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双管正激全桥整流,变压器复位如何计算?
阅读: 2405 |  回复: 21 楼层直达

2021/03/10 22:52:18
1
xd285070[版主]
电源币:70 | 积分:0 主题帖:31 | 回复帖:95
LV7
旅长

好久没发帖了,最近在忙着研发新款高压电子负载和光隔离探头,希望今年那个电源直播:全程软开关的移相全桥,直播的时候能带来和大家见面。

 

去年年末的时候做了个小LED电源,100-300v的AC输入,VOUT max:56v 650w,三合一调光+通信控制。

PFC采用了新电元的多段式QR pfc,实际采用2锻,110v输入,400v 输出,效率可以达到95-96的效率非常的不错,这个pfc也是移相全桥直播里面的输入直流母线了。

DC-DC一共采用了,NCP1396的LLC,NCP1252的双管正激和全桥整流双管正激。

当然效率最高的肯定是LLC,整机可以达到94左右的效率要是加同步可以达到95-96。

双管正激那个效率略低,整机93左右,但是llc那个输出范围是在是太小了,要做到50%输出电压,调光灯不闪,做不到没有那个技术。双管那个效率低一点,但是范围宽,完全就是一台0-56v的可调自冷电源了。

重点来了,当时画板子的时候,顺手画了个输出全桥整流的双管正激,双管正激输出全桥整流?4个二极管?是的,就是这样,管子电压比传统整流的低了一倍,56v输出传统的用的是400v超快,全桥整流这个用的200v肖特基,虽然效率虽低于传统的整机只有92.5左右的效率。但是这个输出规格是56v,如果我要做100v,200v那这个全桥就非常有优势了!

然后在测试的时候发现个问题,就是输出全桥整流以后,随着负载的加大,变压器会慢慢的进入饱和?然后我是仿真了有仿真,在观察实际波形,如果你不调低变压器的主电感,他达到一定的电流强度以后一定会饱和,最后机子保护了。饱和了这个肯定是是激励电流不够了,但是光知道这个没用啊!关键是我们在设计的时候如何计算初级变压器的电感量?根据电感量来计算电流大小来设计其他外围电路。

先上电路图:

 

初级串的有电感,变压器采用2个串联,次级整流以后并,这个和饱和关系不大。

等效的仿真模型:

双管正激高压输出模型2021-01-26.zip

 

 

实物肯定是少不到的哈

   

看看小负载时的波形:

3.4通道是2个变压器次级波形,2通道是初级下管VDS黄色是初级电流波形

  

那么在突然加个负载进去以后,开始出现饱和波形:

3.4通道是2个变压器次级波形,2通道是初级下管VDS黄色是初级电流波形

  

展开红方框里面的波形,可以看到黄色的电流开始翘了

  

对比一下饱和没有饱和时的波形:

    

可以看到没有饱和的时候,3.4通道次级的波形有个沟沟,而饱和的时候是个平台,我猜这是个转折点。

至于发生饱和以后,做了以下2点措施可以改成饱和点:

1,减低初级变压器的电感量,激励电流会变大,带来的问题是那些箝位的二极管也会跟着发热,画板的时候封装不是很好确定!

2,减低输出续流电感,这个有一定的效果,但是没有减低变压器的激励电感来的直接。

这个全桥整流的方式,很像是正反激电源,但是不一样的是初级还串了个电感,那个电感必不可少,能极大的电流斜率,输出二极管尖峰就非常小了,上图那些波形就是非常好的证明。

  

这个正反激,在同样的输出的电压下变比几乎是传统双管的一半。二极管耐压减低很多,做点输出范围宽一点的高压,全桥整流是非常好的方式,低压大电流可以是全波整流。就是不知道怎么理论的去计算那个饱和点,感觉这个磁路比较复杂,不好分析!所以发帖求助下大侠,2021年3月10日晚

---

顺便客串一下已经出师的同门师兄:

标签 变压器 正激
2021/03/11 11:53:31
2
firefox886[版主]
电源币:339 | 积分:3 主题帖:10 | 回复帖:727
LV9
军长
占楼,坐等王总精彩的演讲!
2021/03/11 13:11:19
3
电源网-天边
电源币:16 | 积分:425 主题帖:93 | 回复帖:1195
LV9
军长
  我也在等你的大作哈  
2021/03/11 13:21:27
4
MC-power
电源币:4 | 积分:1 主题帖:4 | 回复帖:48
LV4
连长
标记
2021/03/11 13:28:01
5
lkings
电源币:232 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:81
LV4
连长
占座加油.
2021/03/11 13:45:26
6
川理学子
电源币:95 | 积分:22 主题帖:8 | 回复帖:140
LV6
团长
抢个板凳
2021/03/11 14:07:47
7
hzx6176
电源币:9 | 积分:7 主题帖:3 | 回复帖:19
LV4
连长

我认为你这电流饱和是由后面的续流电感饱和造成的。与变压器励磁电流没关系。你增大电感磁芯可以解决。至于那个小平台,是后边续流电流连续形成的:续流期间四个整流管同时导通,相当于变压器次级是短路的,所以电压出现0电压平台。前面小负载时电流不连续,所以看不到平台。

2021/03/11 16:03:57
8
417zhouge[版主]
电源币:774 | 积分:125 主题帖:11 | 回复帖:983
LV9
军长
电感电流连续模式和断续模式,对应重载和轻载,轻载时,死区情况下,电压有振荡。。。
2021/03/11 16:16:11
9
xd285070[版主]
电源币:70 | 积分:0 主题帖:31 | 回复帖:95
LV7
旅长

一共4个仿真波形哈,

不改变原边电路,仅仅把输出续流电感由68uh改成10uh以后,变压器次级波形,原边MOS的VDS以及输出电感电流的变化

这个是68uh的:

10uh的:

可以看到输出电感的改变,绿色-次级平台开除沟沟,电感的电流是连续的并没有到0开始,实际改变这个电感对抗饱和有点点作用但是,作用有限

我们在改变一下原边的电感量,把1000uh改成250uh保持变比不变:

原边250uh,输出续流68uh:

原边250uh,输出10uh:

可以发现改变原边电感以后,变压器的次级波形视乎出现了一个反激的样子,实际改变初级的电感最抗饱和的作用就非常的好。

就是这个激励电流加大以后,他视乎和输出电流存在某种关系,就像输出电流超过激励电流以后他就容易出现饱和。



2021/03/11 20:43:52
11
hzx6176
电源币:9 | 积分:7 主题帖:3 | 回复帖:19
LV4
连长

仿真中电感(理想电感)是不会饱和的,所以你的几个仿真中电流上升率没有变化(是直线)。但你实验波形确实是输出续流电感饱和了:随着电流增大,电感量下降,电流斜率增大(电流波形上翘)。电饱和是由于磁性元件磁筹不足造成的(磁通量不足),增大磁芯尺寸可解决。

2021/03/22 17:25:36
16
飞翔2004
电源币:3979 | 积分:14 主题帖:183 | 回复帖:879
LV9
军长
磁通不可控才要磁复位,因为可能会饱和所以要复位。
2021/03/23 17:19:56
19
k6666
电源币:977 | 积分:6 主题帖:100 | 回复帖:594
LV9
军长
工作磁感应强度值减小,但这样会降低铁芯的利用率。
2021/03/23 17:19:16
18
k6666
电源币:977 | 积分:6 主题帖:100 | 回复帖:594
LV9
军长
高频开关变换器启动瞬间,由于双倍磁通效应,其磁性元件的铁芯可能瞬态达到饱和,
2021/03/11 22:22:06
12
firefox886[版主]
电源币:339 | 积分:3 主题帖:10 | 回复帖:727
LV9
军长
这个电路是正反激,你把变压器等效两个串联的,一个正激,一个反激,你不就明白了?
2021/03/20 20:48:12
15
XHH9062[实习版主]
电源币:1776 | 积分:38 主题帖:13 | 回复帖:533
LV8
师长
大佬,你去帮王总解决难题
2021/03/18 21:10:32
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qinzutaim[版主]
电源币:1955 | 积分:162 主题帖:38 | 回复帖:3944
LV11
统帅
太复杂的问题就不要拿出来为难大家了
2021/03/24 16:48:19
20
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长
确实确实
2021/03/11 19:13:27
10
旺诠合金电阻1
电源币:0 | 积分:1 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵
**此帖已被管理员删除**
2021/03/12 08:14:48
13
lkings
电源币:232 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:81
LV4
连长
你这种人跑这里来打广告,素质有问题.
2021/03/23 11:41:46
17
ZH电子达人
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:20
LV2
班长
双管正激全桥整流光电隔离,低电压输入,高电压输出,PFC功率效正,应用比较全面。软开关用了移相全桥,方法新颖,值的参考。
2021/03/25 11:27:30
21
yujunice
电源币:26 | 积分:47 主题帖:3 | 回复帖:114
LV4
连长
输入电容和输出电容的纹波电流非常小,这是相对于其它电路结构最大的优点。其次,你的输出电流太大,变压器不好出线,用全桥则必须用倍流整流,又增加了一个电感,索性就用交错正激,正好可以把热量均摊掉。
2021/03/25 11:30:40
22
yujunice
电源币:26 | 积分:47 主题帖:3 | 回复帖:114
LV4
连长

在大功率方面,双管正激或交错并联的双管正激是唯一选择。

1.可靠

2.频率可以很高

3.有无损吸收可用,波形很好

4.工艺处理简单

5.变压器效率高,什么利用率不高,

2021/03/26 15:36:26
23
lihui710884923
电源币:495 | 积分:1 主题帖:177 | 回复帖:556
LV9
军长
变压器复位计算主要于双管正激电源的磁损耗有关系?复位的话用仿真可以吗?
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