无源无损软开关.

无源无损软开关.
无源无损软开关的实质是LCD强吸收网络,因为网络中没有电阻性的损耗元件,能量没有损失,效率较高.下面的两张图是常用的BOOST和BUCK电路的无源无损吸收网络.我曾经用此类BOOST电路设计了一个PFC电路,功率1200W,fs=50KHz,PF>0.99,效率>96.5% .

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/0/1055988062.bmp');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

全部回复(83)

只看楼主

正序查看

倒序查看

jwang

LV.1

2003-06-19 15:35

请雪兄分析第一图的工作原理.
请雪兄分析第一图的工作原理.同时该无损吸收电路有何不好?

shuyun

LV.6

2003-06-19 16:35

效率真有96.5%以上?是高压输出吗?
我也曾设计过以上类型的电路,但效率太低.

乞力马扎罗的雪

LV.9

2003-06-19 18:16

@jwang

请雪兄分析第一图的工作原理.请雪兄分析第一图的工作原理.同时该无损吸收电路有何不好?

工作原理
当MOS管关断时,在D2、C1的作用下,MOS管是零电压关断.当MOS管开通时,C1、C2、L2组成谐振网络,将C1中的能量转移到C2中,且因为L2的存在,D1的反向恢复被抑制,MOS是零电流开通,所以开关管用IGBT更合适,推荐一个型号IXGH32N60C.因为C2的容量一般是C1的20倍以上,所以谐振频率主要由L2和C1决定.当L2电流谐振换向时,被二极管D3阻断.在MOS管关断后,C2中的能量馈如输出电容C3.

该无损电路的缺点是,MOS管的最小占空比受L2、C1、C2的谐振周期限制.
另外,效率比有的软开关PFC略低,可以做到96.5% .

乞力马扎罗的雪

LV.9

2003-06-19 18:37

@shuyun

效率真有96.5%以上?是高压输出吗?我也曾设计过以上类型的电路,但效率太低.

RE
此效率的测试状态为: INPUT 220VAC,OUTPUT 400VDC,3A,此时效率达到96.5% .

arlink

LV.4

2003-06-20 11:23

另一种接法
此电路还有另一种接法,

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/0/1056079306.bmp');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

arlink

LV.4

2003-06-20 11:33

@乞力马扎罗的雪

工作原理当MOS管关断时,在D2、C1的作用下,MOS管是零电压关断.当MOS管开通时,C1、C2、L2组成谐振网络,将C1中的能量转移到C2中,且因为L2的存在,D1的反向恢复被抑制,MOS是零电流开通,所以开关管用IGBT更合适,推荐一个型号IXGH32N60C.因为C2的容量一般是C1的20倍以上,所以谐振频率主要由L2和C1决定.当L2电流谐振换向时,被二极管D3阻断.在MOS管关断后,C2中的能量馈如输出电容C3.该无损电路的缺点是,MOS管的最小占空比受L2、C1、C2的谐振周期限制.另外,效率比有的软开关PFC略低,可以做到96.5%.

效率不一定会高
试过一些软开关电路,总觉得效率并不会提高,只是将损耗转移了.此电路曾用在一款16.7KVA的UPS上,测试表明看不出效率的明显变化,在不同负载下测出效率有提高有降低,但与测试仪器精度有关.主二极管及IGBT的温升倒有一定程度的下降.约5~10K

雪铁龙

LV.6

2003-06-20 11:37

@arlink

效率不一定会高试过一些软开关电路,总觉得效率并不会提高,只是将损耗转移了.此电路曾用在一款16.7KVA的UPS上,测试表明看不出效率的明显变化,在不同负载下测出效率有提高有降低,但与测试仪器精度有关.主二极管及IGBT的温升倒有一定程度的下降.约5~10K

还有一点
此电路会造成主二极管Spike增大,可能会有一倍左右.同时谐振电感也很重要,如果材料选择不当的话,可以烧毁.当占空比太小时,不能完成谐振,没有Soft Switch作用.

good

LV.4

2003-09-08 09:50

@arlink

另一种接法此电路还有另一种接法,[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/0/1056079306.bmp');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">

这种接法似乎更爽!
1

chenqq2000

LV.5

2003-09-09 09:59

@arlink

请教leo兄:
输入20伏,若书出功率为150瓦,该电路效率可以达到一个什么值?

arlink

LV.4

2003-09-11 15:01

@chenqq2000

请教leo兄:输入20伏,若书出功率为150瓦,该电路效率可以达到一个什么值?

我不知道
我当时用这个电路设计的是一个14KVA的PFC电路,在空载时效率是相当低的.
若您合理设计参数,想来应该能达到较高的效率吧.没设计过20V输入的,不敢说!

xue007

LV.9

2005-03-18 23:15

老大:用你上面的电路作个220输入400W的那4个二极管应选多大的

江湖电源

LV.9

2005-03-19 07:21

@xue007

老大:用你上面的电路作个220输入400W的那4个二极管应选多大的

老大:用上面的电路最大能做多少瓦?

kangjl668

LV.4

2005-03-19 10:25

@雪铁龙

还有一点此电路会造成主二极管Spike增大,可能会有一倍左右.同时谐振电感也很重要,如果材料选择不当的话,可以烧毁.当占空比太小时,不能完成谐振,没有SoftSwitch作用.

谐振电感一般怎么设计呢?.

乞力马扎罗的雪

LV.9

2005-03-21 09:00

@xue007

老大:用你上面的电路作个220输入400W的那4个二极管应选多大的

我没做400W那么小的,但8A的管子应该可以了.

乞力马扎罗的雪

LV.9

2005-03-21 09:01

@江湖电源

老大:用上面的电路最大能做多少瓦?

几K瓦没问题.

xue007

LV.9

2005-03-21 16:56

@乞力马扎罗的雪

我没做400W那么小的,但8A的管子应该可以了.

那4个都用8A的吗????

乞力马扎罗的雪

LV.9

2005-03-21 16:59

@xue007

那4个都用8A的吗????

对.

wlx230

LV.5

2005-03-21 17:00

@arlink

你好,我去年曾用此种接法做了1KW的变换器,但我发现L3的存在对Q1管的驱动信号产生大的影响,波形如下:

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/27/1111395573.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
应该是米勒效应的影响,我去掉L3,驱动波形正常.曾在论坛上讨论过,不知可有消除的办法?

shdoqi

LV.6

2005-03-21 23:03

@wlx230

你好,我去年曾用此种接法做了1KW的变换器,但我发现L3的存在对Q1管的驱动信号产生大的影响,波形如下:[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/27/1111395573.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">应该是米勒效应的影响,我去掉L3,驱动波形正常.曾在论坛上讨论过,不知可有消除的办法?

中间的点不知是否谐振需要的最小占空比

shdoqi

LV.6

2005-03-21 23:13

BACK电路的一个问题已经不共地了,也不共VCC

shdoqi

LV.6

2005-03-21 23:17

@arlink

我觉得这一贴的效率要比第一贴的要高一点,因为主电流只要经过一个二极管,而第一贴电路因为谐振电感的存在,电流很大部分可能要从三个二极管经过.

shdoqi

LV.6

2005-03-22 00:17

@kangjl668

谐振电感一般怎么设计呢?.

一点浅见,我是今天第一次看这类谐振电路,分析不对请不要见笑:
首先要确定工作频率和最大最小占空比,如果只按照保准实现谐振的原则,取最小占空比和工作周期的乘积得到一个时间,这个时间乘于4倍作为谐振周期,(4倍指电容电压在1/4个谐振周期内,由最大降为0),最大最小占空比主要根据输入输出电压关系确定的,然后C1的取值考虑MOS管的关断时间和电感(主电感和谐振电感)上的最大电流,使这样的电荷量在C1上产生的电压不能过大(0电压),谐振频率由C1和谐振电感决定,C2取C1的一个数量级,这样基本都可以设计了.
另外一个思路在够谐振(能在导通状态下使C1降到0V)的前提下谐振频率越底效率会更高点,总的理解是这样谐振频率越低电容电感量相对可以用大点,那么吸收和转换能量越充分,损耗就越小,所以在占空比变化非常大的场合就可能要考虑损失某些小占空比下的谐振能力而达到最佳效率.
我是没有实践的空对空,欢迎大家批评指正.

乞力马扎罗的雪

LV.9

2005-03-22 00:25

@shdoqi

我觉得这一贴的效率要比第一贴的要高一点,因为主电流只要经过一个二极管,而第一贴电路因为谐振电感的存在,电流很大部分可能要从三个二极管经过.

这两个电路我都用过,基本没有区别,原理也相同.效率几乎没有区别,很难说哪个更好.

shdoqi

LV.6

2005-03-22 00:36

@雪铁龙

还有一点此电路会造成主二极管Spike增大,可能会有一倍左右.同时谐振电感也很重要,如果材料选择不当的话,可以烧毁.当占空比太小时,不能完成谐振,没有SoftSwitch作用.

SPIKE 指峰值电流吗?还是电压,如是指峰值电流我看不出为什么会增加,因为有谐振吸收能量的加入,主管的峰值电流只能是减小,SPIKE如指电压,那么增加的耐压是(C1/C2)*VOUT,由于C1比C2差一个数量级,所以没什么可怕,没有一倍之说.

shdoqi

LV.6

2005-03-22 00:54

@乞力马扎罗的雪

这两个电路我都用过,基本没有区别,原理也相同.效率几乎没有区别,很难说哪个更好.

谢谢雪老大指点,我觉得有点小区别,没有实践经验,我今晚在这里说了很多内容,我是纯粹从理论分析的空对空,请雪老大多多指点.

江湖电源

LV.9

2005-03-22 08:36

@shdoqi

BACK电路的一个问题已经不共地了,也不共VCC

多谢雪大师回复.

乞力马扎罗的雪

LV.9

2005-03-22 09:36

@shdoqi

谢谢雪老大指点,我觉得有点小区别,没有实践经验,我今晚在这里说了很多内容,我是纯粹从理论分析的空对空,请雪老大多多指点.

其实你是被电路的表象迷惑了.对于下面的电路来说,MOS开通后,电流从谐振电感流过,当MOS关断后,谐振电感的电流是不会突降到零的,电流需要从三个二极管上流过.直到谐振电感的电流降到零.
而最上面的电路,MOS开通后,谐振电感在完成谐振后,电流降为零,MOS关断后,主电感电流先从三个二极管流过,然后,随着谐振电感电流的上升,转移到谐振电感中去.
一个是电流下降过程,一个是电流上升过程,如果参数设计一样的话,那这两个时间一样的.