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参赛作品《240W高功率密度高效LLC电源》
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发表于2018-06-20 21:57:31
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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% 630VDC(C178463) 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;
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。 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;
原理图和PCB。 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-TEA19161(NXP)--点击NXP了解-- U1-TEA19162(NXP) 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% 630VDC(C178463) 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: 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。 |
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发表于2018-06-29 09:50:21
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真的好大,做pfc了吗
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发表于2018-06-29 12:43:01
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亲,友情提示,llc做100w的功率有点太小了
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发表于2018-06-29 21:44:09
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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。 |
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发表于2018-06-29 22:41:40
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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 |
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发表于2018-07-04 10:18:02
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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^_^
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发表于2018-07-04 10:21:23
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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?
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发表于2018-07-11 17:38:33
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上电了吗?一切都好吗
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发表于2018-07-11 21:35:24
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说实话看了你的板子我担心安规和担心耐压测试
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发表于2018-07-11 21:44:42
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你做了多少次电源了。有机会我们聊聊加我微信49662411
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发表于2018-07-12 10:25:00
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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
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发表于2018-07-12 11:26:01
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好奇你的变压器和电感是怎么设计的,能分享一下吗?
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发表于2018-07-13 22:16:32
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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?
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发表于2018-07-13 22:32:36
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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
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发表于2018-07-14 12:30:15
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我用pi的工具,算出来多少,测试结果就是多少,已经很少有不确定的东西了
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发表于2018-07-14 12:31:11
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我可是按照商业产品设计的哦,要考虑批量生产的哦 加我微信啊49662411,希望深度交流,LLC是电源设计里面的明珠了。能做的都是牛逼的人。
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发表于2018-07-17 20:44:38
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我当然知道,但是我公司需要的电源都是要做3电平的
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发表于2018-07-23 21:48:52
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你是大学教授啊?
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发表于2018-07-24 21:50:57
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我好奇你是怎么算的
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发表于2018-07-29 07:04:50
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62#
不教我,你好坏5555
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发表于2018-07-30 09:48:30
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68#
可以选择没有底座的共模电感,甚至pcb镂空一小块,让共模电感陷下去
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发表于2018-08-05 23:08:17
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待机功耗设计之初,就应该能计算了啊
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发表于2018-08-05 23:10:38
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73#
共模电感你也是自己做的啊?如果单纯的缩小磁环,即使电感值相同,特性也会有所改变的
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发表于2018-08-07 11:07:41
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79#
加油啊~~~~~~~~~~~~~~~~
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发表于2018-08-10 13:10:33
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82#
愿意分享一下变压器的设计吗?
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发表于2018-08-10 21:35:55
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84#
我想学你怎么设计三个变压器的手段,pfc 还有llc的电感,最后是llc的变压器
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发表于2018-08-12 09:18:44
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89#
完全两个不同象限的设计啊。小功率电源根本不需要pfc,也没有谐振电感,谐振波形计算。让我大开眼界。不过这个设计确实做小功率电源,还是没有体积优势啊。效率也不高,40w 效率94% 200w效率93%还没小功率的效率高,不过LLC的设计真心让我开眼界了。只可惜现在90%出货的电源都是小功率的flyback结构的。我很想玩玩LLC谢谢你多教教我
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发表于2018-08-13 11:27:28
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96#
又是一个大师啊!!!
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发表于2018-08-13 11:31:09
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97#
我们学的时候,教科书就说了,功率越大,控制电路占的损耗比就越低,效率就越高。而且考虑到需要控制功率器件发热,就需要用更好的器件。LLC这类拓扑就是为了控制超大功率电源,发热无法控制所以才为了提升效率降低发射而研发出来的
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发表于2018-08-13 13:56:34
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99#
你戳到了楼主的痛点~~~~~~~~~~~~~楼主是想追求体积小的,但是为啥要用独立的电感,我很想听听楼主是怎么考虑这个问题的
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发表于2018-08-13 14:14:53
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103#
无限接近100% 否则发热控制不了啊。别抬杠啊
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发表于2018-08-13 15:11:03
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105#
理解,讲的非常有道理,不过现在的240w比你原先设计的200w目标多做了40w,可以考虑尝试一下,缩减一下功率到200w,然后把电感做进去。会是一个很不错的主意哦 |
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发表于2018-08-13 21:55:27
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107#
其实非常感谢你,因为,其实这个比赛最值钱的并不是奖金也不是名词,而是能从你们这些同行哪里学到大量知识,交到大量朋友,这才是最宝贵了。2w块钱,一个项目就回来了不是吗?知识是无价的,朋友是一辈子的
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发表于2018-08-15 14:20:24
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109#
从新看了你的帖子,做的真心不错啊。不过看电路,你应该是换过一次控制器了吧
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发表于2018-08-15 22:17:35
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111#
算是很大改动了,之前的方案放弃掉很不容易啊,说明你的经验非常丰富啊
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发表于2018-08-17 11:10:29
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113#
我只说一句,我想要pfc电感,llc电感,llc变压器的计算方法,我想学
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发表于2018-08-19 14:03:26
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119#
感觉太没有安全感了,我现在基本都是pi的工具,计算值就是实际结果值,之间相差很少很少,非常可靠。pi这一点还是做的很牛逼的说啦
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发表于2018-08-19 23:40:06
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120#
93%的效率下240w就是有16.8w的发热,主要热量源在哪里都会很烫的
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发表于2018-08-20 15:29:43
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122#
关键问题就是主要发热量在哪里?好奇的是全功耗下面,主要发热如何散热?
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发表于2018-08-20 17:04:04
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124#
今天结束,整个比赛基本就会定下来了。大家都得等结果了的说啊 |
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发表于2018-08-21 08:43:34
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126#
我是冲着学知识,交朋友来的,2w的奖金太少了,一个项目都不到啊。知识能让你赚到钱,朋友的价值是无穷的。如果有缘我们一起去深圳,我请大家吃饭。
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发表于2018-08-23 10:48:57
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129#
帮我设计的电源也去点评一下啊~~~~~~~~~
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发表于2018-08-24 10:22:03
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131#
正确的解决方案,没有问题的,电源是求稳的项目,而不是求新的项目
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发表于2018-08-24 11:22:43
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133#
问题是,我要见到你,也是需要缘分的啊~~~~~~~~~~~~
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发表于2018-08-24 21:48:30
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134#
恭喜你进入十强,可惜小弟没法去了。不过依然感谢大家一起度过的时光
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发表于2018-08-25 22:34:26
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137#
你把我想说的说出来了
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发表于2018-10-19 17:25:40
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146#
我的电源就是为了商业化做的啊,结果没评上,比赛这么干很吃亏的
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