無源無損軟開關.

無源無損軟開關.
無源無損軟開關的實質(zhì)是LCD強吸收網(wǎng)絡,因為網(wǎng)絡中沒有電阻性的損耗元件,能量沒有損失,效率較高.下面的兩張圖是常用的BOOST和BUCK電路的無源無損吸收網(wǎng)絡.我曾經(jīng)用此類BOOST電路設計了一個PFC電路,功率1200W,fs=50KHz,PF>0.99,效率>96.5% .

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jwang

LV.1

2003-06-19 15:35

請雪兄分析第一圖的工作原理.
請雪兄分析第一圖的工作原理.同時該無損吸收電路有何不好?

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shuyun

LV.6

2003-06-19 16:35

效率真有96.5%以上?是高壓輸出嗎?
我也曾設計過以上類型的電路,但效率太低.

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乞力馬扎羅的雪

LV.9

2003-06-19 18:16

@jwang

請雪兄分析第一圖的工作原理.請雪兄分析第一圖的工作原理.同時該無損吸收電路有何不好?

工作原理
當MOS管關斷時,在D2、C1的作用下,MOS管是零電壓關斷.當MOS管開通時,C1、C2、L2組成諧振網(wǎng)絡,將C1中的能量轉移到C2中,且因為L2的存在,D1的反向恢復被抑制,MOS是零電流開通,所以開關管用IGBT更合適,推薦一個型號IXGH32N60C.因為C2的容量一般是C1的20倍以上,所以諧振頻率主要由L2和C1決定.當L2電流諧振換向時,被二極管D3阻斷.在MOS管關斷后,C2中的能量饋如輸出電容C3.

該無損電路的缺點是,MOS管的最小占空比受L2、C1、C2的諧振周期限制.
另外,效率比有的軟開關PFC略低,可以做到96.5% .

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乞力馬扎羅的雪

LV.9

2003-06-19 18:37

@shuyun

效率真有96.5%以上?是高壓輸出嗎?我也曾設計過以上類型的電路,但效率太低.

RE
此效率的測試狀態(tài)為: INPUT 220VAC,OUTPUT 400VDC,3A,此時效率達到96.5% .

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arlink

LV.4

2003-06-20 11:23

另一種接法
此電路還有另一種接法,

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1056079306.bmp');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

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arlink

LV.4

2003-06-20 11:33

@乞力馬扎羅的雪

工作原理當MOS管關斷時,在D2、C1的作用下,MOS管是零電壓關斷.當MOS管開通時,C1、C2、L2組成諧振網(wǎng)絡,將C1中的能量轉移到C2中,且因為L2的存在,D1的反向恢復被抑制,MOS是零電流開通,所以開關管用IGBT更合適,推薦一個型號IXGH32N60C.因為C2的容量一般是C1的20倍以上,所以諧振頻率主要由L2和C1決定.當L2電流諧振換向時,被二極管D3阻斷.在MOS管關斷后,C2中的能量饋如輸出電容C3.該無損電路的缺點是,MOS管的最小占空比受L2、C1、C2的諧振周期限制.另外,效率比有的軟開關PFC略低,可以做到96.5%.

效率不一定會高
試過一些軟開關電路,總覺得效率并不會提高,只是將損耗轉移了.此電路曾用在一款16.7KVA的UPS上,測試表明看不出效率的明顯變化,在不同負載下測出效率有提高有降低,但與測試儀器精度有關.主二極管及IGBT的溫升倒有一定程度的下降.約5~10K

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雪鐵龍

LV.6

2003-06-20 11:37

@arlink

效率不一定會高試過一些軟開關電路,總覺得效率并不會提高,只是將損耗轉移了.此電路曾用在一款16.7KVA的UPS上,測試表明看不出效率的明顯變化,在不同負載下測出效率有提高有降低,但與測試儀器精度有關.主二極管及IGBT的溫升倒有一定程度的下降.約5~10K

還有一點
此電路會造成主二極管Spike增大,可能會有一倍左右.同時諧振電感也很重要,如果材料選擇不當?shù)脑?可以燒毀.當占空比太小時,不能完成諧振,沒有Soft Switch作用.

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good

LV.4

2003-09-08 09:50

@arlink

另一種接法此電路還有另一種接法,[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1056079306.bmp');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">

這種接法似乎更爽!
1

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chenqq2000

LV.5

2003-09-09 09:59

@arlink

請教leo兄:
輸入20伏,若書出功率為150瓦,該電路效率可以達到一個什么值?

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arlink

LV.4

2003-09-11 15:01

@chenqq2000

請教leo兄:輸入20伏,若書出功率為150瓦,該電路效率可以達到一個什么值?

我不知道
我當時用這個電路設計的是一個14KVA的PFC電路,在空載時效率是相當?shù)偷?
若您合理設計參數(shù),想來應該能達到較高的效率吧.沒設計過20V輸入的,不敢說!

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xue007

LV.9

2005-03-18 23:15

老大:用你上面的電路作個220輸入400W的那4個二極管應選多大的

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江湖電源

LV.9

2005-03-19 07:21

@xue007

老大:用你上面的電路作個220輸入400W的那4個二極管應選多大的

老大:用上面的電路最大能做多少瓦?

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kangjl668

LV.4

2005-03-19 10:25

@雪鐵龍

還有一點此電路會造成主二極管Spike增大,可能會有一倍左右.同時諧振電感也很重要,如果材料選擇不當?shù)脑?可以燒毀.當占空比太小時,不能完成諧振,沒有SoftSwitch作用.

諧振電感一般怎么設計呢?.

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乞力馬扎羅的雪

LV.9

2005-03-21 09:00

@xue007

老大:用你上面的電路作個220輸入400W的那4個二極管應選多大的

我沒做400W那么小的,但8A的管子應該可以了.

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乞力馬扎羅的雪

LV.9

2005-03-21 09:01

@江湖電源

老大:用上面的電路最大能做多少瓦?

幾K瓦沒問題.

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xue007

LV.9

2005-03-21 16:56

@乞力馬扎羅的雪

我沒做400W那么小的,但8A的管子應該可以了.

那4個都用8A的嗎????

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乞力馬扎羅的雪

LV.9

2005-03-21 16:59

@xue007

那4個都用8A的嗎????

對.

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wlx230

LV.5

2005-03-21 17:00

@arlink

你好,我去年曾用此種接法做了1KW的變換器,但我發(fā)現(xiàn)L3的存在對Q1管的驅動信號產(chǎn)生大的影響,波形如下:

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1111395573.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
應該是米勒效應的影響,我去掉L3,驅動波形正常.曾在論壇上討論過,不知可有消除的辦法?

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shdoqi

LV.6

2005-03-21 23:03

@wlx230

你好,我去年曾用此種接法做了1KW的變換器,但我發(fā)現(xiàn)L3的存在對Q1管的驅動信號產(chǎn)生大的影響,波形如下:[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1111395573.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">應該是米勒效應的影響,我去掉L3,驅動波形正常.曾在論壇上討論過,不知可有消除的辦法?

中間的點不知是否諧振需要的最小占空比

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shdoqi

LV.6

2005-03-21 23:13

BACK電路的一個問題已經(jīng)不共地了,也不共VCC

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shdoqi

LV.6

2005-03-21 23:17

@arlink

我覺得這一貼的效率要比第一貼的要高一點,因為主電流只要經(jīng)過一個二極管,而第一貼電路因為諧振電感的存在,電流很大部分可能要從三個二極管經(jīng)過.

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shdoqi

LV.6

2005-03-22 00:17

@kangjl668

諧振電感一般怎么設計呢?.

一點淺見,我是今天第一次看這類諧振電路,分析不對請不要見笑:
首先要確定工作頻率和最大最小占空比,如果只按照保準實現(xiàn)諧振的原則,取最小占空比和工作周期的乘積得到一個時間,這個時間乘于4倍作為諧振周期,(4倍指電容電壓在1/4個諧振周期內(nèi),由最大降為0),最大最小占空比主要根據(jù)輸入輸出電壓關系確定的,然后C1的取值考慮MOS管的關斷時間和電感(主電感和諧振電感)上的最大電流,使這樣的電荷量在C1上產(chǎn)生的電壓不能過大(0電壓),諧振頻率由C1和諧振電感決定,C2取C1的一個數(shù)量級,這樣基本都可以設計了.
另外一個思路在夠諧振(能在導通狀態(tài)下使C1降到0V)的前提下諧振頻率越底效率會更高點,總的理解是這樣諧振頻率越低電容電感量相對可以用大點,那么吸收和轉換能量越充分,損耗就越小,所以在占空比變化非常大的場合就可能要考慮損失某些小占空比下的諧振能力而達到最佳效率.
我是沒有實踐的空對空,歡迎大家批評指正.

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乞力馬扎羅的雪

LV.9

2005-03-22 00:25

@shdoqi

這兩個電路我都用過,基本沒有區(qū)別,原理也相同.效率幾乎沒有區(qū)別,很難說哪個更好.

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shdoqi

LV.6

2005-03-22 00:36

@雪鐵龍

還有一點此電路會造成主二極管Spike增大,可能會有一倍左右.同時諧振電感也很重要,如果材料選擇不當?shù)脑?可以燒毀.當占空比太小時,不能完成諧振,沒有SoftSwitch作用.

SPIKE 指峰值電流嗎?還是電壓,如是指峰值電流我看不出為什么會增加,因為有諧振吸收能量的加入,主管的峰值電流只能是減小,SPIKE如指電壓,那么增加的耐壓是(C1/C2)*VOUT,由于C1比C2差一個數(shù)量級,所以沒什么可怕,沒有一倍之說.

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shdoqi

LV.6

2005-03-22 00:54

@乞力馬扎羅的雪

這兩個電路我都用過,基本沒有區(qū)別,原理也相同.效率幾乎沒有區(qū)別,很難說哪個更好.

謝謝雪老大指點,我覺得有點小區(qū)別,沒有實踐經(jīng)驗,我今晚在這里說了很多內(nèi)容,我是純粹從理論分析的空對空,請雪老大多多指點.

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江湖電源

LV.9

2005-03-22 08:36

@shdoqi

BACK電路的一個問題已經(jīng)不共地了,也不共VCC

多謝雪大師回復.

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乞力馬扎羅的雪

LV.9

2005-03-22 09:36

@shdoqi

謝謝雪老大指點,我覺得有點小區(qū)別,沒有實踐經(jīng)驗,我今晚在這里說了很多內(nèi)容,我是純粹從理論分析的空對空,請雪老大多多指點.

其實你是被電路的表象迷惑了.對于下面的電路來說,MOS開通后,電流從諧振電感流過,當MOS關斷后,諧振電感的電流是不會突降到零的,電流需要從三個二極管上流過.直到諧振電感的電流降到零.
而最上面的電路,MOS開通后,諧振電感在完成諧振后,電流降為零,MOS關斷后,主電感電流先從三個二極管流過,然后,隨著諧振電感電流的上升,轉移到諧振電感中去.
一個是電流下降過程,一個是電流上升過程,如果參數(shù)設計一樣的話,那這兩個時間一樣的.

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