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【DIY大赛】+反激+挑战自己,高功率密度DC-DC隔离电源的设计5V20A。
阅读: 5665 |  回复: 55 楼层直达

2018/08/22 21:33:14
1
tanb006[版主]
电源币:11 | 积分:40 主题帖:205 | 回复帖:934
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司令

QQ截图20160321155901  玩大发了! 英飞凌最新无人机套件LARIX免费试用 招募中

QQ截图20160321155901  想学你就来!DSP学习板免费试用 限时申请


看到活动,心痒,手也痒。

肚子里没多少墨水,也要来掺和下。

预计设计一款外尺寸是50.8*50.8*12.7mm的电源。

功率上,准备挑战100W。

仅仅是挑战,能不能成不一定,但改好几次是肯定的了。

边调试边修改。


2018/08/23 09:05:29
2
chebd
电源币:2536 | 积分:10 主题帖:34 | 回复帖:440
LV6
团长
2018/08/23 09:56:04
3
电源网-fqd
电源币:5053 | 积分:15067 主题帖:388 | 回复帖:5024
LV11
统帅
2018/08/23 15:14:39
4
伊若夏秋
电源币:0 | 积分:4 主题帖:2 | 回复帖:9
LV2
班长

       前辈你好!有个问题想请教一下,为什么我调试的一款反激电源的MOS DS端波形会有CCM、DCM波形并存的情况?MOS DS波形和PWM开关波形如下图波形所示。请前辈指点一二。112111

2018/08/23 19:47:45
5
tanb006[版主]
电源币:11 | 积分:40 主题帖:205 | 回复帖:934
LV10
司令

看你的波形很有规律,

是不是用内置MOS的芯片?

现在有些新的芯片,有抖频功能,或者是轻载间歇工作。

你这个是轻载时候的样子。

如果是3842这类的芯片,是不会有这样波形的。

即使有,也没这么规矩。没这么有规律。

38系列芯片出现这样的波形,那是环路没有调好。

你可以试着加大负载,看看波形是不是会连续起来。

2018/08/24 08:36:26
11
伊若夏秋
电源币:0 | 积分:4 主题帖:2 | 回复帖:9
LV2
班长
我用的是uc2845,当前负载约30w,试着增大到60w波形也是这样
2018/08/24 20:40:14
12
tanb006[版主]
电源币:11 | 积分:40 主题帖:205 | 回复帖:934
LV10
司令

有没有原理图贴上来看看,另外,设计的参数也发一下。

包括电感量等等的。发出来,大伙都能帮你看看。

2018/08/31 18:24:35
28
zhaomingming
电源币:335 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:49
LV4
连长
你这示波器好用吗 多少价入的
2018/09/02 10:55:19
29
zhaomingming
电源币:335 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:49
LV4
连长
这示波器用着怎么样
2018/08/23 19:57:56
6
tanb006[版主]
电源币:11 | 积分:40 主题帖:205 | 回复帖:934
LV10
司令

这个电源输入是18--36VDC

输出5V 20A 

高度并不高,所以需要用到平面变压器。

这里有点小难度。打样一个16层板的平面变压器线圈,费用大约是两千多块。

思考了好几天,决定分成两块一模一样的8层板来做。这样也就花费一千多块就够了。

电路设计用 UC2843 来做。次级用 UCC24610 做同步整流。

初级和次级的MOS管都用贴片封装的。手头有5*6封装的80V MOS。

粗略计算了下,初级和次级都可以用这颗MOS。也省的去再买新料了。省点钱先。


2018/08/23 20:10:53
7
tanb006[版主]
电源币:11 | 积分:40 主题帖:205 | 回复帖:934
LV10
司令

自己算了下先,

磁芯选用TDK的 ELP22 。材质是PC95.

网上买来2块钱一副。没有打字,但是有配套的卡扣,可以不用胶带,这样裸着对散热还有好处。

这个磁芯的AE比较大,80个平方毫米。频率选择在145K。

选这个频率的目的只有一个,那就是次级可以只要一匝。初级3匝。辅助绕组2匝。

匝数越少,变压器走线越方便。

嗯,先画变压器去。

这里说下,多层板的变压器,出于经济方面的考虑,不要画盲孔。尽量利用半边画成通孔。

做盲孔的成本要高大约30--100%。对于自己玩玩来说还是太奢侈了。

所以我并不会直接画一个8层的变压器PCB。

而是先做一个模型。来验证小信号,和漏感、气隙等其他参数。

下一楼会用不到一百块来做这个能工作的变压器模型。只有平面变压器PCB成本的1/20哦。

2018/08/23 20:33:58
8
tanb006[版主]
电源币:11 | 积分:40 主题帖:205 | 回复帖:934
LV10
司令

/upload/community/2018/08/23/1535026871-38911.pdf

这里先付上磁芯的PDF资料。

可以看到窗口高度是3.2毫米。

这里开始讲如何用100块成本来做到接近2000块打样费的平面变压器。

窗口的高度是关键。因为这关系到我的下一步工作。

柔性PCB可以做到0.2毫米的厚度。这正好是个优势。

假设,我画几个不同的线圈,初级3匝,次级1匝,这就是两个PCB。

画在一个板上,一起打样,也不会超过100块的。

回来再拆开,堆叠。自制一个多层PCB模型。

我做过0.2mm基板的PCB,铜厚是2盎司,板子的总厚度达到了0.36mm 算上中间的绝缘胶纸,粗略可以当0.4mm来计算。

窗口刚好可以放下8片。刚好可以依次放 P S P  S P S P 。

四层NP穿插三层NS。剩下一丁点空间留给胶带吧。不能太满了。

辅助绕组就随便用铜丝在空隙处绕2匝就OK。

当然,这样做出来的PCB打样价格会超过200块,因为铜厚加价了。我们就做普通的0.5盎司标准工艺就OK。

毕竟只是验证,不用考虑工艺。我只要波形就好。

验证好了绕法和工艺,再去花一千多打样8层板的PCB绕组也不迟。

不知道各位还有没有更好的做平面变压器的方法。我经验不足,这是我能想到的对我来说最划算的方法了。


2018/09/12 21:03:36
47
tanb006[版主]
电源币:11 | 积分:40 主题帖:205 | 回复帖:934
LV10
司令

PCB先画出了铝基板的底板。

功率部分是发热大户。所以先整一块铝基板来搞。

T01是变压器。因为不考虑耐压,因此直接可以脱胎绕制,普通的漆包线起码能扛得起1000VDC直流耐压。

变压器四个抽头:1234号。

分别是1-2初级  3-4次级。 

变压器左上角的V+ V- 则是给芯片供电的绕组。

为了方便,各绕组用+和-来代表同名端。

这里大量使用了贴片零件。科技的进步,使我们可以有更小体积的零件。

在90年代,或许和都只是科幻场景。

那时候一个47uf/50V的电解尺寸大概是8*10mm的圆柱体。

现在则用一个0805封装的贴片电容就能达到同样容量。

不过,为了购买和焊接方便,我对C01采用了1206封装47uf/50V。



2018/09/12 21:10:52
48
tanb006[版主]
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LV10
司令

下方6颗MOS都是 美国万代的AON6280

5*6封装。

初级和次级都是三颗并联。

次级是同步整流。

所有MOS管的驱动都通过一根8毫米高度的针脚连接到驱动板。

驱动板计划装在上方,所有零件都用贴片,不用插件。

图中紫色条是预装铜条的地方。用来增强PCB的过流能力,减少铜箔的损耗。

次级C3---C8均为6.3V330uf 的贴片电容。封装都是1210。

2018/08/23 22:01:26
9
fysh
电源币:5 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:53
LV4
连长
这个功率密度不算高
2018/08/23 22:28:36
10
tanb006[版主]
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LV10
司令

我做着玩滴。其实我不知道自己几斤几两,

正好能遇到高人点拨,那我也算是没瞎折腾。

制作过程我会坚持不断更新,或一两天来一次,或三五天有点进度。

也希望各位看到不足之处能给指正。谢谢了!

2018/08/25 10:53:11
13
xiaojb11
电源币:50 | 积分:8 主题帖:2 | 回复帖:72
LV4
连长
关注一下
2018/08/26 18:56:19
14
fysh
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连长
3比1 有点少 频率太低了
2018/08/26 22:32:53
15
tanb006[版主]
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LV10
司令

3:1只是假设。

频率的确定取决于最少的匝数:1匝。

在初级或者次级,任意线圈匝数为1的时候,

我认为,这已经是这个电源的最高频率了。

再往上,要作0.5匝也并非不可以。只是磁耦合会非常不理想。

还有一个限制频率的原因,在200K以上,即使在空载,MOS管的开关损耗也是非常大的。


2018/08/26 23:59:31
16
fysh
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LV4
连长
不知道你咋坐哈 我们做的低压反激 都是200k到300k 效率最高有93点几
2018/08/28 22:28:05
18
tanb006[版主]
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LV10
司令

能到93已经很不错了。毕竟初级电流太大。初级MOS的硬开关都是不小的损耗。

如果变压器不做好,漏感的损耗也很可观。

特别是在平面变压器上,如果不用PCB来做线圈,如何减小漏感,是个很有意思的话题。

下面有空的时候我会单独的谈一下如何在无骨架的情况下绕制一个漏感低于0.5%初级电感的变压器。

2018/08/31 13:11:47
26
穷纵趣4561
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LV1
士兵
你们怎么做的?用的什么控制芯片?
2018/08/31 13:17:19
27
穷纵趣4561
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LV1
士兵
fysh你们低压反激用的什么控制芯片?
2018/08/27 00:02:06
17
fysh
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LV4
连长
33x22x10 可以做70w
2018/08/28 22:31:32
19
tanb006[版主]
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LV10
司令

有点高端。想必是用了一些特殊的方法,例如:软开关,llc?

我这个帖子就只用UC2843来做,硬开关,次级同步整流。期望能有接近89%的效率就很好了。

只是想在反激里边再挖掘一些宝贝,制作的过程中能学到些知识。


2018/08/30 15:27:43
20
fysh
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LV4
连长
你这个可以低些频率 磁芯大
2018/08/30 15:28:10
21
fysh
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LV4
连长
三明治撒
2018/08/30 15:45:31
22
fysh
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连长
低于 0.5不好测试
2018/08/30 15:45:32
23
fysh
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LV4
连长
低于 0.5不好测试
2018/08/30 15:45:32
24
fysh
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LV4
连长
低于 0.5不好测试
2018/08/30 23:30:33
25
tanb006[版主]
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LV10
司令

测电感量是好测试的,我这单位有台300K的电桥。

你说的0.5是匝数?

还是漏感占初级电感量的百分比?

2018/09/02 11:13:24
31
fysh
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LV4
连长
就是硬开关的也有90%
2018/09/07 10:53:46
41
晨光o夕阳
电源币:20 | 积分:4 主题帖:3 | 回复帖:16
LV2
班长
这种小体积DCDC反激,不是硬开关,是要做成类似准谐振吗?
2018/09/07 22:04:49
42
tanb006[版主]
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LV10
司令

可以做成准谐振的,但准谐振的芯片能找到的都是100K内的,频率高不了,

所以,不要指望能缩小多少体积了。

主要是磁芯体积。

高度是一个很重要的因素。


2018/09/07 23:34:21
43
fysh
电源币:5 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:53
LV4
连长
就是很多都是高压设计为什么没有高频率的呢
2018/09/12 20:27:35
46
tanb006[版主]
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LV10
司令

或许是为了过电磁兼容测试更容易些的原因。大部分电源芯片都是这个频率。

想更高频率,还得用3842这类外围功能丰富可调的IC。

2018/09/02 11:13:46
32
fysh
电源币:5 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:53
LV4
连长
漏感百分比
2018/09/03 23:08:41
33
tanb006[版主]
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LV10
司令

嗯,是不好测量。不过,用平面变压器的设计,设计的不好,会出现漏感达到5--10%的让人惊讶的情况。

例如:在磁芯窗口只有2毫米高度的情况下,每层只能有2匝的匝数。

如果用NP NS NP VCC 这样的结构来绕,

你会发现漏感的占比大到不可思议。

2018/09/05 13:12:44
35
fysh
电源币:5 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:53
LV4
连长
一般都是三明治 初包次
2018/09/05 21:34:33
37
tanb006[版主]
电源币:11 | 积分:40 主题帖:205 | 回复帖:934
LV10
司令

但是,我有更好的方法,

比三明治效果还好。

方法是制作一根同轴线。

次级作为芯线在中间,初级作为外层,完整包裹次级。

这样做的前提条件就是初级和次级的匝数一样多。这样才能做到最小的漏感。

做成一根线以后。直接在骨架上绕够匝数即可。漏感绝对小于1%。

2018/09/05 21:44:10
38
fysh
电源币:5 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:53
LV4
连长
么法做的嘛 一样多
2018/09/05 21:47:16
39
fysh
电源币:5 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:53
LV4
连长
漏感也经不是制约效率的最大原因了 开关损耗还是占很大部分
2018/09/06 21:34:24
40
tanb006[版主]
电源币:11 | 积分:40 主题帖:205 | 回复帖:934
LV10
司令

是的,你说的很在理。

开关损耗在我这个电路中,已经无法避免了。

因为是硬开关,本着实用,简单,可靠的原则,选用了UC2843。

频率也尽可能的做低,避免开关损耗浪费能量。

我能做的第一步,就是减少漏感,降低RCD吸收造成的能量浪费。

2018/09/07 23:35:00
44
fysh
电源币:5 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:53
LV4
连长
qr
2018/09/12 20:24:27
45
tanb006[版主]
电源币:11 | 积分:40 主题帖:205 | 回复帖:934
LV10
司令

首先,我得说明一下,我用的是硬开关来驱动MOS管。并不考虑QR。

套用一句名言:“事情原本是很简单的。”

于简单的电路中,去寻找不简单的道理。

所以我不想让电路更复杂。复杂意味着零件增加,可靠性下降。设计难度增加。

这几天画出了个大概的底板。

稍候放上来。只是功率部分。驱动部分和稳压等小信号部分还没画。

2018/09/25 19:45:56
51
qnwg
电源币:0 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:53
LV4
连长
请问一下用x843是准备占空比大于50使用吗,我感觉反激还是用x844、x845好用,什么情况都不会出现占空比大于50的情况,会少一些问题。
2018/09/02 11:12:10
30
fysh
电源币:5 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:53
LV4
连长
0.5%本来电感量就小
2018/09/05 02:03:28
34
bom1011
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:2
LV1
士兵
这个电源为啥不用正激谐振复位?
2018/09/05 13:13:49
36
fysh
电源币:5 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:53
LV4
连长
反激问什么就可以谐振复位呢
2018/09/26 22:29:47
52
fysh
电源币:5 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:53
LV4
连长
我把之前那个33×22×10的改到100w 就是太热了 两下就热保护了
2018/09/17 12:35:49
49
lihui710884923
电源币:444 | 积分:3 主题帖:137 | 回复帖:477
LV8
师长
原理图怎么没看见?
2018/09/21 22:59:01
50
fysh
电源币:5 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:53
LV4
连长
楼主效率咋样
2018/10/24 12:27:28
55
suny-hyb
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:41
LV4
连长

2个都是CCM反激:效率还可做高2个点,要过90的话就要换QR和更好的磁芯

2018/09/28 14:55:36
53
lihui710884923
电源币:444 | 积分:3 主题帖:137 | 回复帖:477
LV8
师长
没有看到原理图啊
2018/09/30 16:51:48
54
a838899
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:2
LV1
士兵
做的咋样?
2018/10/29 14:42:37
56
heshuangxiang
电源币:0 | 积分:1 主题帖:22 | 回复帖:3
LV2
班长
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