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ZVS 软开关 RCC 控制电源

.     为在单激方式中实现软开关变换,我对 RCC 电路做了一些改动,基本达到了1207的全部功能;
以下是软开关RCC的电路图以及波形 ;



1.重载时自我调节方式    自由震荡


2.中等载荷时自我调节方式    一个间歇震荡插入


3.轻载荷时自我调节方式    二个间歇震荡插入(含有少量硬接通分量)


4.极轻载荷时自我调节方式    三个间歇震荡插入(含有少量硬接通分量)


    

5.    当荷载变化时,自我调节方式会插入一个、两个、三个、更多个空闲震荡,当空闲震荡插入时,形成了PWM调功;
6.    ZVS 关断, 接通时含有少量硬开通成分,越是重载下,相应的硬开通越少,越是轻载反而硬开通成分更大;
7.    RCC 的一个基本特点是,电流达到了一定峰值就立刻斩波,但是传统的 RCC 斩波峰值并不稳定,这给产品上线后的检测带来不少麻烦, RCD 钳位吸收方式的效率也不高,这些都是较大的缺陷;
8.    本文的电路克服了产品的离散性,达到了较高的一致性,并实现了 ZVS 软开关;


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2007-08-19 20:09
没明白
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luyuc
LV.7
3
2007-08-20 07:10
@蚂蚁电源
没明白
分析波形可以发现,固定的接入脉宽、移动的工作频率实现功率调制;
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armyliu
LV.5
4
2007-08-20 09:31
这是处于不连续工作状态,准谐振的芯片现在满多的
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luyuc
LV.7
5
2007-08-20 09:55
@armyliu
这是处于不连续工作状态,准谐振的芯片现在满多的
希望能够详细介绍一种,另外芯片
能够满足ZVS边沿谐振的同步吗,否则可能遇到更大硬接通;
luyuc
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armyliu
LV.5
6
2007-08-20 10:04
@luyuc
希望能够详细介绍一种,另外芯片能够满足ZVS边沿谐振的同步吗,否则可能遇到更大硬接通;luyuc
没做过,但它的原理就是这样的,所以不会有问题
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luyuc
LV.7
7
2007-08-20 11:04
armyliu 给了一种芯片 ncp1207 , ON 公司的;
非常感谢!

最近我一直在找实现一种电流型单激谐振变换器的方法,看了这一PDF文件之后,发现和我用散件实现的电路在理论上是相同的,惭愧之余我也有了更大理论支持;

NCP1207-D
1899531187579172.pdf
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jygong
LV.5
8
2007-08-20 11:28
@luyuc
armyliu给了一种芯片ncp1207,ON公司的;非常感谢!最近我一直在找实现一种电流型单激谐振变换器的方法,看了这一PDF文件之后,发现和我用散件实现的电路在理论上是相同的,惭愧之余我也有了更大理论支持;NCP1207-D1899531187579172.pdf
软开关最理想的方式是零电压开通,零电流关断,目前的实现方法都是利用谐振.但是谐振的频率必须自动调整才能保证软开关在负载及输入调整的时候始终有效,你上面自己的讨论仅仅是在额定的条件下有零电压开通效应,还是工作在不连续状态 离理想的软开关还差的很远
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luyuc
LV.7
9
2007-08-20 11:32
@jygong
软开关最理想的方式是零电压开通,零电流关断,目前的实现方法都是利用谐振.但是谐振的频率必须自动调整才能保证软开关在负载及输入调整的时候始终有效,你上面自己的讨论仅仅是在额定的条件下有零电压开通效应,还是工作在不连续状态离理想的软开关还差的很远
欢迎高手具体指导单激软开关变换器的制作
  luyuc
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luyuc
LV.7
10
2007-08-20 11:40
@jygong
软开关最理想的方式是零电压开通,零电流关断,目前的实现方法都是利用谐振.但是谐振的频率必须自动调整才能保证软开关在负载及输入调整的时候始终有效,你上面自己的讨论仅仅是在额定的条件下有零电压开通效应,还是工作在不连续状态离理想的软开关还差的很远
频率是自动调整的,单端自激电路,荷载稍大时工作比较理想,接近空载时两脉冲间隔太远,衰减就太大,将无法实现 zvs 开通;
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luyuc
LV.7
11
2007-08-20 14:52
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/57/1899531190471904.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
.   单端自激变换器的一些特点:
1.磁芯在大荷载下始终处于连续-不连续的临界状态,始终良好复位,而且期望设计恰当时工作在良好的ZVS状态下;
2.当荷载稍大时始终在谷底最低位置重新开启,可实现很好的ZVS关断和很少量硬开通,硬开通成分取决于震荡衰减的程度,当震荡完全衰减时100%硬开通;荷载小时工作在跳周状态,但始终以固定的电流峰值关断VMOS;
3.可以设计成升压型、降压型、升降压型;
4.在限定电流与输出电流接近时出现最高工作效率,效率明显高于硬开关电路(在10-20W时TO-220功率管可不加散热片连续工作);在荷载太小时虽然承受硬开通,但是由于频率低,不至于使开关过热;降压变换器实验表明,当负载电阻不变时,开关散热器的最高温度出现在输出1/3电压时(粗略值);
5.在短路或低阻抗负载时恒流输出;
6.初级电流波形为锯齿波;
7.为实现良好的ZVS开通,初级反射电压不要设计太低,太低的震荡幅度对ZVS低电压开通帮助不大;
8.具有光耦反馈回路失效时的过压保护功能;


500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/56/1899531187593509.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
NCP1207 的特点:
1.磁芯在大荷载下始终处于连续-不连续的临界状态,始终良好复位;
2.荷载小时工作在跳周状态,以较小的电流峰值关断VMOS,噪音小;
3.以固定的电压边界来寻找谷底开启时机,相对自激电路有较大硬开通分量;
4.开机软启动、过压关停、过载关停、过热关停、欠压关停;
5.相对于自激电路,驱动波形比较理想;
6.初级电流波形为锯齿波;
7.驱动电平10V,不足以完全开启VMOS;
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6sqm
LV.4
12
2007-08-21 10:18
@luyuc
[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/57/1899531190471904.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">.  单端自激变换器的一些特点:1.磁芯在大荷载下始终处于连续-不连续的临界状态,始终良好复位,而且期望设计恰当时工作在良好的ZVS状态下;2.当荷载稍大时始终在谷底最低位置重新开启,可实现很好的ZVS关断和很少量硬开通,硬开通成分取决于震荡衰减的程度,当震荡完全衰减时100%硬开通;荷载小时工作在跳周状态,但始终以固定的电流峰值关断VMOS;3.可以设计成升压型、降压型、升降压型;4.在限定电流与输出电流接近时出现最高工作效率,效率明显高于硬开关电路(在10-20W时TO-220功率管可不加散热片连续工作);在荷载太小时虽然承受硬开通,但是由于频率低,不至于使开关过热;降压变换器实验表明,当负载电阻不变时,开关散热器的最高温度出现在输出1/3电压时(粗略值);5.在短路或低阻抗负载时恒流输出;6.初级电流波形为锯齿波;7.为实现良好的ZVS开通,初级反射电压不要设计太低,太低的震荡幅度对ZVS低电压开通帮助不大;8.具有光耦反馈回路失效时的过压保护功能;[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/56/1899531187593509.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">NCP1207的特点:1.磁芯在大荷载下始终处于连续-不连续的临界状态,始终良好复位;2.荷载小时工作在跳周状态,以较小的电流峰值关断VMOS,噪音小;3.以固定的电压边界来寻找谷底开启时机,相对自激电路有较大硬开通分量;4.开机软启动、过压关停、过载关停、过热关停、欠压关停;5.相对于自激电路,驱动波形比较理想;6.初级电流波形为锯齿波;7.驱动电平10V,不足以完全开启VMOS;
欢迎电子电源爱好者加入该群,在这里你会认识结盟更多的电子电源朋友.群号:45298579
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luyuc
LV.7
13
2007-08-21 10:23
@6sqm
欢迎电子电源爱好者加入该群,在这里你会认识结盟更多的电子电源朋友.群号:45298579
好的,我加入;
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luyuc
LV.7
14
2007-08-23 19:43
@6sqm
欢迎电子电源爱好者加入该群,在这里你会认识结盟更多的电子电源朋友.群号:45298579
我加不进去阿 ,朋友你看贴后能加我吗
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LV.1
15
2007-08-23 20:42
很好
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luyuc
LV.7
16
2007-08-24 05:16
@
很好
自激电路的驱动波形不好;
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luyuc
LV.7
17
2007-08-26 16:50
我弄不明白两点:
1.驱动波形的上升率不快,但是开关温度很低,这说明驱动比较理想吗?
2.在降压电源的时候,初级反射电压几乎为零,看来不另外加入初级电感以增大关断电压是不能实现软接通的?
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armyliu
LV.5
18
2007-08-27 09:56
@luyuc
我弄不明白两点:1.驱动波形的上升率不快,但是开关温度很低,这说明驱动比较理想吗?2.在降压电源的时候,初级反射电压几乎为零,看来不另外加入初级电感以增大关断电压是不能实现软接通的?
在我看来,导通时是零电流,并且由于谐振此时导通电压也比较低,因此驱动波形上升率不快对于导通损耗不会有太大影响.
第2点不是很明白你的意思,如果另外加入初级电感,不就相当与增大漏感了吗.
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luyuc
LV.7
19
2007-08-27 22:49
@armyliu
在我看来,导通时是零电流,并且由于谐振此时导通电压也比较低,因此驱动波形上升率不快对于导通损耗不会有太大影响.第2点不是很明白你的意思,如果另外加入初级电感,不就相当与增大漏感了吗.
有一点我首先说明一下:
    单端自激实现 ZVS 软关断问题不大,关键在于如何实现软接通;
    以往设计反激电源时,不希望初级反射电压过高,以免威胁到开关的安全;
    我的实验表明,在增大初级反射电压到电源电压的3倍时(实验电源100V,开关上反射峰值300V),可以在较大范围实现很好的软接通,实现软接通依赖初级反射电压冲激形成 ZVS 震荡,伺机寻找谷底的软接通机会;当反射电压低时,震荡幅度也较低,根本不能实现软接通,这一点不同于传统的 TOPS 系列反激电源的设计;
     因为降压电源初级反射电压很低,因而不易实现软接通,所以才另外给初级增加一个电感,形成感性关断的高反射电压以创建软接通机会;
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jygong
LV.5
20
2007-09-03 10:14
@luyuc
有一点我首先说明一下:    单端自激实现ZVS软关断问题不大,关键在于如何实现软接通;    以往设计反激电源时,不希望初级反射电压过高,以免威胁到开关的安全;    我的实验表明,在增大初级反射电压到电源电压的3倍时(实验电源100V,开关上反射峰值300V),可以在较大范围实现很好的软接通,实现软接通依赖初级反射电压冲激形成ZVS震荡,伺机寻找谷底的软接通机会;当反射电压低时,震荡幅度也较低,根本不能实现软接通,这一点不同于传统的TOPS系列反激电源的设计;    因为降压电源初级反射电压很低,因而不易实现软接通,所以才另外给初级增加一个电感,形成感性关断的高反射电压以创建软接通机会;
看看软开关效果怎样最好的方法就是用示波器同时观察MOS管的电压及电流,看重叠有多少
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luyuc
LV.7
21
2007-09-03 16:02
@jygong
看看软开关效果怎样最好的方法就是用示波器同时观察MOS管的电压及电流,看重叠有多少
是个好方法;
我习惯于过去用的老方法,就是查看散热器的温升,有时就干脆拆掉散热器察看功率管的温升;将热电耦贴在开关或散热器上连续测量,假如有红外线成像设备就更好了,可以多点监测并纪录;
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luyuc
LV.7
22
2007-09-22 22:19
@
很好
再来看一看
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chrisn
LV.5
23
2007-10-04 00:44
@luyuc
是个好方法;我习惯于过去用的老方法,就是查看散热器的温升,有时就干脆拆掉散热器察看功率管的温升;将热电耦贴在开关或散热器上连续测量,假如有红外线成像设备就更好了,可以多点监测并纪录;
路过
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luyuc
LV.7
24
2007-10-04 12:15
@chrisn
路过
好的,多谢关照;
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uc3848
LV.3
25
2007-10-15 17:05
@luyuc
自激电路的驱动波形不好;
不能粗暴的以波形来来衡量电路质量
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/2018481192437239.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
个人倒觉得先生用的仪器太多,从而产生了依耐性,仪器不会说话,又没有思维,但作辅助工具仍是必须的,比如,双极型(大功率)晶体管在软退出时的功耗就比硬退出低(Power-MOSFET可能不然).

因时间仓促,先帖个图作比较...
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/2018481192439117.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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luyuc
LV.7
26
2007-10-15 17:59
@uc3848
不能粗暴的以波形来来衡量电路质量[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/2018481192437239.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">个人倒觉得先生用的仪器太多,从而产生了依耐性,仪器不会说话,又没有思维,但作辅助工具仍是必须的,比如,双极型(大功率)晶体管在软退出时的功耗就比硬退出低(Power-MOSFET可能不然).因时间仓促,先帖个图作比较...[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/2018481192439117.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
这热成像可不是两三万能拿下的设备呀,我都不敢想什么时候能用上热成像,这个东西太好了,解析热点、追踪热点,防患于未然;

我认为RCC用VMOS理想一些,开关效率更高,用三极管的成本低.不管怎样,实现了 ZVS 都可以在小功率(10-20W)内基本不用散热片(220封装),效率高于 TOPS 系列的电源;
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知秋
LV.5
27
2007-10-16 08:23
@luyuc
有一点我首先说明一下:    单端自激实现ZVS软关断问题不大,关键在于如何实现软接通;    以往设计反激电源时,不希望初级反射电压过高,以免威胁到开关的安全;    我的实验表明,在增大初级反射电压到电源电压的3倍时(实验电源100V,开关上反射峰值300V),可以在较大范围实现很好的软接通,实现软接通依赖初级反射电压冲激形成ZVS震荡,伺机寻找谷底的软接通机会;当反射电压低时,震荡幅度也较低,根本不能实现软接通,这一点不同于传统的TOPS系列反激电源的设计;    因为降压电源初级反射电压很低,因而不易实现软接通,所以才另外给初级增加一个电感,形成感性关断的高反射电压以创建软接通机会;
想法比较巧妙,不错.
能不能提供全图呀?
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luyuc
LV.7
28
2007-10-16 09:07
@知秋
想法比较巧妙,不错.能不能提供全图呀?
这 RCC 电路连个 IC 都不用,你还要啥全图呀?
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ruohan
LV.9
29
2007-10-16 21:08
@luyuc
这RCC电路连个IC都不用,你还要啥全图呀?
你把变压器的初级RCD吸收给去掉了吗?
给处级并了一个电容,
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luyuc
LV.7
30
2007-10-17 06:27
@ruohan
你把变压器的初级RCD吸收给去掉了吗?给处级并了一个电容,
对的,电容容量是 153 ;
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ruohan
LV.9
31
2007-10-17 18:19
@luyuc
对的,电容容量是153;
如果按你这种整法,你说的现象基本是这个153和变压器的漏感在振荡,电容不热吗?没有可行性
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