還在實(shí)驗(yàn)階段的LLC同步整流樣機(jī)， 400V DC 轉(zhuǎn) 12V/25A， 請(qǐng)高手前輩們拍磚，
本人還是研究生，明年就畢業(yè)啦，但是很多地方都沒(méi)有產(chǎn)品設(shè)計(jì)得那么好，請(qǐng)前輩們看看有什么地方可以改進(jìn)的。還有國(guó)內(nèi)做電源的工作怎么樣啊，哈哈嘿嘿先謝謝啦。 12V25A效率97.0%
LLC同步整流加紅外線(xiàn)圖
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@fly
在學(xué)校能做到這樣還是不錯(cuò)，希望能中。目前市面上有很多同步整流的芯片了，你用的是什么方法？學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備還不錯(cuò)啊，不過(guò)layout的技術(shù)還需要提高
用的是電流驅(qū)動(dòng)型，用一個(gè)電流互感器來(lái)推放同步整流，沒(méi)有芯片 是我們實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)專(zhuān)利 請(qǐng)問(wèn)layout有什么不足的地方 可以改進(jìn)
X. Xie, J. Liu, F. Poon, and B. Pong,
``A novel high frequency current driven synchronous rectifier applicable to most switching topologies," IEEE Trans. Power Electron., vol. 16, no. 5, pp. 635--648, Feb. 2001.
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@小凡凡
支持原創(chuàng)1、好好花點(diǎn)時(shí)間在外觀(guān)上面；2、可能的話(huà)，把諧振電感集成起來(lái)；3、選好輸入輸出的電容（貼片）；4、半導(dǎo)體全貼片設(shè)計(jì)做到上述幾點(diǎn)，估計(jì)論文更具含金量。祝你好運(yùn)
哈哈 我來(lái)回答這些問(wèn)題
1. 外觀(guān) 沒(méi)話(huà)講
2. 集成諧振電感的話(huà) 要用到seperate bobbin, 會(huì)導(dǎo)致變壓器的溫度過(guò)高（超過(guò)100度），這個(gè)是我計(jì)算和實(shí)驗(yàn)都得到的結(jié)果。因?yàn)閟eperate bobbin的肌膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)更加厲害，銅耗會(huì)增加2倍。而我的設(shè)計(jì)要求是nature cooling. 還有 分開(kāi)用諧振電感的話(huà) 效率高一點(diǎn)。
3. 貼片電容有買(mǎi)過(guò) 但是這個(gè)電容是ESR最低的 Dissipation factor是貼片電容的三分之一。
不過(guò)我會(huì)試一下把它做的更好看
4. 原邊是否要用貼片？ 二次側(cè)我覺(jué)得你是對(duì)的我會(huì)改成貼片的
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Components |
Losses Profile |
(W) |
|
Transformer |
Primary copper |
0.71 |
|
Secondary copper |
0.68 |
||
Core |
0.87 |
||
Resonant inductor |
copper |
0.39 |
|
Core |
0.28 |
||
Primary MOSFETs |
Conduction |
0.71 |
|
Switching |
0.02 |
||
Gate driving |
0.26 |
||
SRs |
Conduction |
1.56 |
|
Switching |
0.10 |
||
SR driver [] |
1.02 |
||
Capacitors |
input capacitor |
0.09 |
|
Output capacitor |
0.41 |
||
Resonant capacitor |
0.08 |
||
Others |
PCB |
0.81 |
|
|
|||
Total losses (calculated) |
7.99 |
||
Efficiency (calculated) |
97.4% |
||
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@yryapollo
哈哈我來(lái)回答這些問(wèn)題1.外觀(guān)沒(méi)話(huà)講2.集成諧振電感的話(huà) 要用到seperatebobbin, 會(huì)導(dǎo)致變壓器的溫度過(guò)高（超過(guò)100度），這個(gè)是我計(jì)算和實(shí)驗(yàn)都得到的結(jié)果。因?yàn)閟eperatebobbin的肌膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)更加厲害，銅耗會(huì)增加2倍。而我的設(shè)計(jì)要求是naturecooling.還有分開(kāi)用諧振電感的話(huà)效率高一點(diǎn)。3.貼片電容有買(mǎi)過(guò)但是這個(gè)電容是ESR最低的Dissipationfactor是貼片電容的三分之一。不過(guò)我會(huì)試一下把它做的更好看4.原邊是否要用貼片？二次側(cè)我覺(jué)得你是對(duì)的我會(huì)改成貼片的
貼片電容不僅說(shuō)的是陶瓷電容，指封裝；
明天傳個(gè)資料上來(lái)
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@yryapollo
哈哈我來(lái)回答這些問(wèn)題1.外觀(guān)沒(méi)話(huà)講2.集成諧振電感的話(huà) 要用到seperatebobbin, 會(huì)導(dǎo)致變壓器的溫度過(guò)高（超過(guò)100度），這個(gè)是我計(jì)算和實(shí)驗(yàn)都得到的結(jié)果。因?yàn)閟eperatebobbin的肌膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)更加厲害，銅耗會(huì)增加2倍。而我的設(shè)計(jì)要求是naturecooling.還有分開(kāi)用諧振電感的話(huà)效率高一點(diǎn)。3.貼片電容有買(mǎi)過(guò)但是這個(gè)電容是ESR最低的Dissipationfactor是貼片電容的三分之一。不過(guò)我會(huì)試一下把它做的更好看4.原邊是否要用貼片？二次側(cè)我覺(jué)得你是對(duì)的我會(huì)改成貼片的
關(guān)于第2點(diǎn)，采用集成諧振電感的話(huà)，是不會(huì)造成變壓器溫度過(guò)高的，除非你的設(shè)計(jì)有問(wèn)題，目前工業(yè)上已經(jīng)大量使用集成諧振電感，我做了那么多LLC，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)集成諧振電感的變壓器溫度會(huì)很高。
如果要用分離電感的話(huà)，建議采用-2磁環(huán)做諧振電感
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@yryapollo
ComponentsLossesProfile(W)TransformerPrimarycopper0.71Secondarycopper0.68Core0.87Resonantinductorcopper0.39Core0.28PrimaryMOSFETsConduction0.71Switching0.02Gatedriving0.26SRsConduction1.56Switching0.10SRdriver[]1.02Capacitorsinputcapacitor0.09Outputcapacitor0.41Resonantcapacitor0.08OthersPCB0.81 Totallosses(calculated)7.99Efficiency (calculated)97.4%
請(qǐng)教一下，你的PCB損耗是怎么算出來(lái)的？
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@yryapollo
哈哈我來(lái)回答這些問(wèn)題1.外觀(guān)沒(méi)話(huà)講2.集成諧振電感的話(huà) 要用到seperatebobbin, 會(huì)導(dǎo)致變壓器的溫度過(guò)高（超過(guò)100度），這個(gè)是我計(jì)算和實(shí)驗(yàn)都得到的結(jié)果。因?yàn)閟eperatebobbin的肌膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)更加厲害，銅耗會(huì)增加2倍。而我的設(shè)計(jì)要求是naturecooling.還有分開(kāi)用諧振電感的話(huà)效率高一點(diǎn)。3.貼片電容有買(mǎi)過(guò)但是這個(gè)電容是ESR最低的Dissipationfactor是貼片電容的三分之一。不過(guò)我會(huì)試一下把它做的更好看4.原邊是否要用貼片？二次側(cè)我覺(jué)得你是對(duì)的我會(huì)改成貼片的
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@fly
關(guān)于第2點(diǎn)，采用集成諧振電感的話(huà)，是不會(huì)造成變壓器溫度過(guò)高的，除非你的設(shè)計(jì)有問(wèn)題，目前工業(yè)上已經(jīng)大量使用集成諧振電感，我做了那么多LLC，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)集成諧振電感的變壓器溫度會(huì)很高。如果要用分離電感的話(huà)，建議采用-2磁環(huán)做諧振電感
那我試一下集成電感先，我之前看過(guò)ST還有POWERINT的集成電感的設(shè)計(jì)。
為什么要用磁環(huán)？ 用什么材料 cool Mu, MMP, 還是別的什么？我用PQ core的原因是因?yàn)槲蚁胗描F氧體做core 這樣的話(huà) core loss最小。 因?yàn)槲恼吕锩鎸?duì)每一個(gè)原件的選擇都是有根據(jù)的 不可以說(shuō)不出來(lái)，不然就會(huì)被reviewer叼。論文嗎 就是吹牛皮的啦 哈哈
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@fly
那你上面的損耗都是測(cè)量值嗎？
損耗是計(jì)算的，但是計(jì)算的準(zhǔn)確性還不錯(cuò) 算下來(lái)97.4% 實(shí)際測(cè)出來(lái)97.07%。 用發(fā)熱來(lái)驗(yàn)證，就是thermal resistance，每一個(gè)元器件 多少溫升對(duì)應(yīng)多少瓦，大概對(duì)比了一下. 因?yàn)樵p耗很難測(cè)，這個(gè)也是在沒(méi)有辦法的情況下做出的選擇。你有什么好辦法沒(méi)？ 具體的計(jì)算公式 可以給你看看有沒(méi)有問(wèn)題，留個(gè)郵箱吧！
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@wtx10
轉(zhuǎn)換部分效率沒(méi)什么懷疑的，要考慮IC的損耗，同步MOS的驅(qū)動(dòng)損耗也小不了，30V以上2-3m歐的管子可不便宜。
IC是接的外接電源，損耗大概0.2瓦 在計(jì)算效率的時(shí)候加進(jìn)去了，同步整流的驅(qū)動(dòng)是電流互感器直接提供的，大概損耗在1瓦左右，我同步整流用的是 BSC016N04LS ，我也不知道多少錢(qián)，不過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)不用同步整流驅(qū)動(dòng)IC , 所以又省了一點(diǎn)錢(qián)。 畢竟是未完成品，等做完了以后再上。
現(xiàn)在用的是150kHz， 變壓器34:2. 我打算提高到400kHz, 變壓器就可以17:1, 我估計(jì)最終滿(mǎn)載效率可能會(huì)達(dá)到97.5%左右
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@yryapollo
IC是接的外接電源，損耗大概0.2瓦在計(jì)算效率的時(shí)候加進(jìn)去了，同步整流的驅(qū)動(dòng)是電流互感器直接提供的，大概損耗在1瓦左右，我同步整流用的是BSC016N04LS，我也不知道多少錢(qián)，不過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)不用同步整流驅(qū)動(dòng)IC,所以又省了一點(diǎn)錢(qián)。畢竟是未完成品，等做完了以后再上?，F(xiàn)在用的是150kHz，變壓器34:2. 我打算提高到400kHz,變壓器就可以17:1, 我估計(jì)最終滿(mǎn)載效率可能會(huì)達(dá)到97.5%左右
已經(jīng)不錯(cuò)了，但頻率上到400k鐵損會(huì)很大，到時(shí)候可以換材料試試。BSC016N04LS 這個(gè)管子居然100度結(jié)溫還能過(guò)100A連續(xù)電流，無(wú)敵。
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@yryapollo
用的是電流驅(qū)動(dòng)型，用一個(gè)電流互感器來(lái)推放同步整流，沒(méi)有芯片是我們實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)專(zhuān)利請(qǐng)問(wèn)layout有什么不足的地方可以改進(jìn)X.Xie,J.Liu,F.Poon,andB.Pong,``Anovelhighfrequencycurrentdrivensynchronousrectifierapplicabletomostswitchingtopologies,"IEEETrans.PowerElectron.,vol.16,no.5,pp.635--648,Feb.2001.
香港去讀大學(xué)了？那邊還是不錯(cuò)的，教授水平很高。
效率問(wèn)題在于死區(qū)，滿(mǎn)載死區(qū)如何做到最小是有困難的，電流型驅(qū)動(dòng)對(duì)于空載輕載時(shí)不錯(cuò)，滿(mǎn)載死區(qū)要想到好的方法控制
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@yryapollo
哈哈我來(lái)回答這些問(wèn)題1.外觀(guān)沒(méi)話(huà)講2.集成諧振電感的話(huà) 要用到seperatebobbin, 會(huì)導(dǎo)致變壓器的溫度過(guò)高（超過(guò)100度），這個(gè)是我計(jì)算和實(shí)驗(yàn)都得到的結(jié)果。因?yàn)閟eperatebobbin的肌膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)更加厲害，銅耗會(huì)增加2倍。而我的設(shè)計(jì)要求是naturecooling.還有分開(kāi)用諧振電感的話(huà)效率高一點(diǎn)。3.貼片電容有買(mǎi)過(guò)但是這個(gè)電容是ESR最低的Dissipationfactor是貼片電容的三分之一。不過(guò)我會(huì)試一下把它做的更好看4.原邊是否要用貼片？二次側(cè)我覺(jué)得你是對(duì)的我會(huì)改成貼片的
seperate bobbin采用0.1多股線(xiàn)繞可以有效降低集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，合理的seperate bobbin可以比分離結(jié)構(gòu)提高效率，節(jié)約成本；
它的不足在于集成漏感的漏磁通帶來(lái)的問(wèn)題，輻射和引起周邊金屬器件渦流損耗才是要注意的問(wèn)題。
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@haibin
seperatebobbin采用0.1多股線(xiàn)繞可以有效降低集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，合理的seperatebobbin可以比分離結(jié)構(gòu)提高效率，節(jié)約成本；它的不足在于集成漏感的漏磁通帶來(lái)的問(wèn)題，輻射和引起周邊金屬器件渦流損耗才是要注意的問(wèn)題。
有道理，有沒(méi)有相關(guān)的文獻(xiàn)來(lái)參考一下。 我打算試驗(yàn)一下，先測(cè)sandwich winding， 把secondary 短路，測(cè) primary side 電阻和漏感 (DC 和 ac100kHz 200kHz).然后測(cè)seperate bobbin winding. 金屬器件渦流損耗是否是 fringing flux loss, 有沒(méi)有英文名稱(chēng) 我好上網(wǎng)查一下。
這個(gè)是教科書(shū)里的dowells equation 的例子， 按理來(lái)說(shuō)sandwich winding是 proximity loss 最小的。 我總結(jié)了一下在IEEE trnas. 上的文章 基本上 400V to 12V 都是sandwich winding。 發(fā)出來(lái)共享一下
Symmetrical Rectifier Configuration
Integrated Magnetic for LLC Resonant Converter
Investigation on Transformer Design
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