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LLC首次嘗試

LLC 6562+6599 200W

第一次嘗試做LLC半橋諧振電源

目前打算用資料比較多的L6562+L6599設(shè)計(jì)一款全電壓200W開關(guān)電源

目標(biāo)自冷150W   風(fēng)冷200W

輸入:85V-265V

輸出:12V16A / 24V8A兼顧

效率:0.94

PFC:0.97

第一步。閱讀資料。

更新 原理圖上傳

/upload/community/2020/11/03/1604387175-87855.pdf

全部回復(fù)(42)
正序查看
倒序查看
2020-09-01 08:29
 歡迎進(jìn)入LLC的世界 。。。
0
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2020-09-01 08:43
@qinzutaim
 歡迎進(jìn)入LLC的世界。。。
多謝捧場(chǎng)
0
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2020-09-01 14:06

計(jì)算公式摘自網(wǎng)絡(luò)。

1.輸入輸出指標(biāo)
1.1.輸入電壓范圍:Vinmin=250VDC,Vinmax=420VDC
1.2.輸入額定電壓:VinNom=400VDC
1.3.輸出電壓電流(最大值):24V8A (12V 17A)
1.4.輸出功率:Po=24*8=192W 12*17=204W
2.選擇諧振頻率和工作區(qū)域
2.1.諧振頻率fr=100KHZ
2.2.額定輸入時(shí),電源工作在fr
3.計(jì)算變壓器變比和諧振元件值
3.1.理論變比

3.5.計(jì)算Q,fmin,fmax,Ls,Lp,Cr


3.6.核算Im>Ip


這邊計(jì)算的Coss和Cstray不知道是什么,500*10-12  和200*10-9也不知從何而來。
Im>Ip  如不滿足需降低Q或者增大Lr+Lp

4.計(jì)算功率器件電壓電流應(yīng)力
4.1.初級(jí)電流有效值

24/(8*8.1*2.82)√(2*8.14*2.822/(Lm2*1002)+8*3.142)
=0.1313√((68464.95/(Lm2*104))+78.8768)
后由計(jì)算結(jié)果反推Lm為0.313.  這里的Lm是什么?
=0.1313√((68464.95/(0.3132*104))+78.8768)
=1.6A

4.2.MOS電壓,電流最大值,電流有效值

4.3.次級(jí)整流管電壓,電流,損耗(24V輸出計(jì)算)

4.4.諧振電容電流有效值、最大電壓

4.5.輸出電容的電流有效值(f=fr,24V輸出)


5.選擇器件和變壓器設(shè)計(jì)
5.1.Mos:滿足20%余量,電壓500V,電流從發(fā)熱和Coss考慮(保證高壓時(shí)ZVS)
5.2.Cr:滿足RMS電流的要求,電壓為計(jì)算值1.5倍左右
5.3.Co:滿足RMS電流要求
5.4.D:電壓滿足20%余量,電流考慮到不平衡,取40%余量,其余從發(fā)熱考慮變壓器實(shí)際變化

5.5.初級(jí)最小匝數(shù)   變壓器暫定使用ER3542雙槽


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2020-09-01 14:40
@瓦西大壞蛋
計(jì)算公式摘自網(wǎng)絡(luò)。1.輸入輸出指標(biāo)1.1.輸入電壓范圍:Vinmin=250VDC,Vinmax=420VDC1.2.輸入額定電壓:VinNom=400VDC1.3.輸出電壓電流(最大值):24V8A(12V17A)1.4.輸出功率:Po=24*8=192W12*17=204W2.選擇諧振頻率和工作區(qū)域2.1.諧振頻率fr=100KHZ2.2.額定輸入時(shí),電源工作在fr3.計(jì)算變壓器變比和諧振元件值3.1.理論變比[圖片]3.5.計(jì)算Q,fmin,fmax,Ls,Lp,Cr[圖片][圖片]3.6.核算Im>Ip[圖片]這邊計(jì)算的Coss和Cstray不知道是什么,500*10-12 和200*10-9也不知從何而來。Im>Ip 如不滿足需降低Q或者增大Lr+Lp4.計(jì)算功率器件電壓電流應(yīng)力4.1.初級(jí)電流有效值[圖片]24/(8*8.1*2.82)√(2*8.14*2.822/(Lm2*1002)+8*3.142)=0.1313√((68464.95/(Lm2*104))+78.8768)后由計(jì)算結(jié)果反推Lm為0.313. 這里的Lm是什么?=0.1313√((68464.95/(0.3132*104))+78.8768)=1.6A4.2.MOS電壓,電流最大值,電流有效值[圖片]4.3.次級(jí)整流管電壓,電流,損耗(24V輸出計(jì)算)[圖片]4.4.諧振電容電流有效值、最大電壓[圖片][圖片]4.5.輸出電容的電流有效值(f=fr,24V輸出)[圖片]5.選擇器件和變壓器設(shè)計(jì)5.1.Mos:滿足20%余量,電壓500V,電流從發(fā)熱和Coss考慮(保證高壓時(shí)ZVS)5.2.Cr:滿足RMS電流的要求,電壓為計(jì)算值1.5倍左右5.3.Co:滿足RMS電流要求5.4.D:電壓滿足20%余量,電流考慮到不平衡,取40%余量,其余從發(fā)熱考慮變壓器實(shí)際變化[圖片]5.5.初級(jí)最小匝數(shù) 變壓器暫定使用ER3542雙槽[圖片]

初級(jí)最小匝數(shù)這邊的計(jì)算取的是Fmin,也有另外的地方取的是fo,即100K。還不確定哪里最合適。

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2020-09-02 21:51
@瓦西大壞蛋
[圖片]初級(jí)最小匝數(shù)這邊的計(jì)算取的是Fmin,也有另外的地方取的是fo,即100K。還不確定哪里最合適。
我是按最低頻率算的。。。
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2020-09-04 09:40
@qinzutaim
我是按最低頻率算的。。。
OK!跟著版主走。今天繪制原理圖了。
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2020-09-04 09:43

5.6.選擇次級(jí)匝數(shù),計(jì)算初級(jí)匝數(shù),使其大于46
N12V=3T;N24V=5T
NP=Nreal*5=9.35*5=46.75取47T>46
計(jì)劃初級(jí)單槽,次級(jí)和反饋同槽,反饋使用三層絕緣線,其他都使用絞線。
5.7.線徑計(jì)算
電流密度取6,
Irms=1.6  1.6/6=0.27mm2 取0.1*40或0.6單根或0.4兩根。
Io取1.3mm2  160或170根0.1絞線。
反饋繞組 考慮帶一個(gè)0.45A風(fēng)扇,取1A,0.46三層絕緣線單根。
5.8.最終結(jié)果
NP=47T 0.1*40絞線
N12V=3T 
N24V=5T 0.1*80 絞線 兩組
Nvcc19.2V=4T 0.46三層絕緣線
ER3542 臥式

6.如何做出合適的漏感LS。
6.1.方法1,用雙槽主變壓器設(shè)計(jì)出漏感(初次距離越遠(yuǎn),漏感越大??梢杂脫鯄碓黾映醮渭?jí)距離)
6.2.方法2,外置諧振電感。用鐵硅鋁23*16*8 100uH 0.1*40絞線(或可用ATQ25/16)
6.3.兩種都留好位置。


7.PFC電感設(shè)計(jì)
PFC電感偷懶,使用表格直接計(jì)算了。

8.仿真實(shí)驗(yàn)
LTspice原理圖繪制。

空載 MOS ZVS零電壓開通

200W 滿載  次級(jí)DIODE電壓與電流波形   ZVS

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2020-09-04 09:44
@瓦西大壞蛋
5.6.選擇次級(jí)匝數(shù),計(jì)算初級(jí)匝數(shù),使其大于46N12V=3T;N24V=5TNP=Nreal*5=9.35*5=46.75取47T>46計(jì)劃初級(jí)單槽,次級(jí)和反饋同槽,反饋使用三層絕緣線,其他都使用絞線。5.7.線徑計(jì)算電流密度取6,Irms=1.6 1.6/6=0.27mm2取0.1*40或0.6單根或0.4兩根。Io取1.3mm2 160或170根0.1絞線。反饋繞組考慮帶一個(gè)0.45A風(fēng)扇,取1A,0.46三層絕緣線單根。5.8.最終結(jié)果NP=47T0.1*40絞線N12V=3T N24V=5T0.1*80絞線兩組Nvcc19.2V=4T0.46三層絕緣線ER3542臥式6.如何做出合適的漏感LS。6.1.方法1,用雙槽主變壓器設(shè)計(jì)出漏感(初次距離越遠(yuǎn),漏感越大。可以用擋墻來增加初次級(jí)距離)6.2.方法2,外置諧振電感。用鐵硅鋁23*16*8100uH0.1*40絞線(或可用ATQ25/16)6.3.兩種都留好位置。7.PFC電感設(shè)計(jì)PFC電感偷懶,使用表格直接計(jì)算了。[圖片]8.仿真實(shí)驗(yàn)LTspice原理圖繪制。[圖片]空載MOSZVS零電壓開通[圖片]200W滿載 次級(jí)DIODE電壓與電流波形  ZVS[圖片]

PFC電感計(jì)算與諧振仿真結(jié)束。對(duì)于諧振波形還是只有一知半解,還是先炸機(jī)實(shí)測(cè)再說吧。

下一步繪制原理圖

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2020-09-04 13:35
直呼高手。
0
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2020-09-04 13:35
直呼高手。
0
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zong
LV.1
12
2020-09-04 13:42
坐好學(xué)習(xí)
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hugan
LV.6
13
2020-09-07 15:07
@瓦西大壞蛋
PFC電感計(jì)算與諧振仿真結(jié)束。對(duì)于諧振波形還是只有一知半解,還是先炸機(jī)實(shí)測(cè)再說吧。下一步繪制原理圖
多炸幾次就炸出經(jīng)驗(yàn)了
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ffqqcc
LV.2
14
2020-09-17 11:21
做出來沒有??
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2020-09-26 10:42
@ffqqcc
做出來沒有??
今天開始調(diào)試。先調(diào)試6599芯片周邊電路。首次上電,居然連波都沒有
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ffqqcc
LV.2
16
2020-09-26 15:00
@瓦西大壞蛋
今天開始調(diào)試。先調(diào)試6599芯片周邊電路。首次上電,居然連波都沒有[圖片]
只要做出來,后續(xù)肯定不會(huì)太難,我現(xiàn)在還在計(jì)劃如何選型,怎么布局PCB,估計(jì)年底才能打樣
0
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2020-09-28 00:27
@瓦西大壞蛋
今天開始調(diào)試。先調(diào)試6599芯片周邊電路。首次上電,居然連波都沒有[圖片]
問題找到了沒有哦。 如果沒有好好讀一下 6599 IC一腳的說明。  SS軟啟動(dòng)的限制條件。 
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2020-09-28 08:48
@別開腔,自己人
問題找到了沒有哦。如果沒有好好讀一下6599IC一腳的說明。 SS軟啟動(dòng)的限制條件。 [圖片]
問題已經(jīng)找到。調(diào)試的時(shí)候,CS腳電路沒有連接。以為懸空也可以。實(shí)際需要先接地。接地后正常發(fā)波。
0
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2020-09-28 08:52

輸入PFC未調(diào)試,用AC整流濾波后直接加給LLC功率部分,芯片繼續(xù)用穩(wěn)壓電源供電。輸出電壓24.5V穩(wěn)定,輸入功率0.7W,已經(jīng)工作在跳頻模式,但是這個(gè)跳頻看起來有點(diǎn)奇怪。而且聲音很大(變壓器未浸油漆)。

下圖展開

開關(guān)管已ZVS

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2020-09-28 08:57
@瓦西大壞蛋
輸入PFC未調(diào)試,用AC整流濾波后直接加給LLC功率部分,芯片繼續(xù)用穩(wěn)壓電源供電。輸出電壓24.5V穩(wěn)定,輸入功率0.7W,已經(jīng)工作在跳頻模式,但是這個(gè)跳頻看起來有點(diǎn)奇怪。而且聲音很大(變壓器未浸油漆)。[圖片]下圖展開[圖片]開關(guān)管已ZVS[圖片]
發(fā)現(xiàn)這個(gè)一個(gè)問題。空載待機(jī)時(shí)間久了之后,驅(qū)動(dòng)信號(hào)會(huì)關(guān)閉。導(dǎo)致輸出為0.
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洪七公
LV.9
21
2020-10-09 18:36
用我們的智能整流器,有DFN8*9,DFN5*6,TO-220封裝,40V-150V都有,目前客戶做的24V20A,36V20A,12V33A,48V20A都有生產(chǎn)??梢灾苯犹鎿Q二極管和SR IC加mosfet,用法和二極管一樣,效率和同步整流一樣。
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跳子棋
LV.2
22
2020-10-11 22:18
坐等更新 跟你學(xué)習(xí)
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2020-10-28 16:01
@瓦西大壞蛋
發(fā)現(xiàn)這個(gè)一個(gè)問題??蛰d待機(jī)時(shí)間久了之后,驅(qū)動(dòng)信號(hào)會(huì)關(guān)閉。導(dǎo)致輸出為0.
版主調(diào)出來了嗎?我這邊在用L6699D做,設(shè)計(jì)輸出15V,可實(shí)際輸出有23V,怎么調(diào)求指點(diǎn)
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2020-11-03 14:52

進(jìn)度更新。

現(xiàn)在調(diào)試到400VAC輸入情況下,24.5V8A滿載 輸入功率214W  效率91.59% (效率還不理想) 次級(jí)使用20200肖特基,同步整流未調(diào)試。諧振頻率在100KHZ。結(jié)果這幾天的摸索,對(duì)LLC諧振有了初步的一點(diǎn)點(diǎn)了解。

下一步調(diào)整待機(jī)跳頻工作狀態(tài)。(之前跳頻腳沒有讓他工作)。

現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題。跳頻腳PIN5接到光耦腳后,無法輸出正常電壓(開機(jī)瞬間有一次20V左右輸出,然后芯片就關(guān)斷輸出了。)現(xiàn)階段還不知道如何調(diào)整這里。

先跳過這一步,調(diào)整限流保護(hù)吧。

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2020-11-03 14:58
@走吧走吧
版主調(diào)出來了嗎?我這邊在用L6699D做,設(shè)計(jì)輸出15V,可實(shí)際輸出有23V,怎么調(diào)求指點(diǎn)
我也剛搞,經(jīng)驗(yàn)不多。有問題可以 互相Q交流
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2020-11-03 18:29
@瓦西大壞蛋
進(jìn)度更新。現(xiàn)在調(diào)試到400VAC輸入情況下,24.5V8A滿載輸入功率214W 效率91.59%(效率還不理想)次級(jí)使用20200肖特基,同步整流未調(diào)試。諧振頻率在100KHZ。結(jié)果這幾天的摸索,對(duì)LLC諧振有了初步的一點(diǎn)點(diǎn)了解。下一步調(diào)整待機(jī)跳頻工作狀態(tài)。(之前跳頻腳沒有讓他工作)?,F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題。跳頻腳PIN5接到光耦腳后,無法輸出正常電壓(開機(jī)瞬間有一次20V左右輸出,然后芯片就關(guān)斷輸出了。)現(xiàn)階段還不知道如何調(diào)整這里。先跳過這一步,調(diào)整限流保護(hù)吧。

待機(jī)跳頻已經(jīng)調(diào)節(jié)完畢。

下一個(gè)問題??蛰d跳頻的情況下,多帶一會(huì)兒,他居然會(huì)自己保護(hù)關(guān)機(jī)。癥狀很像8腳保護(hù),但是我8腳是接地的呀。奇怪

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liurihua
LV.4
27
2020-11-05 16:56
@瓦西大壞蛋
待機(jī)跳頻已經(jīng)調(diào)節(jié)完畢。下一個(gè)問題。空載跳頻的情況下,多帶一會(huì)兒,他居然會(huì)自己保護(hù)關(guān)機(jī)。癥狀很像8腳保護(hù),但是我8腳是接地的呀。奇怪
太難調(diào)了,我這里有容易的芯片,兄弟
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2020-11-06 16:56
@跳子棋
坐等更新 跟你學(xué)習(xí)
一起學(xué)習(xí)
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zhangyiping
LV.9
29
2020-11-14 20:43
@liurihua
太難調(diào)了,我這里有容易的芯片,兄弟
現(xiàn)在新一代的LLC采用的不是變頻方式,固定頻率,變頻的技術(shù)矛盾就是說,負(fù)載輕,頻率提高,其中一個(gè)并聯(lián)的電感的勵(lì)磁電流小,越高頻率越小,公式,零電壓導(dǎo)通的條件就是LIIF大于等于CUUF,那么,勵(lì)磁能量小于開關(guān)管與并聯(lián)電容的電容能量,就失去零電壓導(dǎo)通,變成容性電容,會(huì)引起管子發(fā)熱想象,頻率低時(shí),由于與頻率比例關(guān)系,頻率降低,并聯(lián)電感的勵(lì)磁電流大,造成疊加無功電流平方的損耗。所以,LLC變頻的不是一個(gè)高效率變換器,在于技術(shù)的自相矛盾,需要的時(shí)候不給即頻率高,不需要的時(shí)候多給即頻率低的條件下,所以,新一代LLC采用固定頻率,全橋偽相移的結(jié)構(gòu)方式,其中的一個(gè)并聯(lián)電感完全屬于電感與電容諧振的置換,這樣子就可以確定諧振參數(shù),在于頻率固定,當(dāng)然,具體方式大家一概不知道,屬于新一代的最先進(jìn)的方式。新一代先進(jìn)的高效率低損耗,就是固定頻率模式。                                                                                                                                                                                                          
1
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zhangyiping
LV.9
30
2020-11-14 20:49
@zhangyiping
現(xiàn)在新一代的LLC采用的不是變頻方式,固定頻率,變頻的技術(shù)矛盾就是說,負(fù)載輕,頻率提高,其中一個(gè)并聯(lián)的電感的勵(lì)磁電流小,越高頻率越小,公式,零電壓導(dǎo)通的條件就是LIIF大于等于CUUF,那么,勵(lì)磁能量小于開關(guān)管與并聯(lián)電容的電容能量,就失去零電壓導(dǎo)通,變成容性電容,會(huì)引起管子發(fā)熱想象,頻率低時(shí),由于與頻率比例關(guān)系,頻率降低,并聯(lián)電感的勵(lì)磁電流大,造成疊加無功電流平方的損耗。所以,LLC變頻的不是一個(gè)高效率變換器,在于技術(shù)的自相矛盾,需要的時(shí)候不給即頻率高,不需要的時(shí)候多給即頻率低的條件下,所以,新一代LLC采用固定頻率,全橋偽相移的結(jié)構(gòu)方式,其中的一個(gè)并聯(lián)電感完全屬于電感與電容諧振的置換,這樣子就可以確定諧振參數(shù),在于頻率固定,當(dāng)然,具體方式大家一概不知道,屬于新一代的最先進(jìn)的方式。新一代先進(jìn)的高效率低損耗,就是固定頻率模式。                                                                                                      
這種方式,開關(guān)管子的波形,屬于梯形波,存在一個(gè)斜率,管子并聯(lián)的電容比較大,波形軌跡無損吸收開關(guān)管的關(guān)斷損耗,轉(zhuǎn)移到電容,由于諧振,零電壓導(dǎo)通,這樣的損耗大大減小,效率提高,同樣可以提高使用頻率。普通VWOS使用200千赫頻率的效率仍然非常高。
0
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2020-11-16 11:40
@zhangyiping
現(xiàn)在新一代的LLC采用的不是變頻方式,固定頻率,變頻的技術(shù)矛盾就是說,負(fù)載輕,頻率提高,其中一個(gè)并聯(lián)的電感的勵(lì)磁電流小,越高頻率越小,公式,零電壓導(dǎo)通的條件就是LIIF大于等于CUUF,那么,勵(lì)磁能量小于開關(guān)管與并聯(lián)電容的電容能量,就失去零電壓導(dǎo)通,變成容性電容,會(huì)引起管子發(fā)熱想象,頻率低時(shí),由于與頻率比例關(guān)系,頻率降低,并聯(lián)電感的勵(lì)磁電流大,造成疊加無功電流平方的損耗。所以,LLC變頻的不是一個(gè)高效率變換器,在于技術(shù)的自相矛盾,需要的時(shí)候不給即頻率高,不需要的時(shí)候多給即頻率低的條件下,所以,新一代LLC采用固定頻率,全橋偽相移的結(jié)構(gòu)方式,其中的一個(gè)并聯(lián)電感完全屬于電感與電容諧振的置換,這樣子就可以確定諧振參數(shù),在于頻率固定,當(dāng)然,具體方式大家一概不知道,屬于新一代的最先進(jìn)的方式。新一代先進(jìn)的高效率低損耗,就是固定頻率模式。                                                                                                      
多謝指點(diǎn)。之前本人制作了硬開關(guān)半橋的一些產(chǎn)品。現(xiàn)在看LLC效率已經(jīng)是非常好了。先把LLC消化吸收,進(jìn)一步再學(xué)習(xí)軍長說的這個(gè)新的拓補(bǔ)。
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