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LLC技术研讨

对于半桥LLC论坛中已有很多人进行讨论,对于使用单相全波整流电路输出电流不平衡的问题,不少论坛中都提出解决方法:1.变压器的两个输出漏感要一致(使用双线并绕);2.PCB板输出走线要对称一致;3.高端MOS与低端MOS的驱动波形导通时间要一样,即MOS中心点电压要严格为方波。
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at89x52
LV.3
2
2014-08-01 13:47

尽管如此,对于电流不对称输出,本人还发现一个共同点:即上管开通时,输出电流时最大的(本人做了三个版本的LLC电路,不同的输出功率版本,同样使用了英飞凌的ICE2HS01G),均发现以上问题:

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at89x52
LV.3
3
2014-08-01 13:52
@at89x52
尽管如此,对于电流不对称输出,本人还发现一个共同点:即上管开通时,输出电流时最大的(本人做了三个版本的LLC电路,不同的输出功率版本,同样使用了英飞凌的ICE2HS01G),均发现以上问题:[图片]

通过查看二次侧两个输出绕组可以发现,两个绕组输出电压均有电压差:(以下图中青色和红色均为二次侧绕组输出电压波形,绿色为二次侧中心抽头电流输出波形)

 

 

 

 但是调试过程中发现,输出电流的大小与电压高一点低一点没有关系,只更原边上管开通时,二次侧为同名端的那个绕组输出电流大。

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at89x52
LV.3
4
2014-08-01 14:01

请各位高手,麻烦看看我应该如何解决以上问题,对于以上解决方法都已经使用了,没有效果。电路图如下:

 

 

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good-day
LV.1
5
2014-08-01 15:16
@at89x52
请各位高手,麻烦看看我应该如何解决以上问题,对于以上解决方法都已经使用了,没有效果。电路图如下: [图片] 
会不会是原边芯片布线问题?共地没做好造成的驱动不对称?
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at89x52
LV.3
6
2014-08-01 15:19
@good-day
会不会是原边芯片布线问题?共地没做好造成的驱动不对称?
通过测量,驱动输出的对称的了,貌似跟这个没有关系
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at89x52
LV.3
7
2014-08-01 16:43
@good-day
会不会是原边芯片布线问题?共地没做好造成的驱动不对称?

问个问题,驱动是对称了,但是驱动中时有死区时间的,死区时间是用于防止上下想通和用于电感电容谐振对MOS的结电容充放电使其能零电压开通的,但是如果谐振电流很快就对结电容重放电完毕,那么死区时间也是低电平的,这样也会照成MOS中心点的高电平时间与低电平时间不等(其实上管开通时间与下管开通时间是一致的,只是这种不相等是由于死区时间照成的)

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2014-08-02 09:53

是不是次级折射到初级的漏感不一样, 造成一个周期下, 上半周跟下半周的输入阻抗不一样?可以测下,或者重新做个变压器试下

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2014-08-02 14:25
@at89x52
请各位高手,麻烦看看我应该如何解决以上问题,对于以上解决方法都已经使用了,没有效果。电路图如下: [图片] 

1、確認一下SR動作是正確的。

2、33nF*2電容的材質為何?DF必須小於0.1%

以上提供參考。

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wufa222
LV.3
10
2014-08-02 22:56
@at89x52
请各位高手,麻烦看看我应该如何解决以上问题,对于以上解决方法都已经使用了,没有效果。电路图如下: [图片] 
先二极管试验,再用MOS
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at89x52
LV.3
11
2014-08-04 11:13
@peterchen0721
1、確認一下SR動作是正確的。2、33nF*2電容的材質為何?DF必須小於0.1%以上提供參考。

目前使用的是MOS的体二极管工作没有使用SR进行驱动MOS;

 

电容材质是CBB21金属化聚丙烯膜电容,通过电桥设备测定DF值为0.0002,就是这种类型(这里容值与使用的不同)

 

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at89x52
LV.3
12
2014-08-04 11:27
@liukanglai
是不是次级折射到初级的漏感不一样,造成一个周期下,上半周跟下半周的输入阻抗不一样?可以测下,或者重新做个变压器试下

      您好!谢谢的帮助,我想问个问题,如果是次级折射到初级的漏感照成的话,我把变压器原边的反接(例如原来变压器1脚接两个MOS中心,3脚接谐振电感电容;我现在反过来接1脚接两个MOS中心,3脚接两个MOS中心),那么原边的谐振电流是否应该倒过来的呢(相位关系不变),即反接前的上半波处于谐振点的左侧,而下半波刚好处于谐振点,反接后应该就是下半波处于谐振点的左侧,而上半波刚好处于谐振点。(二次侧的两个输出绕组输出电流的不平衡则会发生对调,例如下图中黄色线为原边谐振槽的谐振电流,青色为上下管两个MOS管中心点电压)?

 

      本人认为,如果是次级折射到初级的漏感照成的话,那么在相同输入输出的情况下,变压器原边两个端子反接后,电流波形也是应该倒过来的(相位关系不变),即反接前的上半波处于谐振点的左侧,而下半波刚好处于谐振点,反接后应该就是下半波处于谐振点的左侧,而上半波刚好处于谐振点。(二次侧的两个输出绕组输出电流的不平衡则会发生对调)。

 

      而通过实验验证,电流波形并没有跟这个假设一样倒过来。变压器原边怎么接,原边的电流波形是一样的。

 

 

 

 

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at89x52
LV.3
13
2014-08-04 11:29
@wufa222
先二极管试验,再用MOS
您好!感谢的回复,我目前使用的是MOS管的体二极管工作,没有使用同步驱动。
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2014-08-04 13:07
@at89x52
     您好!谢谢的帮助,我想问个问题,如果是次级折射到初级的漏感照成的话,我把变压器原边的反接(例如原来变压器1脚接两个MOS中心,3脚接谐振电感电容;我现在反过来接1脚接两个MOS中心,3脚接两个MOS中心),那么原边的谐振电流是否应该倒过来的呢(相位关系不变),即反接前的上半波处于谐振点的左侧,而下半波刚好处于谐振点,反接后应该就是下半波处于谐振点的左侧,而上半波刚好处于谐振点。(二次侧的两个输出绕组输出电流的不平衡则会发生对调,例如下图中黄色线为原边谐振槽的谐振电流,青色为上下管两个MOS管中心点电压)?      本人认为,如果是次级折射到初级的漏感照成的话,那么在相同输入输出的情况下,变压器原边两个端子反接后,电流波形也是应该倒过来的(相位关系不变),即反接前的上半波处于谐振点的左侧,而下半波刚好处于谐振点,反接后应该就是下半波处于谐振点的左侧,而上半波刚好处于谐振点。(二次侧的两个输出绕组输出电流的不平衡则会发生对调)。      而通过实验验证,电流波形并没有跟这个假设一样倒过来。变压器原边怎么接,原边的电流波形是一样的。 [图片]   
此贴已经被推荐到论坛首页,讨论的内容很不错哦~
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at89x52
LV.3
15
2014-08-04 13:37
@电源网-娜娜姐
此贴已经被推荐到论坛首页,讨论的内容很不错哦~
谢谢编辑部的大力支持!
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2014-08-04 14:20
@at89x52
请各位高手,麻烦看看我应该如何解决以上问题,对于以上解决方法都已经使用了,没有效果。电路图如下: [图片] 
C30\C31对换下试试
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at89x52
LV.3
17
2014-08-04 17:05
@新月GG
C30\C31对换下试试

对于交流回路来说,对调按电路理论来说应该是没什么影响的,通过实验验证,确实没有变化。

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2014-08-04 22:03
@at89x52
     您好!谢谢的帮助,我想问个问题,如果是次级折射到初级的漏感照成的话,我把变压器原边的反接(例如原来变压器1脚接两个MOS中心,3脚接谐振电感电容;我现在反过来接1脚接两个MOS中心,3脚接两个MOS中心),那么原边的谐振电流是否应该倒过来的呢(相位关系不变),即反接前的上半波处于谐振点的左侧,而下半波刚好处于谐振点,反接后应该就是下半波处于谐振点的左侧,而上半波刚好处于谐振点。(二次侧的两个输出绕组输出电流的不平衡则会发生对调,例如下图中黄色线为原边谐振槽的谐振电流,青色为上下管两个MOS管中心点电压)?      本人认为,如果是次级折射到初级的漏感照成的话,那么在相同输入输出的情况下,变压器原边两个端子反接后,电流波形也是应该倒过来的(相位关系不变),即反接前的上半波处于谐振点的左侧,而下半波刚好处于谐振点,反接后应该就是下半波处于谐振点的左侧,而上半波刚好处于谐振点。(二次侧的两个输出绕组输出电流的不平衡则会发生对调)。      而通过实验验证,电流波形并没有跟这个假设一样倒过来。变压器原边怎么接,原边的电流波形是一样的。 [图片]   

同样的,你也可以把次级两个绕组对调下,也许是次级电路造成的不平衡

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2014-08-04 22:50
@at89x52
     您好!谢谢的帮助,我想问个问题,如果是次级折射到初级的漏感照成的话,我把变压器原边的反接(例如原来变压器1脚接两个MOS中心,3脚接谐振电感电容;我现在反过来接1脚接两个MOS中心,3脚接两个MOS中心),那么原边的谐振电流是否应该倒过来的呢(相位关系不变),即反接前的上半波处于谐振点的左侧,而下半波刚好处于谐振点,反接后应该就是下半波处于谐振点的左侧,而上半波刚好处于谐振点。(二次侧的两个输出绕组输出电流的不平衡则会发生对调,例如下图中黄色线为原边谐振槽的谐振电流,青色为上下管两个MOS管中心点电压)?      本人认为,如果是次级折射到初级的漏感照成的话,那么在相同输入输出的情况下,变压器原边两个端子反接后,电流波形也是应该倒过来的(相位关系不变),即反接前的上半波处于谐振点的左侧,而下半波刚好处于谐振点,反接后应该就是下半波处于谐振点的左侧,而上半波刚好处于谐振点。(二次侧的两个输出绕组输出电流的不平衡则会发生对调)。      而通过实验验证,电流波形并没有跟这个假设一样倒过来。变压器原边怎么接,原边的电流波形是一样的。 [图片]   
提供淺見如下:下臂電流會失真,可以比對上下臂最大差異為電壓源不同,因為電壓源內阻不同而造成電流大小波。提供參考。
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2014-08-06 10:33
@at89x52
谢谢编辑部的大力支持!
表客气~~关注此贴~
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at89x52
LV.3
21
2014-08-06 10:34
@白巧克力
同样的,你也可以把次级两个绕组对调下,也许是次级电路造成的不平衡

无论变压器、次级电路、二次侧输出怎么样对调一次侧的电流波形是一样的,而且我还针对变压器二次折射回一次漏感不对称情况,对变压器进行改进,目前此漏感分别为10.5uH和12.5uH,二次侧输出电路(两组输出)基本对称,桥中心的高电平与低电平相差0.05uS,结果还是一样。二次侧输出差值为5A,一次侧谐振电流依然不对称。

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at89x52
LV.3
22
2014-08-06 10:38
@peterchen0721
提供淺見如下:下臂電流會失真,可以比對上下臂最大差異為電壓源不同,因為電壓源內阻不同而造成電流大小波。提供參考。

 peterchen0721

        您好!感谢的回复,对于电压源的不同,我细想一下,对于谐振电路来说,是不是指的是谐振电容和谐振电感组成的的呢?如果是这个的话,还真不知道怎么改进了。

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2014-08-06 10:57
@at89x52
对于交流回路来说,对调按电路理论来说应该是没什么影响的,通过实验验证,确实没有变化。

不一定是交流回路,因为这个电容也起隔直电容的作用。

最好测下输入方波是否是对称的,即Q6/Q7中点与C30/C31中点 之间的电压波形。

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at89x52
LV.3
24
2014-08-06 11:40
@新月GG
不一定是交流回路,因为这个电容也起隔直电容的作用。最好测下输入方波是否是对称的,即Q6/Q7中点与C30/C31中点之间的电压波形。

Q6/Q7中点与C30/C31中点 之间的电压波形(黄色),占空比为49.74%如下:(绿色的为二次侧中心抽头输出电流波形)

 

 

 

按照,占空比为49.74%应该能说是对称的了吧!

 

 

 

下图为半桥中心对地电压波形,占空比为49.74%(黄色);电容C30\C31对地波形(青色);二次侧中心抽头电流波形(绿色):

 

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2014-08-06 14:44
@at89x52
Q6/Q7中点与C30/C31中点之间的电压波形(黄色),占空比为49.74%如下:(绿色的为二次侧中心抽头输出电流波形) [图片]  按照,占空比为49.74%应该能说是对称的了吧!   下图为半桥中心对地电压波形,占空比为49.74%(黄色);电容C30\C31对地波形(青色);二次侧中心抽头电流波形(绿色):[图片] 

算对称,电压源不对称这个原因应该可以排除了。

所以应该是正负半波时的阻抗不一样。

而阻抗中公用的部分应该是没有影响的,所以你反接变压器的原边,是不会有变化的。

因此问题在于阻抗中不公用的部分。

有2个地方可能有问题,

1是变压器的2个副边,即2个副边的电压大小不一样,原因可能是原副边的耦合系数不一样,比如先绕原边,次绕副边1,再绕副边2,那一般来说副边1与原边的耦合 优于 副边2与原边的耦合。所以副边1的电压会略大一点,电流也会大。这个可能性很大。载越轻,电流不平衡越严重。加载后会改善。如果没有大的影响,这个问题不用改善。

2是输出整流二极管(MOS管的反并二极管),可能其导通压降不一样,不过这个可能性很小,基本可以排除。

 

 

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peng425
LV.5
26
2014-08-06 16:37
用一个电容串联的方式试一下情况怎样?C30和C31上的电压有效值是不是一样?
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shiboqi
LV.1
27
2014-08-06 17:10
@at89x52
尽管如此,对于电流不对称输出,本人还发现一个共同点:即上管开通时,输出电流时最大的(本人做了三个版本的LLC电路,不同的输出功率版本,同样使用了英飞凌的ICE2HS01G),均发现以上问题:[图片]

我也来看看

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2014-08-07 09:00
@at89x52
 peterchen0721:       您好!感谢的回复,对于电压源的不同,我细想一下,对于谐振电路来说,是不是指的是谐振电容和谐振电感组成的的呢?如果是这个的话,还真不知道怎么改进了。
電壓源想要表達是上臂來至於buck高壓電容,下臂來自Cr諧振電容。想要改善這一個情形應該只有全橋諧振。提供參考。
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zhangshido
LV.5
29
2014-08-07 11:11
@peng425
用一个电容串联的方式试一下情况怎样?C30和C31上的电压有效值是不是一样?
2绕组一样匝数,还有电压差,电压高的绕组电流大,可能是桥臂电压不平衡。功率多大,桥臂电容容量足不?
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at89x52
LV.3
30
2014-08-07 14:57
@新月GG
算对称,电压源不对称这个原因应该可以排除了。所以应该是正负半波时的阻抗不一样。而阻抗中公用的部分应该是没有影响的,所以你反接变压器的原边,是不会有变化的。因此问题在于阻抗中不公用的部分。有2个地方可能有问题,1是变压器的2个副边,即2个副边的电压大小不一样,原因可能是原副边的耦合系数不一样,比如先绕原边,次绕副边1,再绕副边2,那一般来说副边1与原边的耦合优于副边2与原边的耦合。所以副边1的电压会略大一点,电流也会大。这个可能性很大。载越轻,电流不平衡越严重。加载后会改善。如果没有大的影响,这个问题不用改善。2是输出整流二极管(MOS管的反并二极管),可能其导通压降不一样,不过这个可能性很小,基本可以排除。  

新月GG:

     您好!非常感谢你的帮助,但是对于“副边电压大,电流也大”这个观点在我这个电路板上面并不对啊,通过我对调变压器一次侧,二次的两个绕组输出电流大小情况也会对调,但是电压大的那个绕组仍然是电流大。如下图:

 

图一:黄色电压波形的那个绕组输出电压高,输出的电流大;青色电压波形的那个绕组输出电压低,输出电流大。 

 

通过对调一次侧变压器的两端后:

图一:黄色电压波形的那个绕组输出电压高,但是输出的电流却是小的;青色电压波形的那个绕组输出电压低,但是输出电流大。

 

 

 

     所以从上面的实验结果表明,在我的电路板这里,输出的电压大一点并不是影响输出电流严重不均衡的主要原因。

    对换一次侧,能够对调二次侧的两个绕组输出电流的不均衡情况。

    多个电路以及多种方式对比,都是上管开通的时候,二次侧与此同向的那个绕组输出电流大。对于一次侧电流来说也就是永远都是上半波电流大,下半波电流小。

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at89x52
LV.3
31
2014-08-07 15:44
@zhangshido
2绕组一样匝数,还有电压差,电压高的绕组电流大,可能是桥臂电压不平衡。功率多大,桥臂电容容量足不?

设计功率1000W,也不是电压高的绕组电流大,看一次侧怎么接了,目前带载60W~300W,电容容量是根据谐振频率来的。

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