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关于LLC高压输出的设计

本人在设计使用LLC做120VDC输出时,轻载工作不稳定,电压超高,经常出现过压保护的情况,在带半载的情况下,输出稳定,但谐振电容上的波形不正常,类似三角形,如果好的话,应该类似正弦波.
    如果改成24V输出,一切正常,但把24V与120V同时输出时,又出现单路输出120V的情况,即使120V不采样,也是上述的情况.
    变压器参数:550U主电感,漏感:90UH,匝比:25:15:3.
    PFC电压输出390V,谐振电容:333.
    IC:L6599.
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dengyuan
LV.8
2
2009-06-22 11:26
现在已经调试好,原来是匝比的问题,不能按照常规+24V输出来计算了.
现在匝比为2.5.20:8,谐振电容563/630V.
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l003zi
LV.4
3
2009-06-22 17:25
@dengyuan
现在已经调试好,原来是匝比的问题,不能按照常规+24V输出来计算了.现在匝比为2.5.20:8,谐振电容563/630V.
不能按照常规+24V输出来计算了,请问这是什么意思啊?
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l003zi
LV.4
4
2009-06-22 18:57
@l003zi
不能按照常规+24V输出来计算了,请问这是什么意思啊?
请问你设计的L6599级 K,Q分别取的多少啊,
小弟我 把K取到2,结果重载有一定自激,
把K取到6,结果轻载有一定自激,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/78/1819021245668244.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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dengyuan
LV.8
5
2009-06-23 07:48
@l003zi
请问你设计的L6599级K,Q分别取的多少啊,小弟我把K取到2,结果重载有一定自激,把K取到6,结果轻载有一定自激,[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/78/1819021245668244.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
说实在的,我也不知道K值取多少,一般我的主电感与漏感之比为5-7之间,经过实验确定那个波形正常,效率较好就行了.
按照常例设计:PFC输出电压390V,次级输出电压120V,半桥计算:
390/2/120=1.65,但其实在这个匝比下,电路根本无法正常工作,轻载不稳,波形难看,谐振电容上的波形无法展开,光耦反馈好象不起作用,所以看来ST的那个公式还有待改进.
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jasont
LV.1
6
2009-06-23 08:11
@dengyuan
说实在的,我也不知道K值取多少,一般我的主电感与漏感之比为5-7之间,经过实验确定那个波形正常,效率较好就行了.按照常例设计:PFC输出电压390V,次级输出电压120V,半桥计算:390/2/120=1.65,但其实在这个匝比下,电路根本无法正常工作,轻载不稳,波形难看,谐振电容上的波形无法展开,光耦反馈好象不起作用,所以看来ST的那个公式还有待改进.
390/2/120=1.65,但其实在这个匝比下,电路根本无法正常工作,轻载不稳,波形难看,谐振电容上的波形无法展开,光耦反馈好象不起作用,所以看来ST的那个公式还有待改进.
    -----不敢苟同.
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l003zi
LV.4
7
2009-06-23 12:36
@jasont
390/2/120=1.65,但其实在这个匝比下,电路根本无法正常工作,轻载不稳,波形难看,谐振电容上的波形无法展开,光耦反馈好象不起作用,所以看来ST的那个公式还有待改进.    -----不敢苟同.
你好,
请问你做的LLC 遇到过 重载 和轻载的自激的问题没有,
我是两者必有其一啊,一直解决不了,请不吝赐教!
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dengyuan
LV.8
8
2009-06-23 12:54
@l003zi
你好,请问你做的LLC遇到过重载和轻载的自激的问题没有,我是两者必有其一啊,一直解决不了,请不吝赐教!
这个倒是没有碰到,是不是变压器没有设计好啊.谐振点的选取有没有错,不知道你选择什么IC?
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dengyuan
LV.8
9
2009-06-23 12:56
@jasont
390/2/120=1.65,但其实在这个匝比下,电路根本无法正常工作,轻载不稳,波形难看,谐振电容上的波形无法展开,光耦反馈好象不起作用,所以看来ST的那个公式还有待改进.    -----不敢苟同.
呵呵,不知道老兄在做120VDC输出时有何见解啊?请多多指教,我一直都没有搞清楚,在公司也混混日子.
请老兄给出好的变压器参数,我试试看.
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l003zi
LV.4
10
2009-06-23 13:29
@dengyuan
这个倒是没有碰到,是不是变压器没有设计好啊.谐振点的选取有没有错,不知道你选择什么IC?
变压器参数设计过几种,都没有特别改善.
算了,看来还是在前级加一个pfc,减少l6599级的输入电压范围,
因为这些问题是在宽输入电压的时候遇到的
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dengyuan
LV.8
11
2009-06-24 11:08
@jasont
390/2/120=1.65,但其实在这个匝比下,电路根本无法正常工作,轻载不稳,波形难看,谐振电容上的波形无法展开,光耦反馈好象不起作用,所以看来ST的那个公式还有待改进.    -----不敢苟同.
老兄,我现在很急,请您能够及时地指点一下迷津吗?不胜感激.
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dengyuan
LV.8
12
2009-06-25 08:01
@jasont
390/2/120=1.65,但其实在这个匝比下,电路根本无法正常工作,轻载不稳,波形难看,谐振电容上的波形无法展开,光耦反馈好象不起作用,所以看来ST的那个公式还有待改进.    -----不敢苟同.
老兄,能说说你的心得吗?我现在三顾茅庐,不耻下问,请理解我的诚意.
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dengyuan
LV.8
13
2009-06-25 14:56
@l003zi
本人做了一个LLC,输入260~280dc,输出270Vdc,1A.效果还行.设计步骤如下:No.1、0.5Vin-nom/Vout=a,即a=0.5No.2、依经验取Q为0.5~1.5,这里取为0.81,取K=5No.3、设定谐振频率为100Khz,Xmin=0.88,(见下图的公式)[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/78/1819021245909935.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">其中2aMmax=2a*Vout/Vinmin,依经验Qs/Qmax1=0.9所以,fmin=0.88*100Khz=88Khz只设计最低工作频率,最高工作频率通过具体调试设计.No.4  Re=8*a*a*Rout/(pi*pi)=54.769ΩZR=Re*Qs=54.769*0.810Ω=44.363ΩNo.5Cr=1/(2*pi*fr*ZR)=35.800nLr=ZR/(2*pi*fr)=70.537uHLp=K*Lr=356.000uH调试发现,最重要的是设置光耦和431的偏置,如果偏置设计不合理,会出现因为5脚撞击1.25v的平台而出现的打嗝或者说自激.测试第五脚的电压V5,R1采用10k可调电阻,R2采用50K可调电阻,R1初值为7.5k,R2初直为10k.R3=1K.(1)如果随着输入电压上升,V5低于1.25v而撞击平台,说明R2过大,使得光耦接受端饱和,应小R2,但是幅度不应过大.(2)如果随着输入电压上升,V5不撞击平台,而输出开始不能稳压,说明光耦初级电流不够,应减小R1.如此交替进行,就可以设定好正确的偏置.总结(1)由于控制芯片L6599的第四脚电压只有2V,光耦的非线性又特别强,所以个人感觉LLC电路不适合做宽输入电压的电源,输入电压偏差最好不要超过±5%(2)光耦对该电路的调节也有较大影响,原来用ps2501效果一直不好,改用ps357后效果明显改善.(3)采用两个可调电阻设置偏置是一个不错的方法.[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/78/1819021245909462.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
No.1、2Vout/Vin-nom=a, 即a=2
老兄,我开始也是你这样认为的,但是按照这样设计的匝比,LLC电路根本就无法正常工作.
所以我认为这个公式应该有个修正系数,但具体是多少我不知道,没有设计从低压到高压的所有输出.
如果有时间我到愿意把这个系数作出来.
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dengyuan
LV.8
14
2009-06-25 15:04
@l003zi
本人做了一个LLC,输入260~280dc,输出270Vdc,1A.效果还行.设计步骤如下:No.1、0.5Vin-nom/Vout=a,即a=0.5No.2、依经验取Q为0.5~1.5,这里取为0.81,取K=5No.3、设定谐振频率为100Khz,Xmin=0.88,(见下图的公式)[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/78/1819021245909935.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">其中2aMmax=2a*Vout/Vinmin,依经验Qs/Qmax1=0.9所以,fmin=0.88*100Khz=88Khz只设计最低工作频率,最高工作频率通过具体调试设计.No.4  Re=8*a*a*Rout/(pi*pi)=54.769ΩZR=Re*Qs=54.769*0.810Ω=44.363ΩNo.5Cr=1/(2*pi*fr*ZR)=35.800nLr=ZR/(2*pi*fr)=70.537uHLp=K*Lr=356.000uH调试发现,最重要的是设置光耦和431的偏置,如果偏置设计不合理,会出现因为5脚撞击1.25v的平台而出现的打嗝或者说自激.测试第五脚的电压V5,R1采用10k可调电阻,R2采用50K可调电阻,R1初值为7.5k,R2初直为10k.R3=1K.(1)如果随着输入电压上升,V5低于1.25v而撞击平台,说明R2过大,使得光耦接受端饱和,应小R2,但是幅度不应过大.(2)如果随着输入电压上升,V5不撞击平台,而输出开始不能稳压,说明光耦初级电流不够,应减小R1.如此交替进行,就可以设定好正确的偏置.总结(1)由于控制芯片L6599的第四脚电压只有2V,光耦的非线性又特别强,所以个人感觉LLC电路不适合做宽输入电压的电源,输入电压偏差最好不要超过±5%(2)光耦对该电路的调节也有较大影响,原来用ps2501效果一直不好,改用ps357后效果明显改善.(3)采用两个可调电阻设置偏置是一个不错的方法.[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/78/1819021245909462.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
我看过ST设计200VDC,400W的输出,匝比为:19/11,主电感300U,漏感50UH.显然没有按照正常的公式去设计的.
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l003zi
LV.4
15
2009-06-25 21:00
@dengyuan
老兄,能说说你的心得吗?我现在三顾茅庐,不耻下问,请理解我的诚意.
本人做了一个LLC,输入260~280dc,输出270Vdc,1A.效果还行.
设计步骤如下:
No.1、0.5Vin-nom/Vout=a, 即a=0.5

No.2、依经验取Q为0.5~1.5,这里取为0.81,取K=5

No.3、设定谐振频率为100Khz,
Xmin=0.88,(见下图的公式)

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/78/1819021245909935.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

其中2aMmax=2a*Vout/Vinmin,
依经验Qs/Qmax1=0.9
所以,fmin=0.88*100Khz=88Khz
只设计最低工作频率,最高工作频率通过具体调试设计.

No.4  
Re=8*a*a*Rout/(pi*pi)=54.769Ω
ZR=Re*Qs=54.769*0.810Ω=44.363Ω

No.5
Cr=1/(2*pi*fr*ZR)=35.800n
Lr=ZR/(2*pi*fr)=70.537uH
Lp=K*Lr=356.000uH

调试发现,最重要的是设置光耦和431的偏置,如果偏置设计不合理,会出现因为5脚撞击1.25v的平台而出现的打嗝或者说自激.
测试第五脚的电压V5,R1采用10k可调电阻,R2采用50K可调电阻,R1初值为7.5k,R2初直为10k.R3=1K.
(1)如果随着输入电压上升,V5低于1.25v而撞击平台,说明R2过大,使得光耦接受端饱和,应小R2,但是幅度不应过大.
(2)如果随着输入电压上升,V5不撞击平台,而输出开始不能稳压,说明光耦初级电流不够,应减小R1.
如此交替进行,就可以设定好正确的偏置.

总结
(1) 由于控制芯片L6599的第四脚电压只有2V,光耦的非线性又特别强,所以个人感觉LLC电路不适合做宽输入电压的电源,输入电压偏差最好不要超过±5%
(2) 光耦对该电路的调节也有较大影响,原来用ps2501效果一直不好,改用ps357后效果明显改善.
(3) 采用两个可调电阻设置偏置是一个不错的方法.
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/78/1819021245909462.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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l003zi
LV.4
16
2009-06-25 21:05
@dengyuan
No.1、2Vout/Vin-nom=a,即a=2老兄,我开始也是你这样认为的,但是按照这样设计的匝比,LLC电路根本就无法正常工作.所以我认为这个公式应该有个修正系数,但具体是多少我不知道,没有设计从低压到高压的所有输出.如果有时间我到愿意把这个系数作出来.
哥们,抱歉!

我的公式写错了,

我从新编辑了一下,这回对了.

a=0.5*Vin-norm/Vout,

这里的a表示变压器的初级和次级的匝数之比.

为什么Vin要加入系数0.5呢,因为谐振电容上有一个0.5vin的分压,
所以真正加在变压器两端的电压只有0.5vin.

列出的设计步骤可以满足窄输入电压的LLC电路,宽了就不好说了
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l003zi
LV.4
17
2009-06-26 10:35
@dengyuan
我看过ST设计200VDC,400W的输出,匝比为:19/11,主电感300U,漏感50UH.显然没有按照正常的公式去设计的.
我看过ST设计200VDC,400W的输出,匝比为:19/11,主电感300U,漏感50UH.显然没有按照正常的公式去设计的.

你能把相关的资料发到这里吗?我看看
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dengyuan
LV.8
18
2009-06-26 12:17
@l003zi
我看过ST设计200VDC,400W的输出,匝比为:19/11,主电感300U,漏感50UH.显然没有按照正常的公式去设计的.你能把相关的资料发到这里吗?我看看
这是200VDC OUT的资料 318621245989827.pdf
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l003zi
LV.4
19
2009-06-26 14:22
@dengyuan
这是200VDCOUT的资料318621245989827.pdf
我原来设计的270V,1A输出就按照我上面发的方法,没有问题了,
但是现在想设计一个700V,0.45A的,按照一般的方法好像是有问题,
光耦的接收端电位经常突变!马上就进入打嗝模式,连半载下都会进入打嗝模式,
看来我们都是做高压,得好好交流一下,
我的QQ是369535183,你的是多少啊?
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dengyuan
LV.8
20
2009-06-26 15:31
@l003zi
我原来设计的270V,1A输出就按照我上面发的方法,没有问题了,但是现在想设计一个700V,0.45A的,按照一般的方法好像是有问题,光耦的接收端电位经常突变!马上就进入打嗝模式,连半载下都会进入打嗝模式,看来我们都是做高压,得好好交流一下,我的QQ是369535183,你的是多少啊?
290287696,过几天我换工作了,我原来一直是做+24V输出的,一般不需要待机,所以L6599的4.5脚接在一起.
不知道你270V输出时的谐振电容的波形是什么样的,我们一般是比较好正弦波形,才算设计合格.轻载和重载都要这样.
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