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东儿电源直播-500w LLC套件焊接调试专用贴
阅读: 1635 |  回复: 10 楼层直达

2020/07/06 18:32:26
1
xd285070[版主]
电源币:70 | 积分:0 主题帖:30 | 回复帖:95
LV7
旅长

在这里先说一声抱歉,由于自己的粗心导致变压器的数量没有做够,然后套件只发了一部分,还有一部分需要等待变压器做回来以后才能发。

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这个帖子主要说一下套件的,安装过程,注意事项,调试过程,和直播的时候那个变压器参数的设计,大家有兴趣可以按设计原则自行更改其他规格的输出。

迎大家要求,把主控制的源文件放出来了,方便大家查找。

文件:控制板源文件,点击下载

第一个就是套件的安装过程了。

人工分炼难免有些缺件少件的,影响调试的,联系我,我给你们补发。一个箱子里面把变压器单独包装,散料在一个静电袋里。


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PCB需要分解开来,有用的部分如下,同时对主控制板的元器件检查看看有没有少焊接的

 

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辅助电源也需要注意有没有少贴片元器件,电解不要装反了

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主板的元器件安装比较简单,只是这次订购的10w直插电阻和保险管的腿比较短,长的卖完了,一时半会找不到合适的,这个需要大家给腿加一小段加长。

安装原则是先安装小的器件,比如座子,继电器等,在安装高一点的元器件比如变压器电解等

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接下来是散热片和主板的绝缘板子安装,空的绝缘板和主板有2个定位孔,可以采用锡腿插进去定位

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安装完绝缘底板以后,就是散热和管子的安装了,要注意的是2个mos管一定要加绝缘片哈,二极管因为散热片和管子设计是同电位,所以二极管不要绝缘片,这样热阻小一点,散热还好一点。

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相对最后就是风扇和NTC电阻的安装了,风扇安装需要减掉多余的线,换上2.54的端子,而NTC的位置是二极管散热片的最后一个空位(正反孔位都可以安装,记得抹一点导热硅脂)

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基本以上是安装过程了,整机减脚清洗一下,在检查一下电解有没有装反,有没有少元器件的,MOS管有没有和散热片短路,都OK以后,我们就可以下一步开始整机的调试了。



标签 LLC

电源网-天边在2020-07-08打赏该贴 +10 电源币 打赏理由:大大的赞

2020/07/06 18:32:49
2
xd285070[版主]
电源币:70 | 积分:0 主题帖:30 | 回复帖:95
LV7
旅长

调试的原始文档:调试过程源文档,点击下载

因为调试也有大量的图片,所以就直接截图了

2020/07/06 18:33:06
3
xd285070[版主]
电源币:70 | 积分:0 主题帖:30 | 回复帖:95
LV7
旅长

关于设计LLC啊,实际这个玩意很复杂,我呐是比较取巧的方法把许多步骤给简化了,不过实际呐还是可以的,这里写一点。

就这个500w的llc为例子,我们最低输入是200v ac,最高是250v ac,对应转换的直流大约为250v-350V,我们要求输出是24v 500w。

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我的思路是,在250v 最低输入电压的时候,llc工作在谐振点附近,随着输入电压的曾加系统增加频率即可稳定输出电压。

这样整个系统就是单调的,那么需要确定才参数就比较清晰了,在最低电压的时候要满足最大功率输出,在最高电压的时候,根据自己的需求比如多少负载进入pwm波的连续模式,从而来确定变压器和谐振电感的K值。

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在计算最低电压满足系统需求的时候,我们考虑到一些实际信息,比如不想让系统跑到ZCS状态,那么是需要对谐振电容加箝位二极管的。但是加了箝位二极管以后,谐振电容的最大电压只有母线,所以我们得满足最大功率,最低输入,最大输出时,谐振电容的最大电压要比母线低一点。

①:我们可以通过公式P=C*U*U*F,来做初步的确定谐振电容C的值,P代表输出功率500w,U代表最低母线电压,F代表运行频率(也就是接近谐振频率)

只是呐实际P的功率应该比500w要大一些,因为有效率的损失嘛,我习惯性的就是按0.9的效率计算,同时我们要设定一个自己想要的谐振频率,而谐振频率实际是需要考虑变压器的B值和圈数的,就是频率多少那个变压器的圈数刚好是1层或者2层,尽量避免1.5层这个。

500/0.9=C*250*250*80,C=111nf,然后80K的谐振频率通过LC震荡公式可以计算出谐振电感约为35uh左右。

②:我们得到了一个初始的谐振参数,但是实际上这个输出不了500w的功率的,为啥呐,这个0.9的效率完全能量传递到次级,但是实际上并不是这样啊,初级的谐振回路里面还有一个激励电流的存在,这个激励电流的大小受到K值的限制,而作为一款没有PFC的电源,K值一半取的比较小,只有3左右,有PFC的一般可以到6或者10.正是因为这个激励电流的存在,导致有一部分能量一直在初级里面循环,并没有传递到次级去,所以在刚刚计算的参数里面并没有包含这部分的能量,那么需要加大谐振电容的容量,减小谐振电感来减低同等功率下谐振电容的最大电压,但是不是把谐振电容搞的非常大,那些谐振电感会很小,加上K值很小,变压器的电感量也会非常小,变压器谐振的气息会非常的大,结果是变压器热的完全没法接受,我们应该做的是在满足输出的前提下,尽量的提高谐振电感量和变压器的电感,减小气息。所以加大谐振电容的值相对比较关键,那么对于无P的我的经验值就是在1.5倍,对于有pfc的就是在1.2倍左右,加大的电容就是为了弥补那个激励电流。那么加大1.5倍以后,谐振电容的容量C=111*1.5=166nf左右了,我们的线路是采用2个电容,那么考虑电容发热平衡最好就是2个一样的电容,在考虑电容实际的值,最靠近的容量就是82nf一颗,2颗164nf,这个看起来比较合适,对应的谐振电感,计算出来L=24uh左右。

实际在几年前叫朋友就写了个网页版的小软件,计算器,可以非常快速的计算,使用方法很简单请自行摸索,或者看直播的回放这里不再叙述

网页计算器:东儿LLC计算器(点击前面下载)


③:我们刚计算出来了大致的谐振参数,C=164nf,L=24uh,K=3。主变压器的电感量就等于72uh。下一步就是变比的计算了,这是半桥LLC,母线最低250V,输出24V,加上二极管的压降0.6V,输出24.6,PWM的驱动里面是有个死区时间就算母线到变压器有效传输能力为0.9,那么250*0.9/2就是变压器一半的电压=112.5V,输出24.6V,那么变比N=112.5/24.6=4.57左右,那么有网友会问,K值不是只取了3,有一定的增益在里面,你为啥不计算进去,因为我们按最低250v的直流计算的,实际呐,你不可能240v直流输入那个输出就开始掉电压,或者说频率非常接近谐振频率(最低频率就是在谐振频率附近),那么环路在动态的时候一点余量都没有,所以现在这个参数计算出来,实际满载工作的时候会比谐振点高一点,就是为了输入电压的余量和环路的余量考虑的,那么实际你把变比在加大一点,比如5吧,实际效率影响不是很大,但是牺牲了输入电压范围和动态我感觉划不来,,,,,

④:得到了理论值以后,就可以通过其他手段,比如我喜欢用的LT仿真软件,或者那个math的公式计算,看看在仿真条件下和理论计算的参数差别有多大,从而最终确定一个比较合适的值,特么就是个K值啊,他关系到多少负载下,pwm进入连续模式,仿真是个好东西,真香

⑤:关于变压器的电流计算,简单是就是比如变压器原边,输出功率500w,输入最低250v,一半就是125V,500W/125V=4A,实际上还有效率损失啊,激励电流在里面那就加个2a吧,大于初级电流就是6A。

对于次级电流,我们24v 500w,也就是在输出21A,那么2个绕组,一个一半就按10.5A,非常快速的计算。这是粗略的,但是我觉得就可以了为什么,第一比如6a的电流用多粗的线,绕多少圈是需要看变压器,还有绕制的工艺,你是要一层还是2层,这个都会决定你最后用多粗的线,这个过程非常纠结需要中和各种参数来这种选取。第二因为不管你用的线是粗还是细,最后都是体现到发热上,而变压器的发热,线包的发热和变压器的气息有分不开,绕的圈数有影响气息大小,所以电流本身对造成的发热影响比例会减低很多!

那么实际上我们最好的就是调整变压器的磁环线包差不多热,不要线包比那个磁芯高了几十度,或者磁芯比线包高了几十度,这个和整个电源的散热是有关系的,我们要根据样机实测,如果是线包比磁芯热很多,那么可以减低圈数,把变压器的B值提高一点,同时变压器的气息会小一点。如果是磁芯比线包热很多,就是圈数不够的代表。我们需要加圈数

对于谐振电感就比较玄学了,那个发热和磁芯结构,线包绕制方式,材质都有比较大大影响,对于一般10uh以上的我建议谐振电感选用高频特性好一些,导磁率低一些,AE值大一点的磁芯作为谐振电感的磁芯,比如pq,rm,eq,eqi,和我现在用的那个cq型磁芯,对于什么er,ee,ei那种我不是很建议采用,那个中柱发热比较厉害。对于只有几个uh,比如3kw的llc,谐振电感只有4-5uh,那么可能需要考虑采用-2材质的黑白灰作为谐振电感,甚至2个电感串联等,这个看实际。同时对于像3kw这样的llc,可以考虑主变压器外并一个激励电感,把激励电流分摊出来,对主变压器尽量的减热量的发生,功率大了,变压器的散热问题很严重,,特么是谐振类拓扑,气息比较大的时候,那个很难受,有机会自己体验吧,,,,,,

⑥:以上观点仅仅是我个人的方法和见解,仅供参考,不接受差评

2020/07/06 20:55:40
4
杜万领
电源币:0 | 积分:3 主题帖:5 | 回复帖:7
LV2
班长
占位
2020/07/08 15:11:36
7
电源网-小萌
电源币:0 | 积分:1 主题帖:9 | 回复帖:4
LV2
班长
支持王老师,真的是辛苦啦整理出来了这么多内容分享给大家~希望感兴趣的工程师们多多支持哦~
2020/07/30 09:14:38
11
qiouchen
电源币:0 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:18
LV2
班长
我想问下,我谐正电感圈数可不可以按照这个公式IPK*IPK*LRS/AE*BMAX
2020/07/07 07:40:56
5
HUAZ9
电源币:0 | 积分:4 主题帖:2 | 回复帖:6
LV1
士兵
占位
2020/07/07 10:09:13
6
zhaoshiwen
电源币:227 | 积分:0 主题帖:13 | 回复帖:190
LV5
营长
顶!
2020/07/09 09:47:53
8
ruohan
电源币:48 | 积分:11 主题帖:52 | 回复帖:1351
LV9
军长

P=C*U*U*F

这个公式,为什么没有1/2呢,

2020/07/09 12:45:43
9
xd285070[版主]
电源币:70 | 积分:0 主题帖:30 | 回复帖:95
LV7
旅长
因为不管充电还是放电,电流都是流过变压器,耦合到次级消耗掉,整个回路里面也就是变压器在消耗能量,所以电容的能量代表了输出功率,思路是这样的
2020/07/10 15:13:44
10
y416987516
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:11
LV2
班长
学习,顶
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