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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2018-07-14 12:31:11   |  只看该作者
52# 电梯直达
发表于2018-07-14 10:51:15  50# 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。
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 20:19:22   |  只看该作者
53#
发表于2018-07-14 12:30:15  51# 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

其实这些没有必要那么刻意的去计算的;

测试达到设计要求就好了。


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发表于2018-07-17 20:20:44   |  只看该作者
54#
发表于2018-07-14 12:31:11  52# 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...

当然帮公司设计产品,肯定要这样做了;

但是做一些特种的电源就不一样了,比如军用的等。

目前LCC也是比较火的一个拓扑,有兴趣可以百度看看。


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发表于2018-07-17 20:44:38   |  只看该作者
55#
发表于2018-07-17 20:20:44  54# 当然帮公司设计产品,肯定要这样做了;但是做一些特种的电源就不一样了,比如军用的等。目前LCC也是比较火的一个拓扑,有兴趣...
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 19:45:28   |  只看该作者
56#

这段时间在忙着指导大学生比赛,所以一直没有时间来更新了;

比赛结束还有一个月了,得抓紧时间了。


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发表于2018-07-23 21:48:52   |  只看该作者
57#
发表于2018-07-23 19:45:28  56# 这段时间在忙着指导大学生比赛,所以一直没有时间来更新了;比赛结束还有一个月了,得抓紧时间了。
你是大学教授啊?

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发表于2018-07-24 20:21:42   |  只看该作者
58#

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今天用了点时间绕制了PFC电感;

采用0.1*30的漆包线绕制40T,辅助绕组0.3绕制4T;

目前电感量还没有调节。

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发表于2018-07-24 21:50:57   |  只看该作者
59#
发表于2018-07-24 20:21:42  58# 今天用了点时间绕制了PFC电感;采用0.1*30的漆包线绕制40T,辅助绕组0.3绕制4T;目前电感量还没有调节。
我好奇你是怎么算的

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发表于2018-07-28 22:04:12   |  只看该作者
60#
发表于2018-07-24 21:50:57  59# 我好奇你是怎么算的
根据经验随便算的。

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发表于2018-07-28 22:06:39   |  只看该作者
61#

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这是LLC谐振电感;

采用0.1*60绕制30T;

磁芯采用PQ2016。

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发表于2018-07-29 07:04:50   |  只看该作者
62#
发表于2018-07-28 22:04:12  60# 根据经验随便算的。
不教我,你好坏5555

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发表于2018-07-30 08:34:12   |  只看该作者
63#

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采用EFD30磁芯;

初级采用0.1*30绕制42T,次级采用0.1*100绕制4T;

电感量在450UH左右。

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发表于2018-07-30 08:54:15   |  只看该作者
64#

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绕制完成的变压器;

直接焊接引脚,然后通过磨磁芯中柱气息调整电感量。

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发表于2018-07-30 09:03:31   |  只看该作者
65#

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PFC电感和LLC谐振电感以及主变。



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发表于2018-07-30 09:07:16   |  只看该作者
66#

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样机基本焊接好了;

接下来就是上电调试了。

可以说是小巧玲珑。

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发表于2018-07-30 09:14:54   |  只看该作者
67#

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这是放进外壳的;

其中共模电感有点偏高,需要更换小一点的磁环。


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发表于2018-07-30 09:48:30   |  只看该作者
68#
发表于2018-07-30 09:14:54  67# 这是放进外壳的;其中共模电感有点偏高,需要更换小一点的磁环。
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 21:44:59   |  只看该作者
69#
发表于2018-07-30 09:48:30  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

目前用的已是没有底座的了;

倒是不需要这么麻烦了,直接用小一点的磁环就差不多了。


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发表于2018-08-05 21:46:44   |  只看该作者
70#

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周末有时间了,上电调试了;

目前对PFC部分已经调试的差不多了;

LLC部分使用低压直流调试也基本没有问题了。


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发表于2018-08-05 21:52:44   |  只看该作者
71#

 点击查看大图

目前发现不足的是,使用的PFC芯片其待机功耗方面有些偏高;

时间来得急的话,会更换其他IC来设计。


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发表于2018-08-05 23:08:17   |  只看该作者
72#
发表于2018-08-05 21:52:44  71# 目前发现不足的是,使用的PFC芯片其待机功耗方面有些偏高;时间来得急的话,会更换其他IC来设计。
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   |  只看该作者
73#
发表于2018-08-05 21:44:59  69# 目前用的已是没有底座的了;倒是不需要这么麻烦了,直接用小一点的磁环就差不多了。
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2018-08-06 15:36:11   |  只看该作者
74#
发表于2018-07-14 10:51:15  50# 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。
楼主,请在1楼编辑更新哟

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发表于2018-08-06 17:51:33   |  只看该作者
75#
楼主,咱们这次制作节设计截止时间是2018年8月20日23时59分59秒,时间有点紧了,记得及时在1楼编辑更新!冲刺20000元大奖(注:超时更新无效)

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发表于2018-08-06 18:00:01   |  只看该作者
76#
发表于2018-08-06 15:36:11  74# 楼主,请在1楼编辑更新哟
好的,等做的差不多了,就一起更新。

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发表于2018-08-06 18:02:41   |  只看该作者
77#
发表于2018-08-06 17:51:33  75# 楼主,咱们这次制作节设计截止时间是2018年8月20日23时59分59秒,时间有点紧了,记得及时在1楼编辑更新!冲刺20...

感谢版主的提示;

感谢支持。


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发表于2018-08-06 22:42:30   |  只看该作者
78#

 点击查看大图

更换了PFC和LLC控制IC,重新撸了一块板子;

已经打样了。


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发表于2018-08-07 11:07:41   |  只看该作者
79#
发表于2018-08-06 22:42:30  78# 更换了PFC和LLC控制IC,重新撸了一块板子;已经打样了。
加油啊~~~~~~~~~~~~~~~~

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发表于2018-08-10 08:26:55   |  只看该作者
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经过几天奋战,第二版PCB已经焊接完毕;

接下来就是调试了,希望这次成功。


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发表于2018-08-10 10:57:55   |  只看该作者
81#

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初步上电基本没有问题了;

周末将进行进一步的调试,测试相关波形以及优化。


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发表于2018-08-10 13:10:33   |  只看该作者
82#
发表于2018-08-05 21:46:44  70# 周末有时间了,上电调试了;目前对PFC部分已经调试的差不多了;LLC部分使用低压直流调试也基本没有问题了。
愿意分享一下变压器的设计吗?

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发表于2018-08-10 21:12:10   |  只看该作者
83#
发表于2018-08-10 13:10:33  82# 愿意分享一下变压器的设计吗?
过段时间会整理,到时候一起发出来的。

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发表于2018-08-10 21:35:55   |  只看该作者
84#
发表于2018-08-10 21:12:10  83# 过段时间会整理,到时候一起发出来的。
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2018-08-11 21:43:14   |  只看该作者
85#

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今天对整机进行了调试,一切还算顺利吧;

上电没有炸鸡,只是PFC的MOS有点发热,后来更换更好的MOS管后,问题基本解决。

 点击查看大图

从这两张图可以看出目前的效率参数;

输出是20V,带载是10A,功率为200.06W;输入是225.4V,功率为215.4W;

所以效率为:200.06/215.4=93.129%

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发表于2018-08-11 22:02:10   |  只看该作者
86#

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这是目前满载(20V@10A)的谐振波形,后续将继续优化;

其中:黄色谐振半桥下管VGS波形

          绿色谐振电容电压波形

          紫色谐振电容电流波形

      从目前波形来看,谐振变换器并不是工作在最佳状态,其实大家都知道,满载时

开关频率f=最大谐振频率fr时是最佳的,那时的电压电流波形都是很纯正的正弦波

(如我头像所示波形),这时的效率也是最高的;目前工作在f>fr,其T(开关周期)

<Tr(谐振周期),所以导致谐振电流呈现现在的波形。

     面对目前的状况,可以从如下几个方面改善:1.降低输入电压(PFC输出电压);

2.将负载继续加大;3.改变Cr和Lr;4.改变变压器匝比。有经验的工程师其实会发现,

修改变压器是最直接有效的方法。

  点击查看大图

   从波形也可以看出,目前也完成工作在ZVS状态了。




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发表于2018-08-11 22:09:56   |  只看该作者
87#

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这是在236Vac输入情况下的待机功耗;

0.14W左右。


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发表于2018-08-11 22:19:58   |  只看该作者
88#

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      这是对高压输入满载输出时的PFC测试;

      从上图功率分析仪上可以看到,这时的PF值为0.939(理论上讲应该0.98

以上才算OK);

      下图是此时的波形(其中绿色为输入电压波形紫色是输入电流波形),

看波形可以发现,其电流波形还是畸变了,说明PFC还是没有优化到最佳

状态,还得继续优化。

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发表于2018-08-12 09:18:44   |  只看该作者
89#
发表于2018-08-11 22:19:58  88# 这是对高压输入满载输出时的PFC测试;从上图功率分析仪上可以看到,这时的PF值为0.939(理论上讲应该0.98以上才算...
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2018-08-12 21:19:28   |  只看该作者
90#
发表于2018-08-12 09:18:44  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...

是啊,两个完全不一样的设计;

所以没有必要放在一起比较,如果比的话就没有意思了;

师傅啊,谁说功率越大效率就越高的啊,完全不是那么回事;

商业化的东西就是这样了,成本扣了再扣,99%反激出货都不奇怪;

看看人家军工电源或模块电源是不是反激出货,所以不同产品面对不同消费领域。


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发表于2018-08-12 21:24:28   |  只看该作者
91#

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      今天又调试了,将功率又提升到了240W(24V@10A),

同时也优化了谐振参数,在满载情况下,基本完全谐振了;

效率方面,目前满载情况是:240.44/258.5*100%=93%左右;

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发表于2018-08-12 21:45:11   |  只看该作者
92#

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    这是上图示波器上显示的截图;(黄色谐振半桥下管VGS波形;绿色谐振电容电压波形;

紫色谐振电容电流波形)从谐振电容的电压电流波形可以看出,此时基本完全正弦化,即

f=fr处于完全谐振状态了,从黄色的开关波形可以看出,其开关频率在69-70K左右,也可

以得知,该谐振腔的谐振频率也在70K左右;根据黄色和绿色波形可以看出,LLC半桥MOS

完全工作在ZVS状态。



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发表于2018-08-12 21:56:59   |  只看该作者
93#

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     对于PFC部分也进行了相关的优化;主要是对其PFC电感的匝数和电感量进行了

相关参数的调整,但是其电流波形还是有点畸变,有时间还的继续优化。

目前PF=0.966这样。点击查看大图

下图是示波器截图的PFC输入电压电流波形。

绿色是电压波形;紫色是电流波形。

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发表于2018-08-13 00:23:43   |  只看该作者
94#

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发表于2018-08-13 08:43:51   |  只看该作者
95#
整过LLC电源的也飘过(电源我也接触,别介意),楼主用外置电感做LLC谐振电感比较好出产品,我做的时候是用LLC主变压器的漏感做谐振电感,这种方式变压器非常难绕,手工绕制都花几天时间来摸索控制漏感,想想还是你这种外置方法省事,缺点就是占电路板位置。

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发表于2018-08-13 11:27:28   |  只看该作者
96#
发表于2018-08-13 08:43:51  95# 整过LLC电源的也飘过(电源我也接触,别介意),楼主用外置电感做LLC谐振电感比较好出产品,我做的时候是用LLC主变压器...
又是一个大师啊!!!

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发表于2018-08-13 11:31:09   |  只看该作者
97#
发表于2018-08-12 21:19:28  90# 是啊,两个完全不一样的设计;所以没有必要放在一起比较,如果比的话就没有意思了;师傅啊,谁说功率越大效率就越高的啊,完全不...

沈洁kokoro 发表于 2018-08-12 09:18:44  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...

是啊,两个完全不一样的设计;  认同

所以没有必要放在一起比较,如果比的话就没有意思了;认同

师傅啊,谁说功率越大效率就越高的啊,完全不是那么回事; 不认同

商业化的东西就是这样了,成本扣了再扣,99%反激出货都不奇怪;认同

看看人家军工电源或模块电源是不是反激出货,所以不同产品面对不同消费领域。认同


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 13:14:09   |  只看该作者
98#
发表于2018-08-13 11:27:28  96# 又是一个大师啊!!!
不是大师,有项目要求,然后实际做过这些项目,所以积累了一些经验,LLC资料非常多,网上一大堆,而且入门也容易,难点是带漏感变压器的绕制工艺,但是楼主主动避开了这一点,用外置电感替代。你可以查查LLC资料,或者解剖任意一款LED电源,基本上LLC都是用漏感来做谐振变压器,省成本,省体积

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发表于2018-08-13 13:56:34   |  只看该作者
99#
发表于2018-08-13 13:14:09  98# 不是大师,有项目要求,然后实际做过这些项目,所以积累了一些经验,LLC资料非常多,网上一大堆,而且入门也容易,难点是带漏...
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 14:06:26   |  只看该作者
100#
发表于2018-08-13 08:43:51  95# 整过LLC电源的也飘过(电源我也接触,别介意),楼主用外置电感做LLC谐振电感比较好出产品,我做的时候是用LLC主变压器...

首先感谢您的光临;

您说的没错,外置谐振电感有外置的好处也有不好;

就想您说的用漏感来做一样,有利也有弊;

其实集成谐振电感的漏感也很好控制,只是你当时没有掌握到关键点而已。


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发表于2018-08-13 14:08:48   |  只看该作者
101#
发表于2018-08-13 13:14:09  98# 不是大师,有项目要求,然后实际做过这些项目,所以积累了一些经验,LLC资料非常多,网上一大堆,而且入门也容易,难点是带漏...

用外置谐振电感,一是您说的调试简单,还有就是为了

均衡发热量。用漏感做谐振电感的变压器不一定比外置

谐振电感的成本低,因为绕制工艺复制。


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