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【我是工程師第三季】經典的LLC半橋電源制作(更新Gb文件)
閱讀: 57260 |  回復: 306 樓層直達

2017/03/03 22:21:41
1
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長
此帖被設為精華,作者+10積分 此帖被推薦到論壇首頁,作者+2積分

QQ截圖20160321155901  【參與就有獎】曬出你的十一動態 讓電源網論壇分享你的心情

QQ截圖20160321155901   【第六屆】我是工程師技術原創大賽 數萬元獎品等您來



      時間飛逝,不知不覺【我是工程師第三季】又拉開了帷幕,這將又是各位工程師們大顯身

手的時候了;當然了,這也將是帷幕的主辦方“電源網”最忙的時候了,所以了,在此我們先把

掌聲送給支持我們的各位電源網工作人員,您們辛苦了。

     出來工作也快一年(到7月份)了,在公司也沒有什么項目做,上班除了學習還是學習,

偶爾幫忙搞搞測試;當然了,像我這種愛動手的人是閑不住的,所以只能自己找事情做了;

由于家里在使用12V的鉛酸電池,所以準備做一款充電器。

==========================================================================

    其設計規格如下:

輸入:90~264Vac(50~60Hz)

輸出:[email protected](恒壓&恒流)

目標效率:92%


    初定方案如下:

主功率: 采用UCC28019+L6599+TEA1995+AP4310

輔助電源:采用SD6863+TL431

==========================================================================

    這里要說明一下,為什么把標題定義為“經典的LLC半橋電源制作”,主要是因為采用L6599

作為主控;我也是剛畢業不久的新手,接觸LLC也不久,了解的也不是很多;但是,有關LLC

的相關資料,更多的是以L6599(L6598也有)作為講解,所以稱為“經典LLC”;當然了,也

可以用SG3525、TL494來制作LLC,相對復雜了些,要有一定的功底才能搞得定。

===================================================================================

    其實,做這個電源的想法,在年前就有了,就是一直沒有對手而已,現在趁著“我是工程師第三季”這

活動,準備制作;當然了,還是那句話“個人認為,要制作一款電源,首先的有個外殼”;這樣的話,

才能有個約束,也就是PCB的大小,不然板子的大小不好確定,再一個就是,做好了,再去找外殼,是比

較費勁的。


    在公司找到的一個1U的通信電源外殼,其規格是15cm*12.5cm*4cm;原來該外殼

的電源是225W的功率,這次用來做280W應該也還可以,到時候以實測溫升為準。

==============================================================================================

 一樓就新修建到這,后續有什么資料,再發表在此;后續樓層再慢慢談論。


相關技術資料:

L6599.pdf

L6599中文資料.pdf

UCC28019.pdf

AP4310.pdf

SD686X中文資料.pdf

相關設計資料

280W-LLC變壓器計算.pdf

280W-L6599計算.pdf

原理圖.pdf

280W-PCB.pdf

Top Layer.pdf

Bottom Layer.pdf

工程GB文件:

280W_PCB_Project_GB文件.rar

標簽 經歷分享

電源網-璐璐在2017-03-06打賞該貼 +5 電源幣 打賞理由:

2017/03/03 22:21:59
2
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

     第二版的PCB圖,這次保留了原檔,和PCB板子一一對應。















2017/07/05 01:59:25
218
thtth1982
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:5 | 回復帖:36
LV4
連長
還沒做好 繼續努力 上下占空 不一樣大
2017/07/05 08:13:46
219
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長
首先感謝您的回復;這個問題有發現,后續有時間再慢慢解決了。
2017/03/06 10:21:31
3
電源網-璐璐
電源幣:1092 | 積分:80 主題帖:274 | 回復帖:1506
LV10
司令
等更新~~~~
2017/03/06 22:26:12
4
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長
璐璐,這個版區好像不怎么活躍呀
2017/03/07 11:04:57
5
電源網-璐璐
電源幣:1092 | 積分:80 主題帖:274 | 回復帖:1506
LV10
司令
身為實習版主,人人有責啊~~~~~
2017/03/08 22:21:41
6
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長


      AC輸入部分,采用了兩級差模、共模濾波,emi調試的時候會好一點;壓敏

電阻、熱敏電阻以及放電電阻都加上了,同時放電管也加上了;唯一不足的是,

熱敏電阻那沒有加繼電器,看后續是否加入。

2017/03/09 21:05:16
7
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

        PFC部分,采用UCC28019為主控CCM模式的PFC;用了兩個TO-220封裝MOS并聯,

于是采用了一級圖騰擴流推MOS;大電容采用了180UF/450V,做280W有余了;主電感

準備使用磁環繞制。

2017/03/10 22:15:55
8
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

    輔助電源部分,采用士蘭微公司的SD6863,該芯片集成了MOS管,做12W沒有問題;兩路輸出,一路給原邊供電,一路給副邊供電;原邊采用了性線穩壓。

2017/03/12 13:33:46
9
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長


     該電路以L6599為主控搭建的LLC半橋電路;L6599使用的是標準的配置電路;次級輸出采用了小板直插式的SR電路;等后續調試板子的時候在慢慢聊其工作原理及現象和波形圖。



2017/03/12 13:34:04
10
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長


     該電路采用AP4310設計的一個恒壓恒流雙環反饋;主要利用了AP4310集成基準和兩個運放,這樣相對TL431和LM358來搭建,電路就有所簡化了;其原理就不多說了,就是電壓環一個運放,電流環一個運放。


2017/03/12 13:34:26
11
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長


      該風扇控制電路比較簡單了;采用一個PNP管和一個NTC搭建的一個控制電路;其工作原理是:在TR3受溫度影響時,其阻值下降,使Q4的B基電壓下降,使Q4開通,這樣風扇就開始工作。

      


2017/03/20 22:14:46
30
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

漏了同步整流的原理圖了,在這里補上;TEA1995每邊驅動3個MOS。

2017/04/01 15:01:53
48
shiqinglin
電源幣:23 | 積分:0 主題帖:2 | 回復帖:10
LV2
班長

樓主這里的端子定義是不是有點問題啊?上面的原理圖腳位定義3和4是不是要交換下。

2017/04/01 18:03:03
49
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長
感謝你的提出;原理圖是要將3腳和4腳換一下的;我在布PCB的時候有改過封裝,原理圖忘記更新了。
2017/08/02 17:35:01
266
wgflym
電源幣:10 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:9
LV2
班長
樓主,激磁電感在哪里?是多大的?
2017/07/31 20:13:13
261
fangyi2012
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:2
LV1
士兵

版主好! 我也是初次接觸LLC,目前在調試一款36v 10A 的電源,遇到幾個不解希望版主無私指教一下: 就是PFC電感的選用,我采用的是NCP1653 100KHZ,那款IC作為控制,發現采用鐵氧體電感比鐵硅鋁環的效率要高出1%個點多一點, 另外LLC德 諧振電感 我也是用雙槽的,咋比是5左右 初級40圈 輸出8圈,漏感位160UH, 調試時如果將初級感量磨到1.mH時效率只有91%,但是如果初級感量加大到1.6mH時 發現效率達到了93% , 初級感量在1mH時滿載工作會出現突然停機,在啟動的現象 ,雖然初級感量到1.6時看似解決了這個問題,但與大家推介的K取直3-6相差太大,自己笨找不到原因,還望版主大大幫忙解惑 萬分感謝。以上參數均微滿載條件下測試 PFC電壓時410V  LLC主控用的NCP1396A  再次感謝版主的無私奉獻!

2017/07/31 20:27:29
262
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長
NCP1653是CCM模式的PFC,首先你的計算好其電感量;理論上鐵硅鋁的磁環要優于鐵氧體,要注意鐵硅鋁磁環的導磁率,這樣在匝數(因為總電感量定了,又不能開氣息)方面才好控制;;LLC方面你可以先用公式進行一個大概的計算,這樣在變壓器的優化上才會有方向,,在諧振電容和PFC電壓確定了的情況下,只有通過調節諧振電感(漏感)來調整諧振腔,使LLC在滿載情況下工作在最佳狀態,怎么樣判斷工作在最佳(電壓、電流波形正弦化),就要通過測試諧振電容上的電壓波形以及其電流波形及開關波形來判斷了,我的帖子后面有相關的波形圖,有需要可以看看。
2017/08/01 11:46:53
263
cjhk
電源幣:659 | 積分:106 主題帖:39 | 回復帖:139
LV9
軍長

    請問你們一個問題,目前正在做LLC電源,前級PFC功率校正電路  其功率電感器   如果采用鐵氧體磁芯做的話,其氣息你們是怎么開的。目前我采用鐵氧體磁芯做,經過計算發現氣息太大了,手工磨氣息太費事,墊紙片,紙片本身的厚度也比較嚇人。

    目前已經改用鐵硅鋁磁環做,想問一下諸位用鐵氧體做如何控制氣息?

2017/08/02 16:39:39
264
wgflym
電源幣:10 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:9
LV2
班長
版主,首先感謝你的分享,想問問你,熱敏電阻那加繼電器是什么作用?一般怎么使用方便?
2017/08/02 16:49:28
265
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

一般大功率才在熱敏電阻處并聯繼電器;

其作用是在開機后短路熱敏電阻,一個是提升效率,一個是保護熱敏電阻(長時間工作會縮短壽命);

 

2017/08/03 10:49:45
270
wgflym
電源幣:10 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:9
LV2
班長

一般大功率才在熱敏電阻處并聯繼電器,

其作用是在開機后短路熱敏電阻,一個是提升效率,一個是保護熱敏電阻(長時間工作會縮短壽命);

使用繼電器時,應該是需要一個輔助電源的,這個輔助電源怎么解決,有什么特殊的技巧嗎

感謝!

2017/08/03 10:43:09
269
wgflym
電源幣:10 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:9
LV2
班長

AC輸入部分,采用了兩級差模、共模濾波,您這里的差模共模電感電容是怎么選擇的,他們是怎么計算出來的?還是經驗值選擇?

2017/10/08 10:22:20
282
吾日三省吾身
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:4
LV1
士兵
新手求教,熱敏電阻TR1為什么要串在回路中?
2018/05/21 14:49:46
303
ydj8415
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:1
LV1
士兵
比我還新人,熱敏電阻,本來是抑制浪涌電流過大,起過流保護,控制電路中電流過大,當然必須要串聯的電路中了,
2017/03/12 20:00:13
12
貼片機
電源幣:8 | 積分:1 主題帖:122 | 回復帖:573
LV8
師長
頂,學習.
2017/03/13 19:26:38
13
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
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軍長

      PCB在2月中旬就已經畫完了第一版(V_2.1_PCB)了;現在才發帖,遺憾的是,源PCB工程已經改動了,所以在這只能貼出當時打樣導出來的Geb文件了,有些模糊,將就看看吧;下一版就有高清圖了。PCB的大小為12.6*11.8cm,是根據外殼來定的板形;從布局來看,左下角是次級;左上角是輔助電源;上邊是EMI;右邊是PFC;中間是LLC部分。



2017/03/13 19:27:37
14
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

這兩個圖層分別是頂層和頂層絲印;


2017/03/13 19:28:18
15
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

這兩個圖層分別是低層和低層絲印;


2017/03/13 19:28:40
16
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

目前看到的這個板子是SR小板,輸出同步整流小板;TEA1995為主控,每邊3個MOS并聯。

2017/03/13 19:29:11
17
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

板子大小4*3.4cm;同樣采用雙面板設計。






2017/03/14 23:43:41
19
風丶殤
電源幣:4 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:55
LV4
連長
期待樓主的大作!!!!!
2017/05/07 22:45:10
92
雪山懶狐
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:3
LV1
士兵
坐沙發
2017/03/14 10:22:03
18
tallmancyh
電源幣:4 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:30
LV3
排長
28019有1A的驅動電流,280W可以不用圖騰了吧。
2017/03/15 18:03:56
20
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長
準備在下一版中,取消該圖騰電路。
2017/03/15 19:13:55
21
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

主功率板;相比上面發的Geb文件看起來要清晰、好看多了;做的板子質量不錯,遺憾的是元器件封裝外框的線用的太細(0.15mm)了,所以看起來不怎么清晰;下一版準備改為0.2mm的。



2017/03/15 19:14:20
22
154600[版主]
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LV9
軍長

這是正反面的合照。

2017/03/15 19:14:49
23
154600[版主]
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LV9
軍長

這是同步整流的小板;遺憾的是小板的封裝用的有點大了,還有就是金手指也大了點。

2017/03/16 21:44:10
24
154600[版主]
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LV9
軍長

準備開始焊接板子,新從貼片焊起;需要一邊找元器件一邊焊接,所以這是一個漫長的過程,是比較需要耐心的。

2017/03/16 21:47:09
25
154600[版主]
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LV9
軍長

一晚上兩個多小時就焊了這么多,眼睛都看花了。

2017/03/17 23:08:53
26
154600[版主]
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LV9
軍長

   經過又一次的折騰,終于把貼片搞定了;這是在洗了板子后拍的照片,看著干凈;接下來就是焊插針了。

2017/03/20 16:29:10
27
forua
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:1
LV1
士兵
好厲害呀!!學習學習
2017/03/20 22:07:48
28
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

      插件(有的采用拆機件)也基本焊接完畢,就差一個變壓器了;周末抽空繞一個變壓器;想到變壓器就是一個頭疼的問題,所以決定先計算一遍,再進行繞制,這樣心里才有數,免得走彎路。

2017/03/20 22:10:27
29
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

   這是同步整流小板;采用TEA1995為主控,低邊整流,每邊采用3個MOS并聯。

2017/03/20 22:17:51
31
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

     不同角度來一張,看著還不錯,就是不知道能不能開機;開機先不說,開機會不會炸機,這是個問題;決定有空先把PFC和輔助電源調下先,變壓器的繞制先放放。

2017/05/07 22:50:48
93
雪山懶狐
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:3
LV1
士兵
占沙發學習,樓主不易贊一個
2018/08/13 11:23:07
305
liuyaf
電源幣:25 | 積分:0 主題帖:6 | 回復帖:59
LV4
連長
怎么不是先把IC外圍器件焊好后再焊IC。
2017/03/21 21:55:47
32
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長


     在還沒有上電開機前,還是先來回顧一下理論和芯片資料吧,這樣調起機來,才心里有數,才會得心應手,不然一頭霧水。

    UCC28019-是一款8引腳的連續導電模式(CCM)控制器,該器件具有寬泛的通用輸入范圍,適用于100W至2kW以上的功率變換器。有源功率因數校正控制器UCC28019使用Boost拓撲結構,工作于電流連續導電模式。可以通過調整VSENSE腳的電壓低于0.77V而使系統工作于低功耗待機模式。開關頻率可以控制在±5%的精度,可以為外部開關管提供快速1.5A峰值柵極驅動電流。

    (1)  UCC28019的特點:

      不需要對電網電壓進行檢測,減少了外圍元器件;

      寬范圍的通用交流輸入電壓;

      65kHz的固定開關頻率;

     ④ 最大占空比達97%;

     ⑤ 輸出過壓、欠壓保護,輸入掉電保護;

      單周峰值電流限制;

      開環保護;

      低功耗待機模式;


2017/03/21 21:56:06
33
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

  要注意的是6腳(VSENSE)上的電容要注意一下取值,會影響到電壓的穩定;還有就是其基準是5V,而不是2.5V,計算的時候要注意一下;還有就是3腳(ISENSE)上串聯的電阻,最好使用推薦的220歐。

2017/03/22 22:23:12
34
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

L6599,ST公司推出的一款經典的LLC控制芯片;內部集成了自舉電路;要注意一下的是驅動電流的大小。

2017/03/22 22:25:18
35
154600[版主]
電源幣:271 | 積分:63 主題帖:28 | 回復帖:488
LV9
軍長

L6599的內部框圖,在設計時要注意一下芯片的4/5腳以及1腳的配置,后續會詳細的計算該參數。

2017/03/24 21:36:59
36
154600[版主]
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LV9
軍長

1.較寬的供電范圍:4.5V-38V
2.SO8 封裝里集成了二個同步整流控制器,適合LLC 諧振變換器

3.適合多個輸出繞組反激變換器同步整流
4.支持5V 操作,所以可以選擇邏輯電平的同步整流MOSFET 開關管
5.每個同步MOS 管采用的是差分輸入檢測,包括漏極和源極電壓
    TEA1995T 有額外的源極檢測引腳(SSA/SSB)。用來檢測同步整流MOSFET 的漏源極電壓。
源極檢測引腳必須盡量靠近MOSFET 的源極。這樣可以減少由于寄生電感以及大的di/dt 導致的
電壓誤差。

2017/03/25 20:08:59
37
154600[版主]
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LV9
軍長

   

     這是輔助電源的變壓器,其型號是EE19;使用的是兩排引腳加寬的骨架,不是標準的那種。變壓器的參數設計,后續會更新;這里先把繞制的過程講解下。有什么不對的,還請各位師傅各抒己見。


2017/03/25 20:11:39
38
154600[版主]
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LV9
軍長

     首先繞制的是N1層,也就是屏蔽層;采用0.18mm*2雙線并繞,掛在5腳上開始;順時針密繞。

繞滿一層結束,然后包上1層的膠帶;要注意的是結束端是直接包扎在里面的,不要散出來了。


2017/03/25 20:20:00
39
154600[版主]
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軍長

N2層,一次側主功率繞組;從3腳開始,4腳結束;N2層一共96Ts,分3層繞制,每層32Ts;順時針,密繞。

N2繞組結束的時候,先貼一層膠布,不要剪短膠布,然后將結束線頭折回去,再貼一層膠布即可。

2017/03/25 20:25:30
40
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LV9
軍長

N3層,VCC繞組22Ts;從1腳開始,采用0.25mm*2雙線并繞。

繞組結束后,也先貼一層膠布,然后將線折回去掛在2腳上,再貼一層膠布即可。

2017/03/25 20:32:13
41
154600[版主]
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軍長

N4層,二次側,輸出主功率繞組;采用0.6mm的三層絕緣線繞制20Ts;從變壓器頂部回繞,密繞。

要注意的是,開始繞的時候要把套管先套上去;繞完后,貼一層膠布。

2017/03/25 20:35:52
42
154600[版主]
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軍長

N5層,一次側主繞組剩下的部分(采用三明治繞法);從4腳開始,5腳結束。



2017/03/25 20:41:18
43
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LV9
軍長

將引腳整理好,并上錫焊接好。


使用電橋進行電感量的調節;電橋設置為1K/0.25V。



通過磨磁芯中柱,將電感量調節到1.4--1.5mH即可。


2017/03/25 20:43:15
44
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LV9
軍長

漏感測試,將二次側的繞組短路,測試即可。

繞的不怎么好,漏感稍微大了點;如果能控制在80uh之下就更好了。

2017/09/27 19:06:28
280
副帥
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LV2
班長
電橋測試時,設置為1k/0.25V有什么講究不?
2018/04/27 01:34:19
300
294540182
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LV1
士兵
樓主用的繞變壓器的裝置哪里可以買到么?
2017/03/28 18:18:53
45
154600[版主]
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軍長

     剛接觸LLC不久,還是先來學習下原理,然后再進行實戰;這樣調起機子來,會少走一些彎路,得心應手一些。

一.LLC半橋工作原理

1.LLC串聯諧振原理簡圖


原理分析:

           從上圖中,其原理是當Q1導通時,通過激磁電感和諧振電感給以諧振方式給電容充電,向副邊傳輸能量,此時DR1導通,當諧振電流的變化等于諧振電流的值時,DR1零電流關斷,由于此時諧振回路為Lp、Lr、Cr組成的諧振回路,諧振電流變化很小,Q1會硬關斷,這時適當的選擇激磁電感的大小,會降低Q1的關斷損耗,在此同時,由于Q1關斷,Lp兩端電壓反向,電流通過Q2體內二極管流通,這時如果Q2導通,即MOS實現ZVS。Q1的ZVS類似上面的分析。


2.簡化模型如下:(Rac為副邊折算到原邊的阻抗)


    通過對模型的簡化,我們可以推測電壓增益的方程式:

2017/03/30 18:57:28
46
154600[版主]
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LV9
軍長

二.LLC參數設計與計算


LLC設計主要關聯K、Q、n三個因素,下面展開其進行設計計算:

1.Q值的選取,由于在目前的設計中,Q值的選取沒有一個定性的設計值,建議選小于1;

2.K的選取,K值的經驗值取3-6之間;

3.n的選取,依據公式:


LLC工作狀態圖參照如下曲線:


2017/03/30 23:47:02
47
Ghost2017
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LV1
士兵
頂一下,待細細學習
2017/04/02 15:40:36
51
154600[版主]
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LV9
軍長
感謝支持,大家一起學習。
2017/04/02 08:28:52
50
探索者2
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LV4
連長
講解的不錯,占位學習下
2017/04/02 15:41:00
52
154600[版主]
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LV9
軍長
感謝,共同學習進步。
2017/09/30 11:28:37
281
lllhk007
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LV4
連長
好貼,學習了
2017/10/26 09:08:23
283
gaohaosky
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LV2
班長

認為以下地方描述不對吧

當諧振電流的變化等于諧振電流的值時,DR1零電流關斷---------------------------------------

i_Lr減小至 i_Lp時DR1判斷,可能你說的也是這個意思。

由于此時諧振回路為Lp、Lr、Cr組成的諧振回路,諧振電流變化很小,Q1會硬關斷,這時適當的選擇激磁電感的大小,會降低Q1的關斷損耗------------------------------------------------------

Lp的接入,使得Lp、Lr、Cr的基波頻率變變小,周期T變大,所以諧振電流變化率變小,可近似 認為電流恒定。

1) 如果MOSFET沒有結電容的話,顯示是開關動作強制切斷此電流,然后此電流通過Q2的二極管續流。-----即 Q1硬關斷。。。。。

2)   實際 MOSFET結電容不能忽略,中點電位不能突變,諧振電流不能突變,關斷Q1,理論上 如果驅動給力的話,Q1  不會出現硬關斷,

可惜我沒有波動  工作需要 剛接觸開關電源,求交流 學習  感覺用硬件搭建的都是大牛

2017/04/02 16:28:17
53
154600[版主]
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LV9
軍長

    初級采用0.7的三層絕緣線繞制39T。

盡量要繞制的緊和平整。


繞完后,包好膠帶。


2017/04/02 16:31:18
54
154600[版主]
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LV9
軍長


     先將次級的銅線準備好;這里采用0.1*170的兩根為一段的整流輸出,兩個整流MOS就要用到.1*170*4根;兩兩并繞,

也就是4更并繞。

固定好開始端,就可以開始繞線了,設計是2T。

繞完3T后,先包2T膠帶,再進行線頭整理,避免散開。




      然后將并繞的其中一根(一根等于0.1*170*2)和另外一根首尾相連作

為公共端,剩下的兩個線頭作為各自的整流前端。

2017/04/02 16:35:14
55
154600[版主]
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LV9
軍長

整理引腳,然后進行上錫,進行電感量的測量和調試。


焊接一小段焊錫,主要是為了短接,用來測試漏感的。


2017/04/02 16:37:07
56
154600[版主]
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LV9
軍長

主電感測試;根據設計電感量在650UH左右;通過磨磁芯中柱來調節感值。



============================================================================



漏感測試;計算的漏感是115uh左右,由于工藝的問題,稍微偏大了一點;后續再做優化。



2017/04/04 08:10:42
57
貼片機
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LV8
師長
請問您這個骨架是什么規格的?磁芯是PC44嗎
2017/04/04 15:14:25
58
154600[版主]
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LV9
軍長
ETD34的;磁芯是PC44。
2017/06/26 19:53:09
185
asimilar
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LV4
連長

版主,你好!

你把主繞組與輸出繞組用槽進行隔開的話,這樣耦合系數高么?這樣做有什么好處?

2018/05/07 14:04:42
301
jerry20381
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LV1
士兵
請問一下,這個諧振電感如果是單獨用骨架來做的話,應該怎么樣算呢?N=LI/(Ae*B)? 那這里面的I又是應該用那個電流呢,原邊的峰值電流Im?還是原邊的有效值電流Irms? B是也像主變壓器那樣用兩倍來算還是只用一倍呢?
2018/05/07 17:24:56
302
jerry20381
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LV1
士兵
請問一下,如果這個諧振電感用獨立骨架來做的話應該怎么來確定匝數呢?N=LI/(Ae*B)? 那這里面的I又應該用哪個電流呢?是Im還是原邊的有效電流Irms呢?B是不是也要像變壓器那樣用兩倍的值呢?請指教一下,謝謝!
2017/04/05 19:02:05
59
154600[版主]
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LV9
軍長

    由于焊接變壓器后沒有拍照了,就來這張測試時候拍的照片吧;這是安裝完成后的裸板;部分采用拆機件。

2017/04/05 19:06:09
60
154600[版主]
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軍長

    焊接好變壓器和同步整流小板后,就開始給板子上電測試了;最激動人心的

時刻到了,兩眼睛死死的盯著功率計,在按下開關(90Vac)的時候,看到功率

計功率突然出現大功率,馬上就關掉了;看看了看板子,量了下,也沒有發現

什么異常;對大電容放電,發現時間持續的比較久,說明電壓充的夠高了;于是

再次上電,其實功率大了一下就小下去了,原來是在給BULK電容充電。

    先說明一下,在最開始上電時,LLC的芯片是沒有供電的;先測試PFC和輔助

電源部分,PFC部分沒有什么問題;于是就把LLC芯片供電接上,再次開機;預料

之外的事情發生了,并沒有輸出。


       于是就有了上面這張圖;將同步整流拆除,換成二極管,開機故障依舊,說明

有可能故障不在這;繼續找對策,將AP4310供電拆掉,直接找來一個適配器的電

源,采用它的TL431反饋部分;上電開機,嘿,有輸出了;基本可以判斷,是反饋

部分的問題了。

2017/04/05 19:34:21
61
154600[版主]
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LV9
軍長

     通過對原理圖分析,發現少了紅色圈那的電阻(第一版的原理圖是沒有畫

這個電阻的);都怪太粗心大意了,對AP4310的外圍不太熟悉,所以在設計

電路之前,一定要弄懂,讀透資料,這樣才不會走一些彎路;加上這個電阻后,

開機就有輸出了;其原因是,AP4310里面集成2.5v的基準,在啟動的瞬間,只

有給該腳一個電流,其基準才能建立;所以,沒有這個電阻開機沒有輸出就是

該基準沒有建立。


    直接在VCC上焊接一個貼片電阻,飛線過去(圖中黃色線)。


2017/04/06 13:14:26
62
花雨漫天
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LV2
班長
好鐵好鐵
2017/04/06 18:57:29
63
154600[版主]
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LV9
軍長

    將二極管換成40100的兩個并聯;繼續帶載調試。

2017/04/06 19:04:32
64
154600[版主]
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軍長

帶載15A,輸出電壓下掉0.3V左右,還是比較正常的;但是,再繼續加載就不正常了。

    帶載到16A時就開始一直往下掉了,17A的時候就掉到13.4V了。

在繼續加載到20A的時候就下掉到13.4v了;經過初步測量判斷,

是變壓器的匝比不怎么合適,將PFC電壓上調20V,滿載20A的時候

電壓在13.6V左右。后續還要優化諧振腔。

2017/04/09 15:09:56
65
矜持的有點假
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LV1
士兵
DC ELECTRONIC LOAD這玩意調試是個好東西啊
2017/04/12 21:17:25
66
154600[版主]
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LV9
軍長
電子負載比較好控制電流,用起來比較安全。
2017/04/12 21:17:58
67
154600[版主]
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LV9
軍長

    第二版的PCB回來了,其主要變化是將SR小板取消了,直接集成到主板上來了;

這樣既降低了阻抗,也提高了可靠性;同時也降低了PCB打樣的成本費;SR部分

的MOS采用TO-220封裝的兩個并聯使用。

    拿到板子后,就開始焊接貼片了;由于懶得去找元件,就將第一版上的元件

移了過來,所以第一版的機子基本沒有了。

2017/04/12 21:35:57
68
154600[版主]
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軍長

     焊接用了兩個旁晚,白天上班,只有晚上又時間;目前就還有變壓器和諧振

電容沒有安裝了,因為這兩個需要優化一下參數;也就是漏感和諧振電容的搭配,

目前變壓器的計算及設計也在敲公式寫了,后續會放出來,和大家一起分享,畢竟

這也是我學習LLC的一部分,還希望大家多多指導。

2017/04/22 21:59:12
69
154600[版主]
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軍長

      最近有點忙,所以都沒有怎么更新了;;今晚把變壓器焊接好了,明天

找個機會上電調試看看;這次諧振電容采用了33nF(333),漏感在70uH左右,

希望有所改善。

2017/05/01 23:00:02
70
154600[版主]
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軍長
    變壓器、諧振參數的計算已經基本寫完了,是Word寫的,用了公式編輯器,所以后續會截圖發出來,因為公式不好編輯;同時也參考了網上的很多資料,相信大家都經過。理論計算是一回事,實際調試是一回事,所以,理論計算出來的不一定是最好的,僅供參考。
2017/05/01 23:00:29
71
154600[版主]
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軍長

2017/05/01 23:03:05
72
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軍長

詳細參數計算

1、理論匝比


2、 最高、最低輸入電壓的增益

2017/05/02 21:15:30
73
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軍長

3、 計算負載電阻與反射電阻


4、取K值


k 值選37 之間可以接受,k 值選大,會增大頻率范圍,較小的k 值可以減小頻率范圍,但是輕載效率較低。k 值越小,獲得相同增益的頻率變化范圍越窄k 值越大,獲得相同增益的頻率變化范圍越寬。

k 值越大,MOSFETfr附近的導通損耗和開關損耗越低。為了獲得較好的環路調整和較高的效率、較低的文波,以及輕載電壓的穩定,個人經驗選擇k = 6。


2017/05/03 21:28:51
74
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軍長

5、計1

由于:

2017/05/03 21:30:01
75
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軍長

K值固定后,在保證ZVS的條件下盡量選用大的Q值。



2017/05/03 21:33:26
76
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軍長

     由于實際選型時,電容規格組合一定,所以選擇合適的Cr值,再推算其它參數。

選擇Cr=33nF。

    假設Cr一定,則其它參數推算如下:

關于Q值的考慮:

      當Q >1時,反饋微小的變化量會引起比較大的輸出變化,因而往往會導致回路震蕩,因此實際工作時Q 要小于1,工作在負反饋狀態下,所以一般實際應用上選取的L 值對應的Q 是小于1的。如果在已經設計好的回路中Q 值大于1,就往往會產生工作不穩定的現象,或者輸出環路不穩定,且輸出紋波較高(LLC電路對前級無衰減)。


2017/05/03 21:36:22
77
154600[版主]
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LV9
軍長

(注:由于反推一些參數,可以明顯發現最初設定的最大增益Gmax和最小輸入電壓Vin_min改變了,但是對于變換器來說,此改變可以接受。)

考慮實際問題,主變壓器采取夾繞方式,考慮本身漏感為1%,故真正的Ls取值需要變小一點。




2017/05/04 11:50:52
78
ruohan
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LV9
軍長

效率是多少啊

2017/05/04 22:25:50
80
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LV9
軍長
目前還沒有做全面的測試了,再忙其他的項目,有空測試了就發上來。
2017/05/07 23:23:56
94
雪山懶狐
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LV1
士兵
講的太精彩了,樓主帥氣,贊
2017/05/08 19:23:41
95
WOSHIDAXUESHENG
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LV4
連長
請問,你這邊計算出來的是465uh,怎么前面繞變壓器的時候是用600uh的,這里面有什么講究嗎?
2017/05/08 20:54:24
96
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LV9
軍長
你好,前面是根據經驗繞的變壓器;后面是通過公式計算得到的;只要相差不大,能保證電源滿載工作在ZVS狀態,并且波形較好即可。
2017/05/08 21:52:46
99
風中一匹草泥馬
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LV2
班長
是不是實際變壓器要比計算值高一點
2017/05/11 22:46:16
100
154600[版主]
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LV9
軍長
這個不好說,主要還是要看調試的情況而定。
2018/01/20 16:28:49
290
chendong001
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LV2
班長
由于反推一些參數,可以明顯發現最初設定的最大增益Gmax和最小輸入電壓Vin_min改變了’   上面改變的參數對Gmax應該沒有改變啊,Vin_min不是開始自己設定的最小電壓嗎,為什么是改變了呢?
2017/06/26 19:55:06
186
asimilar
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LV4
連長
你的輸入電壓在320~420V內進行變化,難道你的PFC沒有穩壓么?
2017/06/26 20:56:39
187
154600[版主]
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LV9
軍長
其實一開始我也是這樣想的;但是后來想想,還是用寬范圍計算吧,比較實際和理論計算還是有點偏差的;為了穩定的工作,還是選擇了寬范圍來設計。
2017/08/03 10:19:06
268
snty
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LV4
連長
你好,想問一下,從原理圖看 AP4310 的供電電壓是12V ,輸出是14,那AP4310  1或者8腳即使是高電平,這個時候D9或者D12 也會導通啊
2017/05/04 20:54:33
79
guang盧
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LV7
旅長
精髓啊!大贊!!!
2017/05/04 22:26:06
81
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軍長
感謝您的關注。
2017/05/04 22:29:25
82
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軍長

6、核算Im>Ip


2017/05/04 22:30:17
83
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軍長

7、實際變比

2017/05/04 22:30:52
84
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軍長

8、 初級最小匝數


2017/05/05 23:13:02
85
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軍長

9、初級電流有效值


2017/05/05 23:13:36
86
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軍長

10、MOSFET電壓、電流最大值、電流有效值


2017/05/05 23:14:22
87
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軍長

11、次級整流管電壓、電流、損耗


2017/05/06 17:18:32
88
zwcyqxzcx
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LV6
團長
很好啊。。。
2017/05/07 21:52:28
89
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軍長
感謝你的關注。
2017/05/07 21:52:56
90
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軍長

12、諧振電容電流有效值、最大電壓


2017/05/07 21:53:31
91
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LV9
軍長

13、輸出電容的電流有效值


2017/05/08 20:55:45
97
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LV9
軍長

14 、器件選擇


2017/05/08 20:57:01
98
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LV9
軍長

15、Cr取值與功率P的關系


2017/05/12 20:24:16
101
FAEVICOR
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LV4
連長
版主辛苦了 很詳細的 好好學習 謝謝 繼續加油 
2017/06/20 20:01:52
165
海山
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LV5
營長

樓主對這個電流有效值的公式推導過嗎?以否指導一下這個公式跟其它的一些公式的原理跟由來呢。

我對LLC很多計算公式目前只會套用,不會推導啊。

2017/06/20 20:27:16
166
154600[版主]
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LV9
軍長

這個我也沒有詳細的去推導,我發份資料,您慢慢研究下吧。

Optimal Design Methodology for LLC Resonant Converter.pdf

2017/06/20 21:14:29
167
海山
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LV5
營長
數學太渣,推不倒啊 學習LLC,數學不好的話受很多局限啊。
2017/08/18 15:13:49
273
jerry20381
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LV1
士兵
請問一下根號里的那個103是怎么換算過來的?
2017/07/24 18:01:23
258
qfmike
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LV4
連長
NP=44怎么推導的
2017/08/16 14:05:25
271
snty
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LV4
連長
你好,請問最小匝數里面的最小頻率  Fmin = 79.5938 是從那里來的啊,我按你新的K=6.2  nreal=14.8631 算的應該是50多K啊,你這個 79.5938是從哪里來的啊?謝謝
2018/01/21 19:21:52
293
chendong001
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LV2
班長

對啊,前面算的是50十多K,后面計算Nreal的時候為什么變成了 79.5938K?為什么呢?

2017/05/13 12:07:13
102
SkyL
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LV1
士兵
請問樓主核算Im和Ip中的Coss、Cstray和Td的具體定義是什么?取雜散電容500p依據是?工程值嗎?Td取200*10-9具體是什么?謝謝!!f
2017/05/14 21:51:45
103
154600[版主]
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LV9
軍長
Coss:MOS管的結電容;;Cstray:零散電容;;Td:死區時間;;Cstray取500P是一個經驗值。
2017/05/14 21:54:04
104
154600[版主]
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LV9
軍長

     周末又調試了下電源,發現壓降有點大;于是就想知道,是線的壓降還是

調整率差;將萬用表接在PCB的輸出端(如下圖);測得電壓和電子負載顯示

的差不多;于是就開始帶載了。





2017/05/14 22:02:20
105
154600[版主]
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LV9
軍長

      直接帶載20A,發現壓降有點大;根據萬用表和電子負載的電壓顯示可以

看得出來,壓降主要在線材上;細心的可以發現,萬用表顯示的相比空載來

比較,也有將近0.12V的壓降,其實這個是取樣電阻的壓降。同時也測試了

諧振電容上的波形,不是很好看,沒有完全正弦波(忘記截圖了),還得繼續

調整諧振參數。

2017/05/15 13:12:39
106
td大炮臺[實習版主]
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LV4
連長
兄弟繼續努力,特別要注意LLC的負載范圍和工作區域的對應關系
2017/05/15 14:57:51
107
電源網-璐璐
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LV10
司令
嗯嗯,感覺很有道理的樣子
2017/05/15 21:21:53
108
zhaowenming
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LV6
團長
2017/05/15 21:43:40
110
154600[版主]
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LV9
軍長
璐璐什么風把你吹來了啊
2017/05/15 21:43:02
109
154600[版主]
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LV9
軍長
感謝大師的指點。
2017/05/22 14:23:46
111
WOSHIDAXUESHENG
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LV4
連長
期待后續
2017/05/25 12:42:14
113
海山
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LV5
營長

佩服樓主,希望樓主盡快更新后續。

想問下樓主家里也有整套設備嗎?

另外能否把有上面那些公式的技術文章也發上來供大家學習呢?謝謝,祝樓主一切順利。

2017/05/25 22:08:32
115
154600[版主]
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LV9
軍長
不是,是公司的設備;公式后續會發的;目前機子還沒有調試完成,發出來怕誤導大家了。
2018/01/20 16:36:59
291
chendong001
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LV2
班長
核算Im>Ip的理論是什么呢,可否講解一下
2017/05/24 16:53:37
112
止殤之戰
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LV4
連長
可不可以講解一下L6599的外圍電路的參數設置 ??
2017/05/25 22:07:05
114
154600[版主]
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軍長
最近有點忙,這個一下估計寫不了;其實網上有很多文檔是關于L6599外圍電路取值計算的,您可以先看看。
2017/05/25 22:39:55
116
止殤之戰
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LV4
連長
請教您一下  您計算出來的Fmax是120KHZ,是把這個值帶到L6599的公式里計算RFMAX嗎?還是 取一個很大的值 比如說 200KHZ或者250KHZ去計算L6599的 RFMAX,謝謝了
2017/05/25 22:41:17
117
154600[版主]
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LV9
軍長
大于這個頻率就好了。
2017/05/25 22:46:47
118
止殤之戰
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LV4
連長
謝謝
2017/05/30 21:55:31
119
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軍長

    這是今天調了下諧振電感之后,滿載20A的波形(其中藍色是諧振電容電流

波形,黃色是諧振電容電壓波形,紅紫色是開關波形);電流波形還是有些畸

變,還需優化;開關頻率有點偏高,個人認為在60-70Khz比較好。

2017/05/30 22:03:23
120
154600[版主]
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軍長

    今天測試了下PFC的波形;負載方面采用本機(帶載5A)和高壓電子

負載(直接大電容引線接載);這是90Vac輸入下,帶載221W左右的

波形(其中黃色是電壓波形,藍色是電流波形);

2017/05/30 22:12:12
121
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LV9
軍長

     這是115V輸入下,帶載258W左右的PFC波形;這個電壓的波形最漂亮了,

幾乎是重疊在一起了。

2017/05/30 22:15:16
122
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軍長

     這是230Vac輸入,帶載410W左右的波形。

2017/05/30 22:16:43
123
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軍長

  264Vac輸入下帶載408W左右的波形。