELECTRONIC LOAD这玩意调试是个好东西啊
2017/04/12 21:17:25
66
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师长
电子负载比较好控制电流,用起来比较安全。
2017/04/12 21:17:58
67
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LV8
师长

    第二版的PCB回来了,其主要变化是将SR小板取消了,直接集成到主板上来了;

这样既降低了阻抗,也提高了可靠性;同时也降低了PCB打样的成本费;SR部分

的MOS采用TO-220封装的两个并联使用。

    拿到板子后,就开始焊接贴片了;由于懒得去找元件,就将第一版上的元件

移了过来,所以第一版的机子基本没有了。

2017/04/12 21:35:57
68
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LV8
师长

     焊接用了两个旁晚,白天上班,只有晚上又时间;目前就还有变压器和谐振

电容没有安装了,因为这两个需要优化一下参数;也就是漏感和谐振电容的搭配,

目前变压器的计算及设计也在敲公式写了,后续会放出来,和大家一起分享,毕竟

这也是我学习LLC的一部分,还希望大家多多指导。

2017/04/22 21:59:12
69
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师长

      最近有点忙,所以都没有怎么更新了;;今晚把变压器焊接好了,明天

找个机会上电调试看看;这次谐振电容采用了33nF(333),漏感在70uH左右,

希望有所改善。

2017/05/01 23:00:02
70
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LV8
师长
    变压器、谐振参数的计算已经基本写完了,是Word写的,用了公式编辑器,所以后续会截图发出来,因为公式不好编辑;同时也参考了网上的很多资料,相信大家都经过。理论计算是一回事,实际调试是一回事,所以,理论计算出来的不一定是最好的,仅供参考。
2017/05/01 23:00:29
71
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LV8
师长

2017/05/01 23:03:05
72
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师长

详细参数计算

1、理论匝比


2、 最高、最低输入电压的增益

2017/05/02 21:15:30
73
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LV8
师长

3、 计算负载电阻与反射电阻


4、取K值


k 值选37 之间可以接受,k 值选大,会增大频率范围,较小的k 值可以减小频率范围,但是轻载效率较低。k 值越小,获得相同增益的频率变化范围越窄k 值越大,获得相同增益的频率变化范围越宽。

k 值越大,MOSFETfr附近的导通损耗和开关损耗越低。为了获得较好的环路调整和较高的效率、较低的文波,以及轻载电压的稳定,个人经验选择k = 6。


2017/05/03 21:28:51
74
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LV8
师长

5、计1

由于:

2017/05/03 21:30:01
75
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LV8
师长

K值固定后,在保证ZVS的条件下尽量选用大的Q值。



2017/05/03 21:33:26
76
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师长

     由于实际选型时,电容规格组合一定,所以选择合适的Cr值,再推算其它参数。

选择Cr=33nF。

    假设Cr一定,则其它参数推算如下:

关于Q值的考虑:

      当Q >1时,反馈微小的变化量会引起比较大的输出变化,因而往往会导致回路震荡,因此实际工作时Q 要小于1,工作在负反馈状态下,所以一般实际应用上选取的L 值对应的Q 是小于1的。如果在已经设计好的回路中Q 值大于1,就往往会产生工作不稳定的现象,或者输出环路不稳定,且输出纹波较高(LLC电路对前级无衰减)。


2017/05/03 21:36:22
77
154600[版主]
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LV8
师长

(注:由于反推一些参数,可以明显发现最初设定的最大增益Gmax和最小输入电压Vin_min改变了,但是对于变换器来说,此改变可以接受。)

考虑实际问题,主变压器采取夹绕方式,考虑本身漏感为1%,故真正的Ls取值需要变小一点。




2017/05/04 11:50:52
78
ruohan
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LV9
军长

效率是多少啊

2017/05/04 22:25:50
80
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LV8
师长
目前还没有做全面的测试了,再忙其他的项目,有空测试了就发上来。
2017/05/07 23:23:56
94
雪山懒狐
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LV1
士兵
讲的太精彩了,楼主帅气,赞
2017/05/08 19:23:41
95
WOSHIDAXUESHENG
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LV3
排长
请问,你这边计算出来的是465uh,怎么前面绕变压器的时候是用600uh的,这里面有什么讲究吗?
2017/05/08 20:54:24
96
154600[版主]
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LV8
师长
你好,前面是根据经验绕的变压器;后面是通过公式计算得到的;只要相差不大,能保证电源满载工作在ZVS状态,并且波形较好即可。
2017/05/08 21:52:46
99
风中一匹草泥马
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LV2
班长
是不是实际变压器要比计算值高一点
2017/05/11 22:46:16
100
154600[版主]
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LV8
师长
这个不好说,主要还是要看调试的情况而定。
2017/06/26 19:55:06
186
asimilar
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LV4
连长
你的输入电压在320~420V内进行变化,难道你的PFC没有稳压么?
2017/06/26 20:56:39
187
154600[版主]
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LV8
师长
其实一开始我也是这样想的;但是后来想想,还是用宽范围计算吧,比较实际和理论计算还是有点偏差的;为了稳定的工作,还是选择了宽范围来设计。
2017/08/03 10:19:06
268
snty
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LV2
班长
你好,想问一下,从原理图看 AP4310 的供电电压是12V ,输出是14,那AP4310  1或者8脚即使是高电平,这个时候D9或者D12 也会导通啊
2017/05/04 20:54:33
79
guang卢
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LV6
团长
精髓啊!大赞!!!
2017/05/04 22:26:06
81
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LV8
师长
感谢您的关注。
2017/05/04 22:29:25
82
154600[版主]
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LV8
师长

6、核算Im>Ip


2017/05/04 22:30:17
83
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师长

7、实际变比

2017/05/04 22:30:52
84
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LV8
师长

8、 初级最小匝数


2017/05/05 23:13:02
85
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LV8
师长

9、初级电流有效值


2017/05/05 23:13:36
86
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LV8
师长

10、MOSFET电压、电流最大值、电流有效值


2017/05/05 23:14:22
87
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师长

11、次级整流管电压、电流、损耗


2017/05/06 17:18:32
88
zwcyqxzcx
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LV6
团长
很好啊。。。
2017/05/07 21:52:28
89
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师长
感谢你的关注。
2017/05/07 21:52:56
90
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LV8
师长

12、谐振电容电流有效值、最大电压


2017/05/07 21:53:31
91
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LV8
师长

13、输出电容的电流有效值


2017/05/08 20:55:45
97
154600[版主]
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LV8
师长

14 、器件选择


2017/05/08 20:57:01
98
154600[版主]
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LV8
师长

15、Cr取值与功率P的关系


2017/05/12 20:24:16
101
FAEVICOR
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LV4
连长
版主辛苦了 很详细的 好好学习 谢谢 继续加油 
2017/06/20 20:01:52
165
海山
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LV5
营长

楼主对这个电流有效值的公式推导过吗?以否指导一下这个公式跟其它的一些公式的原理跟由来呢。

我对LLC很多计算公式目前只会套用,不会推导啊。

2017/06/20 20:27:16
166
154600[版主]
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LV8
师长

这个我也没有详细的去推导,我发份资料,您慢慢研究下吧。

Optimal Design Methodology for LLC Resonant Converter.pdf

2017/06/20 21:14:29
167
海山
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LV5
营长
数学太渣,推不倒啊 学习LLC,数学不好的话受很多局限啊。
2017/08/18 15:13:49
273
jerry20381
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LV1
士兵
请问一下根号里的那个103是怎么换算过来的?
2017/07/24 18:01:23
258
qfmike
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LV4
连长
NP=44怎么推导的
2017/08/16 14:05:25
271
snty
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LV2
班长
你好,请问最小匝数里面的最小频率  Fmin = 79.5938 是从那里来的啊,我按你新的K=6.2  nreal=14.8631 算的应该是50多K啊,你这个 79.5938是从哪里来的啊?谢谢
2017/05/13 12:07:13
102
SkyL
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LV1
士兵
请问楼主核算Im和Ip中的Coss、Cstray和Td的具体定义是什么?取杂散电容500p依据是?工程值吗?Td取200*10-9具体是什么?谢谢!!f
2017/05/14 21:51:45
103
154600[版主]
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LV8
师长
Coss:MOS管的结电容;;Cstray:零散电容;;Td:死区时间;;Cstray取500P是一个经验值。
2017/05/14 21:54:04
104
154600[版主]
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LV8
师长

     周末又调试了下电源,发现压降有点大;于是就想知道,是线的压降还是

调整率差;将万用表接在PCB的输出端(如下图);测得电压和电子负载显示

的差不多;于是就开始带载了。





2017/05/14 22:02:20
105
154600[版主]
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LV8
师长

      直接带载20A,发现压降有点大;根据万用表和电子负载的电压显示可以

看得出来,压降主要在线材上;细心的可以发现,万用表显示的相比空载来

比较,也有将近0.12V的压降,其实这个是取样电阻的压降。同时也测试了

谐振电容上的波形,不是很好看,没有完全正弦波(忘记截图了),还得继续

调整谐振参数。

2017/05/15 13:12:39
106
td大炮台[实习版主]
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LV4
连长
兄弟继续努力,特别要注意LLC的负载范围和工作区域的对应关系
2017/05/15 14:57:51
107
电源网-璐璐
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LV9
军长
嗯嗯,感觉很有道理的样子
2017/05/15 21:21:53
108
zhaowenming
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LV6
团长
2017/05/15 21:43:40
110
154600[版主]
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LV8
师长
璐璐什么风把你吹来了啊
2017/05/15 21:43:02
109
154600[版主]
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LV8
师长
感谢大师的指点。
2017/05/22 14:23:46
111
WOSHIDAXUESHENG
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LV3
排长
期待后续
2017/05/25 12:42:14
113
海山
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LV5
营长

佩服楼主,希望楼主尽快更新后续。

想问下楼主家里也有整套设备吗?

另外能否把有上面那些公式的技术文章也发上来供大家学习呢?谢谢,祝楼主一切顺利。

2017/05/25 22:08:32
115
154600[版主]
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LV8
师长
不是,是公司的设备;公式后续会发的;目前机子还没有调试完成,发出来怕误导大家了。
2017/05/24 16:53:37
112
止殇之战
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LV3
排长
可不可以讲解一下L6599的外围电路的参数设置 ??
2017/05/25 22:07:05
114
154600[版主]
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LV8
师长
最近有点忙,这个一下估计写不了;其实网上有很多文档是关于L6599外围电路取值计算的,您可以先看看。
2017/05/25 22:39:55
116
止殇之战
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LV3
排长
请教您一下  您计算出来的Fmax是120KHZ,是把这个值带到L6599的公式里计算RFMAX吗?还是 取一个很大的值 比如说 200KHZ或者250KHZ去计算L6599的 RFMAX,谢谢了
2017/05/25 22:41:17
117
154600[版主]
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LV8
师长
大于这个频率就好了。
2017/05/25 22:46:47
118
止殇之战
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排长
谢谢
2017/05/30 21:55:31
119
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LV8
师长

    这是今天调了下谐振电感之后,满载20A的波形(其中蓝色是谐振电容电流

波形,黄色是谐振电容电压波形,红紫色是开关波形);电流波形还是有些畸

变,还需优化;开关频率有点偏高,个人认为在60-70Khz比较好。

2017/05/30 22:03:23
120
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LV8
师长

    今天测试了下PFC的波形;负载方面采用本机(带载5A)和高压电子

负载(直接大电容引线接载);这是90Vac输入下,带载221W左右的

波形(其中黄色是电压波形,蓝色是电流波形);

2017/05/30 22:12:12
121
154600[版主]
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LV8
师长

     这是115V输入下,带载258W左右的PFC波形;这个电压的波形最漂亮了,

几乎是重叠在一起了。

2017/05/30 22:15:16
122
154600[版主]
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LV8
师长

     这是230Vac输入,带载410W左右的波形。

2017/05/30 22:16:43
123
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LV8
师长

  264Vac输入下带载408W左右的波形。

2017/05/30 22:48:14
124
止殇之战
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LV3
排长
看了一下 你输出的反馈电路的原理图  个人感觉你的4310的地的位置好像不太对,是不是应该接在输出上,而不是接在采样电阻的前面,这样会造成调整率很差
2017/05/31 20:06:23
125
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LV8
师长
首先感谢您的回复;其实是这样的,采样电阻前面是GND,采样电阻另外一端是恒流采样点;电压采样的已经接在了输出端的位置了。
2017/05/31 20:48:37
126
止殇之战
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LV3
排长
可不可以说下你调整以后的具体的变压器参数,谐振电容的具体值,最近正好手上有个项目想用LLC,以前单端反激和DC/DC做的比较多
2017/06/01 21:11:53
127
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LV8
师长

    有网友要求写一下L6599外围参数设计,最近抽空又计算了一遍,当然也不是很详细,只是个大概;变压器的计算也用了不同的方法计算了一下,其结果都是大同小异,都在范围内。(由于涉及到公式,所以基本会是截图发帖,不然会乱码。)

     有写的不对或不好的地方,请大家多多指正或讨论。

2017/06/01 21:13:10
128
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LV8
师长

变压器计算及L6599外围零件计算

Designer by Yuzai

2017-05-31

设计规格:

Vo=14V

Io=20A

Fsw=100KHz

T:ETD34

Ae=97mm2

VNOM=400V

VMIN=340V

2017/06/01 21:14:24
129
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师长

一、变压器计算


2017/06/01 21:17:03
130
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师长

2017/06/02 19:37:08
131
yuxs
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LV4
连长
好贴,楼主加油!
2017/06/02 20:49:31
132
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师长

二、工作频率设定

经由以上变压器的计算可以得到几个频率需求:

fmin=80KHz

fr=fsw=100KHz

fmax=200KHz

fstart=300KHz

Cf=470pF

2017/06/02 20:50:27
133
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LV8
师长

2017/06/02 20:51:47
134
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LV8
师长

首先计算频率:



2017/06/02 20:55:53
135
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LV8
师长

3、fmax=200KHz,此时光耦ON,但在实际中因为光耦VSAT的影响,查的Vce=0.2V


2017/06/03 16:36:33
136
止殇之战
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LV3
排长
是不是可以换换MMPK的电容  那个电容感觉LLC更加好用,现在可以做到多少效率了  满载的时候,在问一下,您功率因数的升压电感用的啥材质的?
2017/06/03 21:46:58
137
154600[版主]
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LV8
师长
公司没有MPK的电容,所以也没有测试效果;效率一直都没有测试,估计90左右吧;如果需要更高效率,请参考我另外一个电流模式的帖子,那个将近95的效率;PFC电感的材质是铁硅铝60的导磁率。
2017/06/03 21:48:52
138
154600[版主]
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LV8
师长

2017/06/03 21:49:06
139
154600[版主]
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LV8
师长

2017/06/03 21:49:19
140
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LV8
师长

2017/06/03 23:42:08
141
止殇之战
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LV3
排长

还想问你一个问题,你说当时谐振电容的电流波形畸变以后,你是怎么优化的 是调整了变压器电感量,还是减小了谐振电容?能不能说下您具体是怎么优化的,谢谢你写的外围电路设计!