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5V 200A电源设计方案讨论?

这边接到一个需求设计5V 200A电源,初步分析设计方案如下,请大佬们看看可行性?

1、输入:AC 220V ±10% 50Hz

2、输出:DC 5V ±5% 200A

3、暂无其他需求。

初步方案:

前级:Boost PFC,控制芯片UCC28180,输出390V,TI有参考设计,难度较小暂不讨论。

后级:后级困难的点在于输出电流比较大不太好处理,拟采用全桥LLC+输出同步整流。

变压器采用两个ER4215,原边串联,副边并联,实际匝比为39:1(副边只有1匝,如果采用78:2 窗口绕不下),谐振频率取120kHz,谐振电容22nF,谐振电感外置80uH,Lm为180uH。

输出部分采用全波整流,电流有效值约为110A,采用单颗MOS加同步整流控制芯片,变压器副边用0.25铜带两根并绕。

开环仿真验证(未加入同步整流):

仿真电路图,暂没有考虑同步整流,实际采用隔离驱动方案。

仿真结果如上图,满负载时工作在小于谐振频率下。

目前LLC控制方式在考虑用数字控制还是专用芯片(无需驱动),请大佬们给给意见?为了降低难度同步整流暂不考虑数字控制;变压器匝比39:1是否可行?

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_zhoulian
LV.1
2
07-29 17:46

同步整流是副边绕组各一颗MOS,一共4颗,能否满足200A电流?

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07-31 08:38

没做过你那么大电流的。低压大电流 其实还是考虑电解哈。 不用全桥都可以搞得定的. 半桥LLC。输出电解你足一点吧。 同步整流估计得3个插件吧。  像PC电源 5V底部 都是贴8-12个不同的MOS

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_zhoulian
LV.1
4
07-31 15:50
@别开腔,自己人
没做过你那么大电流的。低压大电流其实还是考虑电解哈。不用全桥都可以搞得定的.半桥LLC。输出电解你足一点吧。同步整流估计得3个插件吧。 像PC电源5V底部都是贴8-12个不同的MOS

嗯嗯。理论半桥匝数比要小一倍,对于低压输出有利,但是计算下来半桥的励磁电流大了一倍,原边线径也需要更大的,可能导致效率降低,要根据需求定量分析(欢迎大佬们秀一波理论)。输出整流四路并联,辅助12V供电驱动(5V电压较低),否则MOS的损耗太大,型号也不好选,每路一颗可能还是比较困难,不行考虑用2颗,太多也放不下。

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fengyun
LV.2
5
08-09 15:20

这么大的电流,用LLC来实现?为啥不考虑用移相全桥加倍流整流来实现?

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zhenxiang
LV.10
6
08-11 17:31

我觉得这种大电流输出使用LLC不合适,满载时候是电流断续模式峰值电流太大了MOS不好选。不如移相全桥之类输出带电感的方式。

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_zhoulian
LV.1
7
08-13 10:03
@fengyun
这么大的电流,用LLC来实现?为啥不考虑用移相全桥加倍流整流来实现?

移相全桥不熟悉所以没有选,倍流整流也有考虑,但输出需要多个电感续流,担心线径与体积上会比较麻烦。

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_zhoulian
LV.1
8
08-13 10:18
@zhenxiang
我觉得这种大电流输出使用LLC不合适,满载时候是电流断续模式峰值电流太大了MOS不好选。不如移相全桥之类输出带电感的方式。

个人认为高压输入,低压输出时,LLC如果参数设计合理可以实现原边的ZVS以及副边的ZCS,对于大电流是有利的,但峰值电流会比较大,需要电容组来处理纹波。移相全桥这一点就相对好处理一些。我想请教一下,采用移相全桥整体优势是什么,考虑器件数量,效率等因素

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lhy081629
LV.3
9
08-15 19:48
@_zhoulian
同步整流是副边绕组各一颗MOS,一共4颗,能否满足200A电流?

K值取得有点小,增益曲线会很陡峭,环路不好调。4颗MOS加散热扛的住,可以计算200/4=50A,单颗mos目前内阻最小0.6mR。50*50*0.6/1000=1.5W

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09-30 11:25

请问楼主这是什么软件仿真的?

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_zhoulian
LV.1
11
10-12 09:24
@破落绅士
请问楼主这是什么软件仿真的?

用psim和simetrix都有仿真

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