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【我是工程师第三季】推挽软开关闭环稳压逆变器前级
阅读: 6530 |  回复: 63 楼层直达

2017/04/20 22:03:33
1
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅
此帖被设为精华,作者+10积分 此帖被推荐到论坛首页,作者+2积分

很久没有发帖了,大家都知道,逆变器前级由于输入电压低,电流大一般都采用推挽结构。推挽前级用的最多的有硬开关(准)开环,硬开关闭环等几种,硬开关一旦闭环后变压器的漏感储能在死区释放回产生很高的尖峰,所有功率管的电压应力大。最近搭了一个推挽闭环稳压逆变器前级,基本实现了闭环软开关。没有采用PWM稳压而是采用PFM稳压。


2017/04/20 22:07:26
2
laijinsong
电源币:338 | 积分:0 主题帖:36 | 回复帖:135
LV6
团长
..............占座..............听课
2017/04/20 22:20:22
3
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅

先发个搭的电路测试的波形

DS和变压器副边电流的波形:



DS和谐振电容的波形:




后续等正式PCB回来之后再组装测试,设计目标为48V1000W,输入电压范围40-60V,输出DC320V采用我们公司的最新工艺的MOS管1对搞定,型号为HY065N15P,TO-220封装,参数为150V150A6.5mR(MAX,TYP为5mR)。



2017/04/21 11:20:54
4
154600
电源币:264 | 积分:39 主题帖:24 | 回复帖:296
LV8
师长
是不是在副边输出的整流前串联电容实现了
2017/04/21 12:46:40
5
shenshirong
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:16
LV2
班长
看样子是前级串了电感,加了1级BUCK预稳压?
2017/04/21 13:38:19
6
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅
没有BUCK预稳压,一级BUCK的话损耗也很大啊,次级串了电感。
2017/04/28 08:06:34
15
huhan0609
电源币:3087 | 积分:0 主题帖:16 | 回复帖:70
LV5
营长
这种TOP最大的优势应该是零电流开关吧,对于这种低压大电流的应用来讲,确实能降低不少损耗。
2017/04/29 21:15:10
20
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅
开通实现ZVS一点问题都没有,关断工作在容性区也可以实现ZCS,但是导通损耗巨大,是低压大电流的大忌啊。如果工作在感性区,关断损耗也不小,而且会产生关断尖峰,正在想办法解决。
2017/04/21 13:39:21
7
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅
副边串LC谐振。
2017/04/28 15:29:07
16
huhan0609
电源币:3087 | 积分:0 主题帖:16 | 回复帖:70
LV5
营长

钟工,仿了下这个串联谐振电路,如果是工作在感性区的话,确实可以实现ZVS开通,但是关段损耗还是不小,相比硬开关应该还是有优势的。

红色VGS波形,绿色VDs波形,由于仿真模型中mos管模型不理想(关段太快),还是存在关段电压尖峰的。

红色MOS电流波形,绿色驱动波形。

变压器副边电流波形。

2017/04/28 23:01:17
17
gaohq
电源币:55 | 积分:5 主题帖:47 | 回复帖:394
LV8
师长
推挽谐振,工作频率小于谐振频率就可以 ZCS 了
2017/04/29 21:12:39
19
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅

确实,开关频率小于谐振频率可以实现ZCS,但是峰值电流巨大,导通损耗巨大,而且带载能力差,容易停振。工作在感性区实际波形和你仿真出来一模一样,关断损耗还有点大,另外关断尖峰也比开环ZCS大很多,正在想大招解决!

2017/04/29 22:31:52
29
gaohq
电源币:55 | 积分:5 主题帖:47 | 回复帖:394
LV8
师长

开关频率小于谐振频率可以实现ZCS,但是峰值电流巨大,导通损耗巨大,而且带载能力差,容易停振

你是说闭环的?开环的没这些问题吧。期待你的大招。

2017/04/29 22:40:25
30
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅

是的,闭环存在这些问题,开环容易解决。

2017/05/01 13:27:50
32
lizlk
上一次首页头条
电源币:2547 | 积分:20 主题帖:63 | 回复帖:1058
LV10
司令
要在输出闭环的情况下,同时实现ZVS,ZCS,这是有点难度的啊,因为输入电压变化了,要同时实现,难度不小,总体来说,如果单纯实现ZVS,应该也一样的可以。
2017/05/01 13:36:42
33
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅
确实难度很大。
2017/05/05 22:40:00
37
huhan0609
电源币:3087 | 积分:0 主题帖:16 | 回复帖:70
LV5
营长
实现是没有问题的,关键是如果设计合理的Q值,兼顾合适的调频范围。不知空载是钟工是打算何种方式稳压呢?打嗝模式还是PWM模式?
2017/05/05 23:00:14
38
gaohq
电源币:55 | 积分:5 主题帖:47 | 回复帖:394
LV8
师长
PWM模式就不能 ZCS了吧。
2017/05/06 19:29:38
39
huhan0609
电源币:3087 | 积分:0 主题帖:16 | 回复帖:70
LV5
营长
PWM模式不能ZCS了,但是空载损耗本身就损耗不大,没什么影响了。
2017/04/23 15:27:46
10
javike
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

钟工的帖子一定得顶!

试试让谐振电压高于输入电压会怎么样

2017/04/29 21:28:40
22
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅
让谐振电压高于输入电压拓扑要增加很多元件,相当于增加了一级boost预稳压,好处是能始终工作在ZCS.
2017/07/05 11:11:13
62
dengyuan
电源币:41 | 积分:0 主题帖:25 | 回复帖:359
LV8
师长
请问你这个MOS的价格怎么样?
2017/04/22 21:09:36
8
guang卢
电源币:4945 | 积分:10 主题帖:4 | 回复帖:366
LV6
团长
占个座位先!!板子啥时候回来!眼馋啊!
2017/04/23 11:23:47
9
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅

不用急啊,就等几天啊。到时候再详细讲解。

2017/04/23 15:55:25
11
lizlk
上一次首页头条
电源币:2547 | 积分:20 主题帖:63 | 回复帖:1058
LV10
司令
强贴留名,关注中!
2017/04/23 21:36:54
12
斯太尔
电源币:20 | 积分:0 主题帖:8 | 回复帖:61
LV4
连长
关注
2017/04/24 15:02:38
13
UFO2013
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:10
LV2
班长
坐等爆料
2017/04/28 07:51:31
14
szw2014
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:24
LV3
排长
赞!
2017/04/29 13:39:53
18
QQ387703004
电源币:0 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:4
LV2
班长

你好,我现在在做一个基于推挽的DC-AC逆变器设计,想咨询一下你。

2017/04/29 21:22:01
21
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅
可以发出来大家一起想办法啊。
2017/04/29 21:30:37
23
QQ387703004
电源币:0 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:4
LV2
班长
采用SPWM信号控制两个管子出来的是方波 但是要求得到的是220工频正弦波 是不是在后面加一个滤波电路就可以了?
2017/04/29 21:33:20
24
guang卢
电源币:4945 | 积分:10 主题帖:4 | 回复帖:366
LV6
团长
要设计一个工频变压器!
2017/04/29 21:39:31
25
QQ387703004
电源币:0 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:4
LV2
班长
是的 频率是工频的了 不过波形不是正弦波
2017/04/29 21:57:16
26
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅

时序有问题,你看下我发的《正弦波逆变器中的SPWM调制方式简介》。正弦波逆变器中的SPWM调制简介.pdf

2017/04/29 22:04:34
27
QQ387703004
电源币:0 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:4
LV2
班长
好的好的
2017/04/30 06:45:38
31
hnzfm
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:15
LV2
班长

听钟工课,收获大,期待继续

2017/04/29 22:23:02
28
skchen
电源币:0 | 积分:3 主题帖:3 | 回复帖:11
LV2
班长
来占个座,向大神学习
2017/05/01 14:58:19
34
zwcyqxzcx
电源币:908 | 积分:13 主题帖:14 | 回复帖:212
LV6
团长
过来听课啦。。。。
2017/05/03 11:24:40
35
空军通信兵
电源币:0 | 积分:13 主题帖:6 | 回复帖:264
LV7
旅长
钟工快点上图纸呀。想看钟工的图纸。
2017/05/03 11:36:43
36
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅
快了,呵呵。
2017/05/18 17:06:29
40
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅
板子回来有一段时间了,这几天进行了初步调试,发现原理上基本是可以的,但是也存在问题。主要有两个问题比较大,第一个就是稳压范围做不到很宽,而且输入电压越高,效率下降。第二个问题就是谐振电感热,特别是输入电压高的时候,导致要用比较大的磁芯做谐振电感。

2017/05/18 17:14:50
41
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅

下面分别是负载为96R时输入40V,44V,50.2V的波形。黄色是功率管DS波形,绿色是谐振电感上串互感器测试的波形。






2017/05/18 17:18:48
42
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅

下面分别是负载为144R时输入40V,44V,50.2V的波形。黄色是功率管DS波形,绿色是谐振电感上串互感器测试的波形。



2017/05/18 17:20:28
43
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅

效率测试情况:

2017/05/18 17:20:57
44
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅
可以看出,深度闭环效率确实不理想。
2017/05/19 08:03:01
45
huhan0609
电源币:3087 | 积分:0 主题帖:16 | 回复帖:70
LV5
营长
这个效率已经很高了从波形看,这个应该工作在感性区,管子的关段损耗还是不小,而且关段电压应力也不小。
2017/05/19 11:44:22
46
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅
确实,LC谐振在闭环状态关断损耗是主要的,而且硬关断带来了电压应力比较大。
2017/05/19 11:45:39
47
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅

变频控制部分的原理图如下,采用3525控制的,空载会自动切换到PWM模式。

2017/05/19 13:31:25
48
gaohq
电源币:55 | 积分:5 主题帖:47 | 回复帖:394
LV8
师长
靠调整R18(等效)这个电阻值来变频,空载时为什么会自动切换到PWM模式,那此时的频率呢?是多少?
2017/05/19 14:20:16
49
laijinsong
电源币:338 | 积分:0 主题帖:36 | 回复帖:135
LV6
团长
钟工..你这图R48直接去3525一脚这样不会烧坏3525吗 下拉阻值这么大 
2017/05/19 14:36:58
50
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅
前面还有一个大电阻到母线.
2017/05/19 14:38:45
51
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅
最高频率由R47决定,达到最高频率还不能稳压就会切换到PWM.PFM和PWM具有不同的稳压值,PWM稳压值比PFM高几V,所以PFM优先,只有PFM自动到最高频率电压继续升高到一定值时就会启动PWM.
2017/05/20 02:05:49
52
xd285070
拆机版纪念勋章 上一次首页头条
电源币:35 | 积分:10 主题帖:20 | 回复帖:79
LV6
团长

666,有2个问题请教下

--

第一个是这个满载启动的时候,前面mos尖峰如何啊

--

第二个是不知道在mos2端并电容,牺牲一点zvs,让关断损耗下来一些,效率会不会变高,,,

2017/05/20 08:33:52
53
huhan0609
电源币:3087 | 积分:0 主题帖:16 | 回复帖:70
LV5
营长
DS并电容是可行的,但是容量要合适否则会失去ZVS开通条件,就没有优势了。
2017/05/20 15:25:21
54
gaohq
电源币:55 | 积分:5 主题帖:47 | 回复帖:394
LV8
师长
这个电路暗藏很多玄机啊,R47,R48,R8,C2的取值能不能谈一下?
2017/09/24 17:31:52
64
沃默思情
电源币:3 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:2
LV1
士兵
楼主,有功率部分时时测量的电路吗?可以给我参考一下吗?邮箱1872207530@qq.com
2017/05/20 23:17:58
55
gaohq
电源币:55 | 积分:5 主题帖:47 | 回复帖:394
LV8
师长
偏磁问题怎么解决呢?
2017/05/21 07:57:55
56
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅

本电路不存在偏磁问题,只要变压器初级两个绕组对称初级是不会偏磁的,闭环是变频控制,11,14脚输出都是50%占空比,次级还有隔直电容。

2017/05/21 08:41:47
57
huhan0609
电源币:3087 | 积分:0 主题帖:16 | 回复帖:70
LV5
营长
这个电路从仿真结果来看谐振增益总是≤1,不会像LLC出现>1的情况,因此频率下限就在谐振点附近。不知道钟工有没有试过在DS并电容,从仿真结果来看适当的DS电容可以进一步减少关段损耗,可以提高一点效率。
2017/05/21 09:56:06
58
xzszrs[荣誉版主]
电源币:2830 | 积分:59 主题帖:103 | 回复帖:1712
LV11
统帅

还没有,以后慢慢调试,不过现在是加了无源无损吸收,参数也还没有优化。

2017/05/21 20:13:57
59
xuehumaiya
电源币:495 | 积分:18 主题帖:0 | 回复帖:251
LV6
团长
钟工你能详细讲讲无源无损吸收回路吗
2017/05/22 08:49:17
60
asimilar
上一次首页头条
电源币:115 | 积分:0 主题帖:6 | 回复帖:33
LV4
连长
过来凑个热闹
2017/07/04 15:48:47
61
回禀大人
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:3
LV1
士兵
学习
2017/07/13 13:24:44
63
落花年少
电源币:334 | 积分:0 主题帖:6 | 回复帖:21
LV3
排长
听说钟工是江西上饶人,不知道钟工是不是罗溪钟家的
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