先開個(gè)頭
自己以前沒搞過反激準(zhǔn)諧振(QR)模式,前一陣子趁有點(diǎn)時(shí)間自己搞了一臺(tái),用的NCP1207,想改公司一個(gè)24V輸入轉(zhuǎn)28V1A輸出的產(chǎn)品試試結(jié)果畫好板了,一看NCP1207的最低輸入電壓為40V,傻眼了
算了,不改了就當(dāng)自己做實(shí)驗(yàn)玩吧
就改了個(gè)48輸入12V3A輸出的反激準(zhǔn)諧振小電源,等焊好一上電,沒反應(yīng),衰啊
后來慢慢搞,終于有輸出了,發(fā)現(xiàn)NCP1207的3腳過流那個(gè)點(diǎn)很不好調(diào),以后要記著了
最后調(diào)出來了,12V2.5A的時(shí)候效率最高,92的樣子,3A的時(shí)候效率90
自我感覺還不錯(cuò)。估計(jì)還有提升的可能
后來想著怎么也做出來了,就研究下RC取值對(duì)MOS的VDS尖峰和電源整體效率的影響然后開始在網(wǎng)上和論壇上找些關(guān)機(jī)計(jì)算RCD中的RC計(jì)算公式,然后和實(shí)驗(yàn)比對(duì)下看看是否合理!
感覺自己是太閑了
回頭把示波器波形和參數(shù)放上來,留著這里丟不了
先看最早的一張,初級(jí)RCD,R用的68K,C用的471P。D用的RS1M。D一直未作改動(dòng),下邊統(tǒng)一叫初級(jí)和次級(jí)。次級(jí)RC沒有加,峰峰值為196V?。ù渭?jí)我是在變壓器兩端加的,沒有加在整流管的兩端?。?/p>
第二張,想著把次級(jí)的加個(gè)小吸收,看看對(duì)初級(jí)的影響。初級(jí)R=68K,C=471P;次級(jí)R=22R,C=471P.峰峰值為190v
第三張,初級(jí)不動(dòng),R=68K,C=471P;把次級(jí)的C加大,次級(jí)R=22R,C=681 P,峰峰值還是為190V
第四張,接著加大次級(jí)電容,初級(jí)R=68K,C=471P;次級(jí)R=22R,C=102P.峰峰值小了2V,188V了
第五張,繼續(xù)加大次級(jí)電容,初級(jí)R=68K,C=471P,次級(jí)C=472P ,把R去掉了,峰峰值160V了。(主要是考慮R會(huì)消耗能量影響效率?。?/p>
第六張,感覺次級(jí)加大不太明顯,就加下初級(jí)吧,先把初級(jí)的C加大吧,直接吸得狠點(diǎn),結(jié)果初級(jí)R=68K,C=472,次級(jí)直接RC取消了,峰峰值168V,還管點(diǎn)事
第七張,那把次級(jí)加個(gè)RC吸收啥效果呢,初級(jí)R=68K,C=472P;次級(jí)R=22R,C=102P;峰峰值156V,又下來點(diǎn)!
第八張,把次級(jí)還直接搞到472試試,初級(jí)還是R=68K,C=472P;次級(jí)C=472,R還去掉,峰峰值150V了
以上八張說明電容對(duì)MOS的峰值有影響,但也不能太大,還有一個(gè)可調(diào)的點(diǎn)一直沒調(diào)呢,調(diào)調(diào)那個(gè)點(diǎn)試試
第九張,還是初級(jí)電容從小到大,所以初級(jí)C=471P,R=68K/2;次級(jí)無,峰峰值194V,基本和68K沒啥變化
第10張 ,初級(jí)電容C=471P不變,電阻R=68K/3,次級(jí)還是沒有,峰峰值還是194V,和上邊沒啥區(qū)別啊
第十一張,接著減小初級(jí)R的值,C=471P,R=68K/4,次級(jí)無,峰峰值還是194V,無語了,難道R不管事,非也,接著往下看!
第十二張,既然這樣,我把初級(jí)的C加大呢,是不是C的容值太小,吸收的能量太??!所以直接上到472,初級(jí)C=472,R=68K/2;次級(jí)還是沒有,峰峰值154V,效果出來了
第十三張,我接著減小初級(jí)R的值,C=472P,R=68K/3;次級(jí)無,峰峰值150V,比起上邊來,下降的不明顯了。
第十四張,繼續(xù)減小R的值,C=472P,R=68K/4,次級(jí)無,峰峰值146V,確實(shí)是下降不明顯了,該考慮新方法了!
第十五張,上邊減小電阻,變化不太明顯了,那還把次級(jí)的吸收加進(jìn)去呢,初級(jí)我用的C=472P,R=15K;次級(jí)C=102R=22R。峰峰值136V,不錯(cuò)哦!
第十六張,我要是接著減小初級(jí)R電阻值呢,下邊出來了,C=472P,R=10K;次級(jí)C=102P,R=22R。峰峰值130V,又下去了點(diǎn)
第十七張,我要繼續(xù)減小初級(jí)R的值呢,C=472P,R=5.1K;次級(jí)C=102P,R=22R,峰峰值132,沒下去哦,而且效率直接掉了還幾個(gè)點(diǎn),看來是不能太小哦
從上邊的實(shí)驗(yàn)可以看出,RCD吸收中的RC選擇要合理,否則不是起不到應(yīng)有的效果就是影響效率。后面我在補(bǔ)充一種計(jì)算RCD的計(jì)算方法,看看算出來的和實(shí)際用的有多殺差別!
RCD的計(jì)算方法
先上個(gè)RCD鉗位的原理圖
再上個(gè)MOS的VDS波形
下面再說幾個(gè)名詞,這幾個(gè)名詞其實(shí)大家也知道,一個(gè)是鉗位電壓,上邊用Vsn表示;一個(gè)是折射電壓,上邊用VRO表示;還有個(gè)脈動(dòng)電壓,上邊用ΔV表示;MOS管的最大耐壓,上邊用BVdss表示;電源的最高輸入電壓,上邊用Vin max表示。
1.鉗位電壓Vsn是電容C兩端的電壓,與選用MOS的BVdss及最高輸入電壓以及降額系數(shù)有關(guān),一般在最高輸入電壓Vin max下考慮0.9的降額,則有
Vsn=0.9*BVdss-Vin max(我上邊的實(shí)驗(yàn)選擇的MOS為IRF640,BVdss=200V,Vin max=70V)
可以算出鉗位電壓Vsn為110V
2.然后算折射電壓VRO,根據(jù)VRO=(VOUT+VD)/(NS/NP)
式中VOUT為輸出電壓
VD為二極管管壓降
NS為次級(jí)匝數(shù)
NP為初級(jí)匝數(shù)
我的初級(jí)NP為31匝,次級(jí)NS為10匝,管壓降VD≈1V,輸出電壓VOUT=12V
算出VRO=(12+1)/(10/31)=40V
3.確定漏感量LIK,這個(gè)可以通過測試得出,我的實(shí)測了下為2.79uH;不過可以估測此漏感值,一般為初級(jí)電感量的1%-5%;
4.確定峰值電流IPK的值
輸入功率PIN=POUT/η,
式中POUT為輸出功率
η為效率
我的輸出電壓為12V,電流為3A,假設(shè)效率為80%;
代入式中得PIN=12*3/0.8=45W
算出平均電流Iin-avg=PIN/Vin min
式中Vin min為最小輸入電壓
我的最小輸入是40V,也就是1207的最低輸入電壓。
代入式得Iin-avg=45/40-1.125A
確定峰值電流IPK=2*Iin-avg/δmax
式中δmax為最大占空比
我的設(shè)的為0.5
代入式得IPK=2*1.125/0.5=4.2A
5.確定鉗位電阻R的值,根據(jù)公式R=2(Vsn-VRO)*Vsn/LIK*IPK*IPK*fs
式中fs為開關(guān)頻率
IPK*IPK為IPK的平方,俺不會(huì)寫
我的頻率fs為50Khz
代入式得R=【2*(110-40)*110】/【2.79*4.2*4.2*50k】
R=27K(注:這算錯(cuò)了,下邊電容也就不對(duì)了哦,但公式是對(duì)的,我不改了就按錯(cuò)的來吧,最后算出來適當(dāng)調(diào)整下···)
6.確定R的功率PR=Vsn*Vsn/R
代入數(shù)值得PR=110*110/27000=0.448W可以用1W的電阻
我手頭沒有1W27k電阻所以用個(gè)30K吧
7.確定鉗位電容C的值
我們前邊一直把C的點(diǎn)電壓VC當(dāng)成不變的處理,實(shí)際是有波動(dòng)的,因?yàn)橛新└械入s散電感的影響,所有會(huì)有所波動(dòng),一般這個(gè)脈動(dòng)電壓ΔV取鉗位電壓Vsn的5%-10%,我們這取10%吧,所以ΔV=11V
鉗位電容的值C=Vsn/ΔV*R*fs
帶入值得C=110/11*27k*50k=0.0074uF
這里我們選個(gè)C=0.01uF的也就是103PF的電容
回頭我把實(shí)驗(yàn)結(jié)果和波形放上來!
1.初級(jí)用了1C=03 R=30K,次級(jí)R=22R,C=102,峰峰值160V
2.我把初級(jí)R又并了個(gè)30K,R=15K了,別的沒動(dòng),峰峰值150V了
我又把初級(jí)C=103改為472,R=15K,次級(jí)沒動(dòng),峰峰值又到138V了
我想看看要是不動(dòng)電阻呢,按算的來,把并的那個(gè)30K去掉,C=472,次級(jí)不動(dòng),峰峰值150V
以上總結(jié),算出來的結(jié)果還得再試驗(yàn)中得到驗(yàn)證,只能做個(gè)參考;所以我們應(yīng)以計(jì)算為基礎(chǔ),根據(jù)實(shí)驗(yàn)來回調(diào)整,找到一個(gè)更適合你的值。還有吸收電阻R一定要考慮降額使用,滿足功率要求。
以上僅代表個(gè)人觀點(diǎn),每個(gè)工程師要根據(jù)自己的產(chǎn)品做出適當(dāng)?shù)倪x擇。以上內(nèi)容僅供參考!
如有轉(zhuǎn)載請(qǐng)寫明出處!