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反激1V30A电源VDS超700V求解,整流管瞬间电流可能超过百安培

NCP1377-1V30A电源 

图中已经选择部分的零件没有焊接,电路中L2直接短接了,R18已经是三个100K并联,C13为两个2.2nF并联,可Q2上的电压还超过700V,此电源是全电压工作,现测试为AC220V输入,输出0。6V~1。2V可调,电流为30A左右,变压器用EER28,初级用0.35*2绕112匝,两个辅助绕组都为0.15*2稀绕12匝,输出0.1*105*5绕2匝。采用三明治绕法。

以下图片全为输出为1V,电流为20A所测试。

1、600V的MOS管上承受着700多伏的高压。

 

2、输出电压。

 

3、同步整流管和肖特基上的正向压降电压达1.2V,可以猜测出瞬间的电流应该超过百安培。

 

4、次级线圈上的波形,反激的峰值电压达到了5V。

 

我是没有做过电源的,第一次做就碰到一个这么低电压大电流的电源,还望大家看了之后给点意见,是改变压器还是改什么东西,该怎么改。变压器已经改过几次了,而且线这粗不好加工,我都有点不好意思老是去改样了。

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2011-03-19 23:16

要是我的话,就选择正激+同步整流。次级的电流应力会小很多。

初级电压尖峰高,是因为漏感太大,而RCD吸收电路吸收能力不足所致。

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qingzhong
LV.4
3
2011-03-19 23:26
@让你记得我的好
要是我的话,就选择正激+同步整流。次级的电流应力会小很多。初级电压尖峰高,是因为漏感太大,而RCD吸收电路吸收能力不足所致。

谢谢版主回复,可是现在时间也紧,也来不及再大整了。

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2011-03-19 23:28
@qingzhong
谢谢版主回复,可是现在时间也紧,也来不及再大整了。
变压器的次级可以考虑用铜皮来绕。初级分成两组,把次级铜皮夹在中间。
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qingzhong
LV.4
5
2011-03-19 23:39
@让你记得我的好
变压器的次级可以考虑用铜皮来绕。初级分成两组,把次级铜皮夹在中间。
当时在工厂那里只有0。2*16mm的铜带,可工厂和我朋友都没有采用,铜带能不能降低漏感呢。
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2011-03-19 23:45
@qingzhong
当时在工厂那里只有0。2*16mm的铜带,可工厂和我朋友都没有采用,铜带能不能降低漏感呢。
应该有帮助的。因为铜带比较宽,相当于很多根线平行并绕,应该可以降低漏感。
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2011-03-19 23:47
112:2??匝比太……大了吧。
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amonson
LV.8
8
2011-03-20 07:13

次极最好用铜皮,还有这个整流管的电流在高压的时候应该会超过150A,不改正激实在不是好主意。。。

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2011-03-20 10:51

低压大电流选择反激,本身就不太合适,输出电容对ESR要求极高,否则纹波就会很大

听好版主的,换正激+同步整流,应该会更好整

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qingzhong
LV.4
10
2011-03-20 17:57
@心中有冰
低压大电流选择反激,本身就不太合适,输出电容对ESR要求极高,否则纹波就会很大听好版主的,换正激+同步整流,应该会更好整

谢谢两位版主解答,我的负载是发热片,对纹波要求不高,成本也没有要求,主要是担心这个电源的质量和寿命,现在没有时间允许我再去改方案了,而且我没有做过电源,再改方案的话必定会花很多时间。

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2011-03-20 20:55
@qingzhong
谢谢两位版主解答,我的负载是发热片,对纹波要求不高,成本也没有要求,主要是担心这个电源的质量和寿命,现在没有时间允许我再去改方案了,而且我没有做过电源,再改方案的话必定会花很多时间。

如果是你说的这样的话,建议那你要注意三个方面

1、变压器选长宽比大的,你选的这个EER28/34就符合要求,绕线用多股细线绕,尽量降低绕组的压降,比如次级选用0.25*120根;绕法采用三明治,初级尽量分两层绕完,增加耦合度,降低漏感

2、PCB布线的时候要特别注意大电流环路的走线,短粗直是原则,面积也要做到尽量小,以免产生不必要的干扰

3、成本没有压力的话,尽量选用好一点的器件,做好足够的降额设计,并调整好吸收电路

注意了以上几点的话,还是能设计出满足你要求的电源

 

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2011-03-20 22:43
@qingzhong
谢谢两位版主解答,我的负载是发热片,对纹波要求不高,成本也没有要求,主要是担心这个电源的质量和寿命,现在没有时间允许我再去改方案了,而且我没有做过电源,再改方案的话必定会花很多时间。
在冰版的基础上再补充一点点,你的次级整流二极管后面,要多用几个薄膜电容和电解电容并联。否则你的电解会很热很热,电源的寿命会很短的。
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power_yang
LV.4
13
2011-03-21 00:17

类似的案例能否用有源钳位单端正激,然后次级同步整流。毕竟同步整流比反激容易。但是有什么IC方案来处理初级驱动呢。DCDC里头有经典的lm5025.有没有直接运用于线电压的IC呢?


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qingzhong
LV.4
14
2011-03-21 09:21
@让你记得我的好
在冰版的基础上再补充一点点,你的次级整流二极管后面,要多用几个薄膜电容和电解电容并联。否则你的电解会很热很热,电源的寿命会很短的。

谢谢冰版主和好版主的热心回复,现在做的几个变压器的漏感确实是很大,试过几种线的并绕,我下一步副边再改一下用铜带的方式,因为还有其它控制电路设计,等全套方案全做完了有时间了再看看要不要改正激的方案了。

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qingzhong
LV.4
15
2011-03-22 01:47
@让你记得我的好
在冰版的基础上再补充一点点,你的次级整流二极管后面,要多用几个薄膜电容和电解电容并联。否则你的电解会很热很热,电源的寿命会很短的。

买到了0。3mm厚的铜片,自己用剪刀剪成18mm宽,将原来的多股线改成铜皮后效果没有一点改变。手上设备有限,没有测电感量,不过记得在工厂改线圈没有影响到电感量。郁闷呀,看样子还真要改方案来试不成了。

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qingzhong
LV.4
16
2011-03-22 09:25
@power_yang
类似的案例能否用有源钳位单端正激,然后次级同步整流。毕竟同步整流比反激容易。但是有什么IC方案来处理初级驱动呢。DCDC里头有经典的lm5025.有没有直接运用于线电压的IC呢?

谢谢,能不能推荐一种好实现的方案呢。

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zhijian1024
LV.6
17
2011-03-22 10:42

看了您的电路图,画得真是漂亮,象我这样的新手是无论如何也达不到这种水平的。

电路好像不是反激的,倒像是正激的,但正激的好象也不像,它应该有个续流管。

提点不成熟的建议,您的同步整流MOS,换个方向如何?同时修改一下这个驱动电路。我总觉得MOS的开启需要时间,这个时间比二极管的导通时间要长一些吧,如果电路是反激的,这也许Q2超过700V的原因吧?

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qingzhong
LV.4
18
2011-03-22 12:21
@zhijian1024
看了您的电路图,画得真是漂亮,象我这样的新手是无论如何也达不到这种水平的。电路好像不是反激的,倒像是正激的,但正激的好象也不像,它应该有个续流管。提点不成熟的建议,您的同步整流MOS,换个方向如何?同时修改一下这个驱动电路。我总觉得MOS的开启需要时间,这个时间比二极管的导通时间要长一些吧,如果电路是反激的,这也许Q2超过700V的原因吧?

谢谢夸奖,如果MOS管换个方向的话那反馈也要改一下吧,还有就是反激的芯片直接改正激行吗?我是一直做单片机的,真的没有做过电源。电路是能看明白,但变压器还真搞不来。

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power_yang
LV.4
19
2011-03-22 13:46
@qingzhong
谢谢,能不能推荐一种好实现的方案呢。
记得做5V反激电源的时候也有同样问题,主要是变压器漏抗造成初级反射电压太高,且产生强振铃。除了优化变压器和RCD回路之外。还要在设计上改动参数。
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power_yang
LV.4
20
2011-03-22 14:03
@qingzhong
谢谢,能不能推荐一种好实现的方案呢。

VDS图中振铃很强,说明漏抗大或者RCD阻尼特没调好。而且你的Vor还是很高的,这个要看输出绕组电压对应着看一下是什么原因。还有变压器变比太大,不管用铜箔还是利兹线都不会有好效果的。您的设计方案里头已经有同步整流,30W反激绝对能处理了。

降低变比--降低Vor(但是反射电压有Vor和振铃电压组成),拓宽副边占空比降低电流有效值和峰值。但是也带来了初级占空比损失,而且对副边整流的耐压也有更高的要求。

初级并联RC串联阻尼振铃,这样做会损失效率。不知道您的电源是否有效率要求。我当时做5V1A的时候 效率才0.67,Top221次级肖特基.

还有就是降低频率,进一步减小漏抗带来的影响。

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zhijian1024
LV.6
21
2011-03-22 15:54
@qingzhong
谢谢夸奖,如果MOS管换个方向的话那反馈也要改一下吧,还有就是反激的芯片直接改正激行吗?我是一直做单片机的,真的没有做过电源。电路是能看明白,但变压器还真搞不来。
我是想,MOS管换个方向是用它的本体二极管作整流,MOS饱和开通后MOS管饱和压降低于这个本体二极管的压降,这样本体二极管MOS开通后就不起作用了,反馈可以不用改呀。
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qingzhong
LV.4
22
2011-03-22 16:31
@zhijian1024
我是想,MOS管换个方向是用它的本体二极管作整流,MOS饱和开通后MOS管饱和压降低于这个本体二极管的压降,这样本体二极管MOS开通后就不起作用了,反馈可以不用改呀。
mos管的本体二极管本来就用上了的呀,只不过这里电流太大,再多并了个40A的肖特基,而且这个肖特基反向压降只有15V,目的是流过40A时正向压降只有0。4V。MOS管的本体二极管应该是达不到这个参数的。
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qingzhong
LV.4
23
2011-03-22 16:49
@power_yang
VDS图中振铃很强,说明漏抗大或者RCD阻尼特没调好。而且你的Vor还是很高的,这个要看输出绕组电压对应着看一下是什么原因。还有变压器变比太大,不管用铜箔还是利兹线都不会有好效果的。您的设计方案里头已经有同步整流,30W反激绝对能处理了。降低变比--降低Vor(但是反射电压有Vor和振铃电压组成),拓宽副边占空比降低电流有效值和峰值。但是也带来了初级占空比损失,而且对副边整流的耐压也有更高的要求。初级并联RC串联阻尼振铃,这样做会损失效率。不知道您的电源是否有效率要求。我当时做5V1A的时候效率才0.67,Top221次级肖特基.还有就是降低频率,进一步减小漏抗带来的影响。

谢谢解答的这么详细,我的电源效率没有要求,要求是全电压工作,性能稳定就可以。但是现在电路中高压MOS管和低压MOS管都热,最不好的就是靠近整流出来的两个大电容也有发热。高压的MOS管发热不知道是不是VDS超过了MOS管的耐压造成的,目前还没有换更高压的MOS管试。低压的MOS管有热应该是正常的.

好版主说到用薄膜电容,可是我空间下只能放下贴片的电容了,板的正面已经不好再装零件了,不知道能不能用贴片电容代替。如0805的耐压6。3V容量在10uF的X5R电容。

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power_yang
LV.4
24
2011-03-22 18:12
@qingzhong
谢谢解答的这么详细,我的电源效率没有要求,要求是全电压工作,性能稳定就可以。但是现在电路中高压MOS管和低压MOS管都热,最不好的就是靠近整流出来的两个大电容也有发热。高压的MOS管发热不知道是不是VDS超过了MOS管的耐压造成的,目前还没有换更高压的MOS管试。低压的MOS管有热应该是正常的.好版主说到用薄膜电容,可是我空间下只能放下贴片的电容了,板的正面已经不好再装零件了,不知道能不能用贴片电容代替。如0805的耐压6。3V容量在10uF的X5R电容。

L2 串联在输出做啥用,这个会增加漏抗到初级。

既然是谐振方式 加大C15 可以减少振铃峰值,然后变压器初级用RC消去振铃。当然啦 这样效率会降低。这种电路 Vbus就算375V 那么 Vor如果取值65V(由于是低压输出,为了拓宽副边占空比。和降低变比。)用EER的磁芯中柱长漏抗可有改善。

还有我比较感兴趣的是你这个电流互感器驱动的同步整流是否有好的效果呢。因为我也想改进一下以前的几个案子。

ESR造成电容发烫?你副边的峰值电流会有百来个安培这点很是头晕。发烫还是小事情。如果这些压降反射到初级将是麻烦。实际电路馈入功率可能是50多瓦。

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2011-03-22 18:18
@qingzhong
谢谢解答的这么详细,我的电源效率没有要求,要求是全电压工作,性能稳定就可以。但是现在电路中高压MOS管和低压MOS管都热,最不好的就是靠近整流出来的两个大电容也有发热。高压的MOS管发热不知道是不是VDS超过了MOS管的耐压造成的,目前还没有换更高压的MOS管试。低压的MOS管有热应该是正常的.好版主说到用薄膜电容,可是我空间下只能放下贴片的电容了,板的正面已经不好再装零件了,不知道能不能用贴片电容代替。如0805的耐压6。3V容量在10uF的X5R电容。

绝对不行的。0805的电容要是能这么用。那么做薄膜电容的厂商都去跳海吧。。。。。。

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power_yang
LV.4
26
2011-03-22 18:19
@qingzhong
谢谢解答的这么详细,我的电源效率没有要求,要求是全电压工作,性能稳定就可以。但是现在电路中高压MOS管和低压MOS管都热,最不好的就是靠近整流出来的两个大电容也有发热。高压的MOS管发热不知道是不是VDS超过了MOS管的耐压造成的,目前还没有换更高压的MOS管试。低压的MOS管有热应该是正常的.好版主说到用薄膜电容,可是我空间下只能放下贴片的电容了,板的正面已经不好再装零件了,不知道能不能用贴片电容代替。如0805的耐压6。3V容量在10uF的X5R电容。

还有你看看电路中R18 烫不烫,因该烫的。看了第一个波形图感觉这个图和没有接RCD是一样的。

以前我调过FSCQ0765的电路 出6V4A 和300V0.1A。负载统统按比率加上由于300V绕组的关系效率还是很高的,反射电压和波形都漂亮,只是交叉调整率一塌糊涂,只能稳定6.3V灯丝电压300V就不管了。

可是问题来了,电源只接6.3v单独输出效率只有0.65,振铃大,反射电压出现明显斜坡,说明漏抗和ESR在作怪。最后没办法 只能是加大DS的电容,调整RCD,用RC阻尼,一道上。开关管道是不烫了,波形也可以接受了。只是效率进一步下降。主要是变压器和RCD发热。还有副边的肖特基必须散热才行。

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power_yang
LV.4
27
2011-03-22 18:24
@qingzhong
谢谢解答的这么详细,我的电源效率没有要求,要求是全电压工作,性能稳定就可以。但是现在电路中高压MOS管和低压MOS管都热,最不好的就是靠近整流出来的两个大电容也有发热。高压的MOS管发热不知道是不是VDS超过了MOS管的耐压造成的,目前还没有换更高压的MOS管试。低压的MOS管有热应该是正常的.好版主说到用薄膜电容,可是我空间下只能放下贴片的电容了,板的正面已经不好再装零件了,不知道能不能用贴片电容代替。如0805的耐压6。3V容量在10uF的X5R电容。
即使馈入50W也不会引起高压mos自散热问题。高压mos发热,这个原因不找出会出质量问题的。看看管子电流和电压的李沙育图
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power_yang
LV.4
28
2011-03-22 19:00
@qingzhong
谢谢解答的这么详细,我的电源效率没有要求,要求是全电压工作,性能稳定就可以。但是现在电路中高压MOS管和低压MOS管都热,最不好的就是靠近整流出来的两个大电容也有发热。高压的MOS管发热不知道是不是VDS超过了MOS管的耐压造成的,目前还没有换更高压的MOS管试。低压的MOS管有热应该是正常的.好版主说到用薄膜电容,可是我空间下只能放下贴片的电容了,板的正面已经不好再装零件了,不知道能不能用贴片电容代替。如0805的耐压6。3V容量在10uF的X5R电容。
FSCQ0565的情况
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power_yang
LV.4
29
2011-03-22 19:01
@power_yang
FSCQ0565的情况[图片]
   
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power_yang
LV.4
30
2011-03-22 19:03
@power_yang
图[图片] [图片] [图片] 

最后还测试了这种电路不过效果一般般 还不如用RCD。

上面的波形应该是RCD的然后谐振电容加的大了一点 记得是471到102都试过


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zhijian1024
LV.6
31
2011-03-22 20:15
@qingzhong
mos管的本体二极管本来就用上了的呀,只不过这里电流太大,再多并了个40A的肖特基,而且这个肖特基反向压降只有15V,目的是流过40A时正向压降只有0。4V。MOS管的本体二极管应该是达不到这个参数的。
汗!把肖特基当成稳压管了。
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