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LLC首次尝试

  • 2020-08-31 13:54
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  • LLC 6562+6599 200W

    第一次尝试做LLC半桥谐振电源

    目前打算用资料比较多的L6562+L6599设计一款全电压200W开关电源

    目标自冷150W   风冷200W

    输入:85V-265V

    输出:12V16A / 24V8A兼顾

    效率:0.94

    PFC:0.97

    第一步。阅读资料。

    更新 原理图上传

    /upload/community/2020/11/03/1604387175-87855.pdf

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  • qinzutaim

    LV.1

    2020-09-01 08:29

    @

     欢迎进入LLC的世界 。。。
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  • 瓦西大坏蛋

    LV.1

    2020-09-01 08:43

    @qinzutaim

     欢迎进入LLC的世界 。。。
    多谢捧场
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  • 瓦西大坏蛋

    LV.1

    2020-09-01 14:06

    @

    计算公式摘自网络。

    1.输入输出指标
    1.1.输入电压范围:Vinmin=250VDC,Vinmax=420VDC
    1.2.输入额定电压:VinNom=400VDC
    1.3.输出电压电流(最大值):24V8A (12V 17A)
    1.4.输出功率:Po=24*8=192W 12*17=204W
    2.选择谐振频率和工作区域
    2.1.谐振频率fr=100KHZ
    2.2.额定输入时,电源工作在fr
    3.计算变压器变比和谐振元件值
    3.1.理论变比

    1

    3.5.计算Q,fmin,fmax,Ls,Lp,Cr

    2

    3


    3.6.核算Im>Ip

    4


    这边计算的Coss和Cstray不知道是什么,500*10-12  和200*10-9也不知从何而来。
    Im>Ip  如不满足需降低Q或者增大Lr+Lp

    4.计算功率器件电压电流应力
    4.1.初级电流有效值
    5

    24/(8*8.1*2.82)√(2*8.14*2.822/(Lm²*100²)+8*3.14²)
    =0.1313√((68464.95/(Lm²*104))+78.8768)
    后由计算结果反推Lm为0.313.  这里的Lm是什么?
    =0.1313√((68464.95/(0.313²*104))+78.8768)
    =1.6A

    4.2.MOS电压,电流最大值,电流有效值

    6

    4.3.次级整流管电压,电流,损耗(24V输出计算)

    7

    4.4.谐振电容电流有效值、最大电压

    8

    9

    4.5.输出电容的电流有效值(f=fr,24V输出)

    10


    5.选择器件和变压器设计
    5.1.Mos:满足20%余量,电压500V,电流从发热和Coss考虑(保证高压时ZVS)
    5.2.Cr:满足RMS电流的要求,电压为计算值1.5倍左右
    5.3.Co:满足RMS电流要求
    5.4.D:电压满足20%余量,电流考虑到不平衡,取40%余量,其余从发热考虑变压器实际变化
    11

    5.5.初级最小匝数   变压器暂定使用ER3542双槽

    12


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  • 瓦西大坏蛋

    LV.1

    2020-09-01 14:40

    @瓦西大坏蛋

    计算公式摘自网络。

    1.输入输出指标
    1.1.输入电压范围:Vinmin=250VDC,Vinmax=420VDC
    1.2.输入额定电压:VinNom=400VDC
    1.3.输出电压电流(最大值):24V8A (12V 17A)
    1.4.输出功率:Po=24*8=192W 12*17=204W
    2.选择谐振频率和工作区域
    2.1.谐振频率fr=100KHZ
    2.2.额定输入时,电源工作在fr
    3.计算变压器变比和谐振元件值
    3.1.理论变比

    1

    3.5.计算Q,fmin,fmax,Ls,Lp,Cr

    2

    3


    3.6.核算Im>Ip

    4


    这边计算的Coss和Cstray不知道是什么,500*10-12  和200*10-9也不知从何而来。
    Im>Ip  如不满足需降低Q或者增大Lr+Lp

    4.计算功率器件电压电流应力
    4.1.初级电流有效值
    5

    24/(8*8.1*2.82)√(2*8.14*2.822/(Lm²*100²)+8*3.14²)
    =0.1313√((68464.95/(Lm²*104))+78.8768)
    后由计算结果反推Lm为0.313.  这里的Lm是什么?
    =0.1313√((68464.95/(0.313²*104))+78.8768)
    =1.6A

    4.2.MOS电压,电流最大值,电流有效值

    6

    4.3.次级整流管电压,电流,损耗(24V输出计算)

    7

    4.4.谐振电容电流有效值、最大电压

    8

    9

    4.5.输出电容的电流有效值(f=fr,24V输出)

    10


    5.选择器件和变压器设计
    5.1.Mos:满足20%余量,电压500V,电流从发热和Coss考虑(保证高压时ZVS)
    5.2.Cr:满足RMS电流的要求,电压为计算值1.5倍左右
    5.3.Co:满足RMS电流要求
    5.4.D:电压满足20%余量,电流考虑到不平衡,取40%余量,其余从发热考虑变压器实际变化
    11

    5.5.初级最小匝数   变压器暂定使用ER3542双槽

    12


    47299FAC55704603B408A15E45AD030A

    初级最小匝数这边的计算取的是Fmin,也有另外的地方取的是fo,即100K。还不确定哪里最合适。

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  • qinzutaim

    LV.1

    2020-09-02 21:51

    @瓦西大坏蛋

    47299FAC55704603B408A15E45AD030A

    初级最小匝数这边的计算取的是Fmin,也有另外的地方取的是fo,即100K。还不确定哪里最合适。

    我是按最低频率算的。。。
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  • 瓦西大坏蛋

    LV.1

    2020-09-04 09:40

    @qinzutaim

    我是按最低频率算的。。。
    OK!跟着版主走。今天绘制原理图了。
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  • 瓦西大坏蛋

    LV.1

    2020-09-04 09:43

    @

    5.6.选择次级匝数,计算初级匝数,使其大于46
    N12V=3T;N24V=5T
    NP=Nreal*5=9.35*5=46.75取47T>46
    计划初级单槽,次级和反馈同槽,反馈使用三层绝缘线,其他都使用绞线。
    5.7.线径计算
    电流密度取6,
    Irms=1.6  1.6/6=0.27mm² 取0.1*40或0.6单根或0.4两根。
    Io取1.3mm²  160或170根0.1绞线。
    反馈绕组 考虑带一个0.45A风扇,取1A,0.46三层绝缘线单根。
    5.8.最终结果
    NP=47T 0.1*40绞线
    N12V=3T 
    N24V=5T 0.1*80 绞线 两组
    Nvcc19.2V=4T 0.46三层绝缘线
    ER3542 卧式

    6.如何做出合适的漏感LS。
    6.1.方法1,用双槽主变压器设计出漏感(初次距离越远,漏感越大。可以用挡墙来增加初次级距离)
    6.2.方法2,外置谐振电感。用铁硅铝23*16*8 100uH 0.1*40绞线(或可用ATQ25/16)
    6.3.两种都留好位置。


    7.PFC电感设计
    PFC电感偷懒,使用表格直接计算了。
    图片1

    8.仿真实验
    LTspice原理图绘制。
    图片2

    空载 MOS ZVS零电压开通

    图片3

    200W 满载  次级DIODE电压与电流波形   ZVS

    图片4

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  • 瓦西大坏蛋

    LV.1

    2020-09-04 09:44

    @瓦西大坏蛋

    5.6.选择次级匝数,计算初级匝数,使其大于46
    N12V=3T;N24V=5T
    NP=Nreal*5=9.35*5=46.75取47T>46
    计划初级单槽,次级和反馈同槽,反馈使用三层绝缘线,其他都使用绞线。
    5.7.线径计算
    电流密度取6,
    Irms=1.6  1.6/6=0.27mm² 取0.1*40或0.6单根或0.4两根。
    Io取1.3mm²  160或170根0.1绞线。
    反馈绕组 考虑带一个0.45A风扇,取1A,0.46三层绝缘线单根。
    5.8.最终结果
    NP=47T 0.1*40绞线
    N12V=3T 
    N24V=5T 0.1*80 绞线 两组
    Nvcc19.2V=4T 0.46三层绝缘线
    ER3542 卧式

    6.如何做出合适的漏感LS。
    6.1.方法1,用双槽主变压器设计出漏感(初次距离越远,漏感越大。可以用挡墙来增加初次级距离)
    6.2.方法2,外置谐振电感。用铁硅铝23*16*8 100uH 0.1*40绞线(或可用ATQ25/16)
    6.3.两种都留好位置。


    7.PFC电感设计
    PFC电感偷懒,使用表格直接计算了。
    图片1

    8.仿真实验
    LTspice原理图绘制。
    图片2

    空载 MOS ZVS零电压开通

    图片3

    200W 满载  次级DIODE电压与电流波形   ZVS

    图片4

    PFC电感计算与谐振仿真结束。对于谐振波形还是只有一知半解,还是先炸机实测再说吧。

    下一步绘制原理图

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