论坛首页 > 创客天地 > 第三届立创电子制作节 > 参赛作品《240W高功率密度高效LL...
查看:7099  |  回复:143
参赛作品《240W高功率密度高效LLC电源》
154600
1
主题
81
回复
发表于Wed Jun 20 21:57:31 CST 2018   |  只看该作者 1# 电梯直达

【报名阶段需要填写的内容】


1. 参赛者姓名(必填项):

余勇


2. 单位或学校名称(选填项):

NC


3. 当前职务或职称(选填项):

工程师


4. 参赛作品的名字(必填项):

240W高功率密度高效LLC电源


5. 简要陈述您的idea和作品(必填项):

    输入电压为90-264Vac(47-63Hz);输出电压为24Vdc,输出电流为10A,

总功率240W;目标效率大于等于93%;其体积尽量小。


6. 拟用到的立创商城在售物料(必填项):

KBL608(C3079) 

120uF 450V(C206153)

STTH3R06S(C155619

TK380P60(C150118

BSC037N08NS5ATMA1(C194555

EL1019(C79883)

TL431(C113312)

680uF 25V(C176310

330uF 25V(C160677

47uF 35V(C99831

47nF(473) ±5% 630VDCC178463

UF4007-US1M(C142446)

CD4148WSP(C53365

NTC 热敏电阻 / 100KΩ(C92368

R080(C76253)

NTC 5D-7(C5385)

10D471K(C8760)

T2A/250V(C24687)

X2安规电容 470nF(C165728


7. 拟用到的非立创商城物料或其它补充(必填项):

TEA19161、TEA19162、TEA1995以及磁性元器件等。


8. 拟用到的EDA工具软件名称(必填项):

立创EDA或AD17


【作品正式发表(报名成功后进入设计阶段)需要填写的内容】


一、作品简介

例如,可以包括但不局限于以下内容:

1.作品的整机外观图片或焊接组装好的PCBA图片;

 点击查看大图

 点击查看大图



2.作品的研究背景、目的和功能、市场应用前景;

     随着电源技术的发展,其电源的设计逐渐向小型化高功率密度高效率方面;原来这方面的产品主要

应用于军工和航天,随着技术的进步和普及也逐渐向民用产品推进。本次设计的目的是设计一款高密度

高效率的电源,其主要采用PFC+LLC+SR的架构,其目前的功率是恒压输出;面向AC-DC领域,其应用场合

就非常广泛了,只要更改相应的输出电压就可以应付目前市面上大多数的AC-DC电源了。

3.作品在创新性、趣味性、实用性甚至公益性方面,有哪些亮点可体现?

   该设计的主要特点体现在于小体积、高功率密度、高效率这些方面;做到了90-264Vac全电压输入,

适用于全球各地区电压使用。进一步缩小了体积,降低了发热,方面于携带或者安装;同时也为节能方

面做了一点贡献。


二、系统构架图

用流程图或思维导图等形式,描述您的作品的组成构架,即方案图。

 点击查看大图

三、硬件部分的描述

1.附上原理图&PCB实物图的图片或者源文件(官方建议大家尽量用源文件上传),如果是图片,请确保图片是清晰可辨的;

   点击查看大图 

原理图和PCB。

 点击查看大图


2.用文字把该作品的实现原理、系统的工作过程大致讲解一下。

    市电输入经过EMI滤波整流,就到PFC升压,采用的是BOOST型APFC;稳压输出400V直流;

400V直流经过LLC拓扑功率变换得到需要的交流电压,然后通过同步整流,整流滤波;输出

取样,进行闭环反馈,控制LLC变换器,输出一个稳定的直流电压。


3.注明所用到的EDA工具软件名称并附上设计链接。

    采用AD17绘制电路图,并且实现了立创EDA无缝导入。

工程文件链接:https://lceda.cn/154600/240w-gao-gong-shuai-mi-du-gao-xiaollc-dian


四、材料清单(BOM列表)

列出您这个作品所用到的主要器件(关键器件即可),比如单片机&ARM芯片、专用集成芯片(ASIC)、传感器、功能模块等。

如果所列出的芯片是来自我们立创商城上的,最好能写出该器件的商品编号或附上对应购买链接。

U2-TEA19161NXP--点击NXP了解--

U1-TEA19162NXP

U3-TEA1995(NXP

BD1-KBL608(C3079--点击编号购买--

CK1-120uF 450V(C206153

D1/D2-STTH3R06S(C155619

Q1/Q3/Q4-TK380P60(C150118

Q2/Q5-BSC037N08NS5ATMA1(C194555

PH1-EL1019(C79883

U4-TL431(C113312

C7/C8-680uF 25V(C176310

C9-330uF 25V(C160677

CH3-47uF 35V(C99831

CK2/CS2-47nF(473) ±5% 630VDCC178463

DH1/DH2/DH3/DH4-UF4007-US1M(C142446

D3/DG1/DG2/DG3-CD4148WSP(C53365

TR2-NTC 热敏电阻 / 100KΩ(C92368

RS2-R080(C76253

TR1-NTC 5D-7(C5385

VDR1-10D471K(C8760

FS1-T2A/250V(C24687

CX1-X2安规电容 470nF(C165728

上面列出的是电源关键元器件,其他元器件详见如下附件:

240W高功率密度高效LLC电源BOM.pdf 


五、软件部分的描述(选填)

如果您的作品涉及到软件,请列出作品对应的软件工作流程图,及关键部分的例程、源码(如果您想开源的话请上传全部源码)。

纯硬件设计,无需软件。


六、作品演示

请上传您的作品的功能演示到腾讯视频并编辑到本楼(或附上视频链接)。按要求上传视频可获得10分,具体详见活动规则。

视频测试链接:https://v.qq.com/x/page/s0761aly1ik.html


七、总结

例如您在完成该作品过程中的一些体会、碰到的技术问题或调试经验、作品的未来规划,及对我们主办方的建议和意见等。

记得是赶在报名末班车买的票6月20日,一转眼就快过去两个月了;由于在职工作,一直也比较忙,所以做这个电源也是断断续续的搞,有时间了就弄弄,所以一直拖到现在才基本完成;最初也是在电源网上看到有大师在做这方面的模块电源,平时自己也爱折腾电源,所以就准备折腾折腾。这个电源一起做了两个版本,第一版是基于UCC28019/L6599/TEA1995的,由于PFC待机功耗过高,所以放弃了;第二版就是现在这个版本,基于NXP的TEA19161/TEA19162/TEA1995的,这个芯片是目前还比较流行的电流模式的LLC,其待机功耗也可以做的比较低,各方面的保护也很齐全。

其实在设计之初就预想到了谐振参数的调整了,LLC电源不是用计算的数据就能做的完美的,综合考虑后,果断采用了串联谐振电感的方式来设计,而不是采用主变压器的漏感来设计;主要从调试方便,分散主变压器的热量,以及减少主变压器的体积等考虑。这样做就避免了调试的时候不断拆解变压器繁琐环节;同时也避免了变压器干扰的问题。最开始调试的时候是没有调整到最佳工作状态(f=fr),帖子里面也有相关讲解,想了解的朋友可以看看楼下详解;后天通过调整变压器匝比,以及微调输入输出电压,完美的解决了这一问题。

该电源调试已经基本完成了,接下来就是再优化一下效率方面,以及配备一个合适的外壳,进行灌胶散热,这样一个模块电源就基本完成了。接下来就是磁性元器件进行打样,进行小批量试产,如果没有什么问题,就准备投放市场。

在此感谢各网友的意见和建议,感谢立创提供的平台和机会,也感谢立创工作人员的辛劳付出,在此对您们说一声:您们辛苦了!!意见基本没有,建议就是希望今后这论坛做的更好,论坛可以进行分版区,同时将一些网友设置为版主(类似于电源网、21电源网这样的模式),这样论坛就会更加有活力了。


  该帖子已被154600于Sun Aug 19 12:54:54 CST 2018编辑过
回复 收藏
  举报
154600
1
主题
81
回复
发表于Wed Jun 20 22:05:33 CST 2018   |  只看该作者 2#
 点击查看大图
立创工程小...
6
主题
549
回复
发表于Thu Jun 21 00:51:31 CST 2018   |  只看该作者 3#
恭喜您已经报名成功!

您现在就可以开始进行设计工作了,后期相关内容请在一楼编辑进行完善。

当前所有参赛选手分值统计表及活动详细介绍见:http://club.szlcsc.com/article/details_12591_1.html
立创商城电子制作节(审核专员)
立创小星
【官方工作人员】
2
主题
1087
回复
发表于Thu Jun 21 10:11:12 CST 2018   |  只看该作者 4#
恭喜您传播成功,获得3分。当前所有参赛选手分值统计表及活动详细介绍见:http://club.szlcsc.com/article/details_12591_1.html
154600
1
主题
81
回复
发表于Fri Jun 22 17:36:15 CST 2018   |  只看该作者 5#
立创工程小陈 发表于 Thu Jun 21 00:51:31 CST 2018  3# 恭喜您已经报名成功! 您现在就可以开始进行设计工作了,后期相...
感谢工作人员的支持!
154600
1
主题
81
回复
发表于Fri Jun 22 17:36:42 CST 2018   |  只看该作者 6#
立创小星 发表于 Thu Jun 21 10:11:12 CST 2018  4# 恭喜您传播成功,获得3分。当前所有参赛选手分值统计表及活动详...
感谢工作人员的支持!
154600
1
主题
81
回复
发表于Fri Jun 22 17:45:03 CST 2018   |  只看该作者 7#

 

电源的外壳已经购买;

准备根据外壳来画PCB。

154600
1
主题
81
回复
发表于Sun Jun 24 12:06:35 CST 2018   |  只看该作者 8#

 点击查看大图

购买的变压器(LLC主变)到货了;

其型号是EFD30;

 点击查看大图

154600
1
主题
81
回复
发表于Sun Jun 24 12:10:54 CST 2018   |  只看该作者 9#

 点击查看大图

其变压器的厚度在15.7MM左右;

这为电源做的薄奠定了基础。

154600
1
主题
81
回复
发表于Tue Jun 26 13:58:41 CST 2018   |  只看该作者 10#

 点击查看大图

购买的外壳到了;

最大的尺寸是100*60*30mm


154600
1
主题
81
回复
发表于Thu Jun 28 20:31:39 CST 2018   |  只看该作者 11#

 

先采用了自己熟悉的AD画板子,等熟悉了LC EDA在撸一版;

PCB布局已经开始了,其大小初步设计为5*10CM。

154600
1
主题
81
回复
发表于Thu Jun 28 20:37:17 CST 2018   |  只看该作者 12#

 

根据外壳的大小,又更改了PCB的大小,改为了5*9.5CM;

在楼上的基础上又忙碌了一晚上,终于摆好了;

器件有点挤了,估计的用四层板了。


沈洁kokoro
2
主题
126
回复
发表于Fri Jun 29 09:50:21 CST 2018   |  只看该作者 13#
真的好大,做pfc了吗
154600
1
主题
81
回复
发表于Fri Jun 29 10:52:10 CST 2018   |  只看该作者 14#
沈洁kokoro 发表于 Fri Jun 29 09:50:21 CST 2018  13# 真的好大,做pfc了吗

感谢光临;

其设计架构是EMI+PFC+LLC+SR;

目前暂定功率是100W,实际功率以调试为准。

沈洁kokoro
2
主题
126
回复
发表于Fri Jun 29 12:43:01 CST 2018   |  只看该作者 15#
154600 发表于 Fri Jun 29 10:52:10 CST 2018  14# 感谢光临; 其设计架构是EMI+PFC+LLC+SR; 目前暂定功率是100W,...
亲,友情提示,llc做100w的功率有点太小了
154600
1
主题
81
回复
发表于Fri Jun 29 17:54:55 CST 2018   |  只看该作者 16#

感谢回复;

只是第一次做这么小的体积,心里没底,所以暂定这个功率;

后续调试会根据实际情况在确定最终功率。

沈洁kokoro
2
主题
126
回复
发表于Fri Jun 29 21:44:09 CST 2018   |  只看该作者 17#
154600 发表于 Fri Jun 29 17:54:55 CST 2018  16# 感谢回复; 只是第一次做这么小的体积,心里没底,所以暂定这个...

说实话,PFC一加,这个体积就小不下来了啊。还不如想想方案不加PFC就能作到100w的呢。PFC+LLC 100w的功率实在是获得不了体积优势。


154600
1
主题
81
回复
发表于Fri Jun 29 21:50:15 CST 2018   |  只看该作者 18#
沈洁kokoro 发表于 Fri Jun 29 21:44:09 CST 2018  17# 说实话,PFC一加,这个体积就小不下来了啊。还不如想想方案不加...

其实,我做这个不是为了100W这个功率等级才用PFC+LLC的拓扑的;

主要是想玩下高功率密度以及高效率;

目前是暂定100W这样,预计会突破150--200w这样吧;

敬请期待。

沈洁kokoro
2
主题
126
回复
发表于Fri Jun 29 22:41:40 CST 2018   |  只看该作者 19#
154600 发表于 Fri Jun 29 21:50:15 CST 2018  18# 其实,我做这个不是为了100W这个功率等级才用PFC+LLC的拓扑的;...

如果我是你直接上1000w,这个也不会比你做的大多少,还有你既然追求体积小为什么要用这种躺式的变压器,不用PQ变压器,高度限制并不理由哦,因为很多电容都会比你的变压器高哦。而且做llc没人考虑轻薄的。因为轻薄在体积上会失去优势


154600
1
主题
81
回复
发表于Fri Jun 29 23:56:11 CST 2018   |  只看该作者 20#

 

忙碌了一晚上,就画了这么多;

估计明天还的忙碌下才能搞定了。

如果两层能搞定就不上四层了,毕竟四层打样贵啊。

154600
1
主题
81
回复
发表于Sun Jul 01 12:08:40 CST 2018   |  只看该作者 21#

 

断断续续也画了快一周的时间了,终于画的差不多了;

再优化下就可以打样了;

目前采用双面板,先打一版调试看看干扰情况,有没有必要上四层板;

154600
1
主题
81
回复
发表于Sun Jul 01 12:10:43 CST 2018   |  只看该作者 22#

 

走线基本在顶层了,实在没有办法了才走底层;

底层基本走的是地。

目前PCB规格为:5*9.5cm。

 

JackMCU
1
主题
12
回复
发表于Sun Jul 01 22:07:48 CST 2018   |  只看该作者 23#
  不错,加油!
如果你只做能力范围之内的事情,就永远没法进步。
154600
1
主题
81
回复
发表于Mon Jul 02 08:35:53 CST 2018   |  只看该作者 24#
JackMCU 发表于 Sun Jul 01 22:07:48 CST 2018  23# 不错,加油!
感谢支持!
说的有道理
0
主题
5
回复
发表于Mon Jul 02 09:27:22 CST 2018   |  只看该作者 25#
学习了
154600
1
主题
81
回复
发表于Mon Jul 02 17:18:28 CST 2018   |  只看该作者 26#
说的有道理 发表于 Mon Jul 02 09:27:22 CST 2018  25# 学习了
感谢支持
154600
1
主题
81
回复
发表于Tue Jul 03 11:51:28 CST 2018   |  只看该作者 27#

 

PCB已经发LC打样,敬请期待!

沈洁kokoro
2
主题
126
回复
发表于Wed Jul 04 10:18:02 CST 2018   |  只看该作者 28#
154600 发表于 Tue Jul 03 11:51:28 CST 2018  27# PCB已经发LC打样,敬请期待!
恭喜你PCB绘制完成,现在就到了最关键的祈祷时间了,祈祷不炸,我和你一起祈福^_^
沈洁kokoro
2
主题
126
回复
发表于Wed Jul 04 10:21:23 CST 2018   |  只看该作者 29#
efd的变压器功率密度远低于PQ或者RM为啥一定要用efd磁芯呢?
154600
1
主题
81
回复
发表于Sun Jul 08 18:24:43 CST 2018   |  只看该作者 30#
沈洁kokoro 发表于 Wed Jul 04 10:18:02 CST 2018  28# 恭喜你PCB绘制完成,现在就到了最关键的祈祷时间了,祈祷不炸,...

感谢关注;

这周回家了,PCB已经收到了,明天应该回进行焊接。


154600
1
主题
81
回复
发表于Mon Jul 09 09:02:10 CST 2018   |  只看该作者 31#

 点击查看大图

PCB拿到了,比想象中还小一点;

目前还没有看出什么BUG,

接下来在焊接过程中是否能发现;

敬请期待。


154600
1
主题
81
回复
发表于Mon Jul 09 10:31:06 CST 2018   |  只看该作者 32#

 

相关元器件也在LC商城下单了;

电容电阻自己有库存,没有的料只能从某宝购买了。

154600
1
主题
81
回复
发表于Wed Jul 11 08:48:20 CST 2018   |  只看该作者 33#

 点击查看大图`

购买的元器件到了;

应该都是正品,包装的也很专业

154600
1
主题
81
回复
发表于Wed Jul 11 08:52:42 CST 2018   |  只看该作者 34#

 点击查看大图

贴片部分的元件已经焊接完成了,接下来就是插件部分了;

由于PFC电感和谐振电感还有变压器都要手工绕制,所以花的时间会长一点;

敬请期待。

沈洁kokoro
2
主题
126
回复
发表于Wed Jul 11 17:38:33 CST 2018   |  只看该作者 35#
154600 发表于 Wed Jul 11 08:52:42 CST 2018  34# 贴片部分的元件已经焊接完成了,接下来就是插件部分了; 由于...
上电了吗?一切都好吗
154600
1
主题
81
回复
发表于Wed Jul 11 20:45:31 CST 2018   |  只看该作者 36#
沈洁kokoro 发表于 Wed Jul 11 17:38:33 CST 2018  35# 上电了吗?一切都好吗

变压器方面还没有搞好;

预计周末可以上电测试吧。

154600
1
主题
81
回复
发表于Wed Jul 11 20:50:35 CST 2018   |  只看该作者 37#

 点击查看大图

插件方面也基本焊接好了;

现在就差电感和变压器了;

上班比较忙,预计要周末才有时间绕制了。

沈洁kokoro
2
主题
126
回复
发表于Wed Jul 11 21:35:24 CST 2018   |  只看该作者 38#
154600 发表于 Wed Jul 11 20:50:35 CST 2018  37# 插件方面也基本焊接好了; 现在就差电感和变压器了; 上班比...
说实话看了你的板子我担心安规和担心耐压测试
沈洁kokoro
2
主题
126
回复
发表于Wed Jul 11 21:44:42 CST 2018   |  只看该作者 39#
154600 发表于 Wed Jul 11 20:45:31 CST 2018  36# 变压器方面还没有搞好; 预计周末可以上电测试吧。
你做了多少次电源了。有机会我们聊聊加我微信49662411
154600
1
主题
81
回复
发表于Thu Jul 12 08:30:25 CST 2018   |  只看该作者 40#
沈洁kokoro 发表于 Wed Jul 11 21:35:24 CST 2018  38# 说实话看了你的板子我担心安规和担心耐压测试

你说的这些我都知道;

现在的目标是能实现功能,其他的那些测试后续再慢慢优化了。

154600
1
主题
81
回复
发表于Thu Jul 12 08:42:57 CST 2018   |  只看该作者 41#
沈洁kokoro 发表于 Wed Jul 11 21:44:42 CST 2018  39# 你做了多少次电源了。有机会我们聊聊加我微信49662411

如果要说次数就记不清了,因为刚上大学就开始玩这东西了;

现在毕业又好多年了。

沈洁kokoro
2
主题
126
回复
发表于Thu Jul 12 10:25:00 CST 2018   |  只看该作者 42#
154600 发表于 Thu Jul 12 08:30:25 CST 2018  40# 你说的这些我都知道; 现在的目标是能实现功能,其他的那些测试...
看看你的选料就知道你的功底了。还有你电源的布线。都能知道
沈洁kokoro
2
主题
126
回复
发表于Thu Jul 12 11:26:01 CST 2018   |  只看该作者 43#
154600 发表于 Thu Jul 12 08:42:57 CST 2018  41# 如果要说次数就记不清了,因为刚上大学就开始玩这东西了; 现在...
好奇你的变压器和电感是怎么设计的,能分享一下吗?
漫天星灯
0
主题
2
回复
发表于Fri Jul 13 09:21:52 CST 2018   |  只看该作者 44#
期待楼主早日完成,然后在一楼编辑好,这样学习大佬的设计思路也方便点
154600
1
主题
81
回复
发表于Fri Jul 13 10:19:43 CST 2018   |  只看该作者 45#
沈洁kokoro 发表于 Thu Jul 12 11:26:01 CST 2018  43# 好奇你的变压器和电感是怎么设计的,能分享一下吗?

后续弄好了,会分享的;

敬请期待哈。

154600
1
主题
81
回复
发表于Fri Jul 13 10:20:33 CST 2018   |  只看该作者 46#
漫天星灯 发表于 Fri Jul 13 09:21:52 CST 2018  44# 期待楼主早日完成,然后在一楼编辑好,这样学习大佬的设计思路也...

感谢支持;

等作品完成了,会整理在一楼的;

敬请期待。

沈洁kokoro
2
主题
126
回复
发表于Fri Jul 13 22:16:32 CST 2018   |  只看该作者 47#
你在变压器设计的时候,就应该有一个预估功率的吧。和实际上电后的功率差的远吗?
沈洁kokoro
2
主题
126
回复
发表于Fri Jul 13 22:32:36 CST 2018   |  只看该作者 48#
L1是fpc用的,L2是LLC的电感,EFD的主变压器是为了超薄。因为三个磁芯太占用线路板面积了。我算是想明白了。LLC还是大功率更有优势啊。功率小了体积一点优势都没有啊
154600
1
主题
81
回复
发表于Sat Jul 14 10:50:02 CST 2018   |  只看该作者 49#
沈洁kokoro 发表于 Fri Jul 13 22:16:32 CST 2018  47# 你在变压器设计的时候,就应该有一个预估功率的吧。和实际上电后...
会按功率大一点来计算的。
154600
1
主题
81
回复
发表于Sat Jul 14 10:51:15 CST 2018   |  只看该作者 50#
沈洁kokoro 发表于 Fri Jul 13 22:32:36 CST 2018  48# L1是fpc用的,L2是LLC的电感,EFD的主变压器是为了超薄。因为三...

玩电源这东西,怎么玩都可以的;

做商业品就不一样了,扣了再扣。

  • 温馨提示:标题不合格、重复发帖、发布广告贴,将会被删除帖子或禁止发言。 详情请参考:社区发帖规则
  • 您当前输入了 0个文字。还可以输入8000个文字。 已添加复制上传图片功能,该功能目前仅支持chrome和火狐

顶部