• 回复
  • 收藏
  • 点赞
  • 分享
  • 发新帖

LLC同步整流加红外线图

还在实验阶段的LLC同步整流样机， 400V DC 转 12V/25A， 请高手前辈们拍砖，

本人还是研究生，明年就毕业啦，但是很多地方都没有产品设计得那么好，请前辈们看看有什么地方可以改进的。还有国内做电源的工作怎么样啊，哈哈嘿嘿先谢谢啦。 12V25A效率97.0%

 

 

 

  

全部回复(37)
正序查看
倒序查看
yryapollo
LV.3
2
2011-05-11 14:50

波形的 Ch2 Ch3是同步整流V_ds 的波形

同步整流模块的散热片被我拿掉了 为了更好的看发热 呵呵

打算投一片 IEEE Transaction on Power Electronics。

0
回复
LV.1
3
2011-05-11 16:30

有原理图没？

看看？

0
回复
小凡凡
LV.7
4
2011-05-11 17:19

支持原创

1、好好花点时间在外观上面；

2、可能的话，把谐振电感集成起来；

3、选好输入输出的电容（贴片）；

4、半导体全贴片设计

做到上述几点，估计论文更具含金量。

祝你好运

0
回复
fly
5
2011-05-11 17:42
@yryapollo
波形的Ch2Ch3是同步整流V_ds的波形同步整流模块的散热片被我拿掉了为了更好的看发热呵呵打算投一片IEEETransactiononPowerElectronics。

在学校能做到这样还是不错，希望能中。目前市面上有很多同步整流的芯片了，你用的是什么方法？

学校的实验设备还不错啊，不过layout的技术还需要提高

0
回复
yryapollo
LV.3
6
2011-05-11 19:29
@fly
在学校能做到这样还是不错，希望能中。目前市面上有很多同步整流的芯片了，你用的是什么方法？学校的实验设备还不错啊，不过layout的技术还需要提高

用的是电流驱动型，用一个电流互感器来推放同步整流，没有芯片 是我们实验室的一个专利 请问layout有什么不足的地方 可以改进

X. Xie, J. Liu, F. Poon, and B. Pong,
``A novel high frequency current driven synchronous rectifier applicable to most switching topologies," IEEE Trans. Power Electron., vol. 16, no. 5, pp. 635--648, Feb. 2001.

0
回复
yryapollo
LV.3
7
2011-05-11 19:29
@
有原理图没？看看？
不好意思 因为保密关系 不能给原理图出来
0
回复
yryapollo
LV.3
8
2011-05-11 19:37
@小凡凡
支持原创1、好好花点时间在外观上面；2、可能的话，把谐振电感集成起来；3、选好输入输出的电容（贴片）；4、半导体全贴片设计做到上述几点，估计论文更具含金量。祝你好运

哈哈 我来回答这些问题

1. 外观 没话讲

2. 集成谐振电感的话 要用到seperate bobbin, 会导致变压器的温度过高（超过100度），这个是我计算和实验都得到的结果。因为seperate bobbin的肌肤效应和邻近效应更加厉害，铜耗会增加2倍。而我的设计要求是nature cooling. 还有 分开用谐振电感的话 效率高一点。

3. 贴片电容有买过 但是这个电容是ESR最低的 Dissipation factor是贴片电容的三分之一。

不过我会试一下把它做的更好看

4. 原边是否要用贴片？ 二次侧我觉得你是对的我会改成贴片的

 

 

 

0
回复
LV.1
9
2011-05-11 20:06
@yryapollo
不好意思因为保密关系不能给原理图出来

呵呵。。

 

0
回复
yryapollo
LV.3
10
2011-05-11 20:18

Components

Losses Profile

(W)

Transformer

Primary copper

0.71

Secondary copper

0.68

Core

0.87

Resonant inductor

copper

0.39

Core

0.28

Primary MOSFETs

Conduction

0.71

Switching

0.02

Gate driving

0.26

SRs

Conduction

1.56

Switching

0.10

SR driver []

1.02

Capacitors

input capacitor

0.09

Output capacitor

0.41

Resonant capacitor

0.08

Others

PCB

0.81

 

Total losses (calculated)

7.99

Efficiency   (calculated)

97.4%
0
回复
小凡凡
LV.7
11
2011-05-11 20:20
@yryapollo
哈哈我来回答这些问题1.外观没话讲2.集成谐振电感的话 要用到seperatebobbin, 会导致变压器的温度过高（超过100度），这个是我计算和实验都得到的结果。因为seperatebobbin的肌肤效应和邻近效应更加厉害，铜耗会增加2倍。而我的设计要求是naturecooling.还有分开用谐振电感的话效率高一点。3.贴片电容有买过但是这个电容是ESR最低的Dissipationfactor是贴片电容的三分之一。不过我会试一下把它做的更好看4.原边是否要用贴片？二次侧我觉得你是对的我会改成贴片的   

 

贴片电容不仅说的是陶瓷电容，指封装；

明天传个资料上来

 

 

 

 

 

0
回复
yryapollo
LV.3
12
2011-05-11 20:35
@小凡凡
 贴片电容不仅说的是陶瓷电容，指封装；明天传个资料上来     

哈哈 谢谢 看看这款行不行，我们这里有这一款

84548 

也看看你推荐的贴片电容，我现在要做的是把每一个元器件的损耗发热都算出来，然后用MATLAB优化软件包对每一个参数做优化。

0
回复
fly
13
2011-05-12 08:42
@yryapollo
哈哈我来回答这些问题1.外观没话讲2.集成谐振电感的话 要用到seperatebobbin, 会导致变压器的温度过高（超过100度），这个是我计算和实验都得到的结果。因为seperatebobbin的肌肤效应和邻近效应更加厉害，铜耗会增加2倍。而我的设计要求是naturecooling.还有分开用谐振电感的话效率高一点。3.贴片电容有买过但是这个电容是ESR最低的Dissipationfactor是贴片电容的三分之一。不过我会试一下把它做的更好看4.原边是否要用贴片？二次侧我觉得你是对的我会改成贴片的   

关于第2点，采用集成谐振电感的话，是不会造成变压器温度过高的，除非你的设计有问题，目前工业上已经大量使用集成谐振电感，我做了那么多LLC，也没有发现集成谐振电感的变压器温度会很高。

如果要用分离电感的话，建议采用-2磁环做谐振电感

0
回复
fly
14
2011-05-12 08:49
@yryapollo
ComponentsLossesProfile(W)TransformerPrimarycopper0.71Secondarycopper0.68Core0.87Resonantinductorcopper0.39Core0.28PrimaryMOSFETsConduction0.71Switching0.02Gatedriving0.26SRsConduction1.56Switching0.10SRdriver[]1.02Capacitorsinputcapacitor0.09Outputcapacitor0.41Resonantcapacitor0.08OthersPCB0.81 Totallosses(calculated)7.99Efficiency  (calculated)97.4%
请教一下，你的PCB损耗是怎么算出来的？
0
回复
电源网-源源
LV.10
15
2011-05-12 09:44
帮新人顶帖啦~~~
0
回复
小凡凡
LV.7
16
2011-05-12 09:46
@yryapollo
哈哈我来回答这些问题1.外观没话讲2.集成谐振电感的话 要用到seperatebobbin, 会导致变压器的温度过高（超过100度），这个是我计算和实验都得到的结果。因为seperatebobbin的肌肤效应和邻近效应更加厉害，铜耗会增加2倍。而我的设计要求是naturecooling.还有分开用谐振电感的话效率高一点。3.贴片电容有买过但是这个电容是ESR最低的Dissipationfactor是贴片电容的三分之一。不过我会试一下把它做的更好看4.原边是否要用贴片？二次侧我觉得你是对的我会改成贴片的   
                     
0
回复
yryapollo
LV.3
17
2011-05-12 10:33
@fly
关于第2点，采用集成谐振电感的话，是不会造成变压器温度过高的，除非你的设计有问题，目前工业上已经大量使用集成谐振电感，我做了那么多LLC，也没有发现集成谐振电感的变压器温度会很高。如果要用分离电感的话，建议采用-2磁环做谐振电感

那我试一下集成电感先，我之前看过ST还有POWERINT的集成电感的设计。

为什么要用磁环？ 用什么材料 cool Mu, MMP, 还是别的什么？我用PQ core的原因是因为我想用铁氧体做core 这样的话 core loss最小。 因为文章里面对每一个原件的选择都是有根据的 不可以说不出来，不然就会被reviewer叼。论文吗 就是吹牛皮的啦 哈哈 

0
回复
yryapollo
LV.3
18
2011-05-12 10:36
@fly
请教一下，你的PCB损耗是怎么算出来的？

测量二次测的PCB的电阻，然后I^2R. 计算是包括变压器二次侧的抽线（我用的0.2mm厚铜皮）

0
回复
yryapollo
LV.3
19
2011-05-12 10:38
@fly
关于第2点，采用集成谐振电感的话，是不会造成变压器温度过高的，除非你的设计有问题，目前工业上已经大量使用集成谐振电感，我做了那么多LLC，也没有发现集成谐振电感的变压器温度会很高。如果要用分离电感的话，建议采用-2磁环做谐振电感

12V25A 的话 用集成电感大概会有多少度？

0
回复
yryapollo
LV.3
20
2011-05-12 10:42
@小凡凡
    [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片]          
哇 数字电源 我去microchip的网站上看看先
0
回复
fly
21
2011-05-12 12:37
@yryapollo
测量二次测的PCB的电阻，然后I^2R.计算是包括变压器二次侧的抽线（我用的0.2mm厚铜皮）

那你上面的损耗都是测量值吗？

0
回复
yryapollo
LV.3
22
2011-05-12 12:44
@fly
那你上面的损耗都是测量值吗？

损耗是计算的，但是计算的准确性还不错 算下来97.4% 实际测出来97.07%。 用发热来验证，就是thermal resistance，每一个元器件 多少温升对应多少瓦，大概对比了一下. 因为元件损耗很难测，这个也是在没有办法的情况下做出的选择。你有什么好办法没？ 具体的计算公式 可以给你看看有没有问题，留个邮箱吧！

0
回复
jacky_zh
LV.4
23
2011-05-12 14:35
@电源网-源源
帮新人顶帖啦~~~
        如果参数和结果真实，那确实不错，不讲工艺性。电流型驱动，有望解决空流问题。学习先
0
回复
wtx10
LV.6
24
2011-05-12 14:49
单看效率是很不错的，可能在材料上花了大代价，另外输出引线也是走的损耗最小方式，如果做成产品尤其是接插件的不知道增加多少损耗，再有高效率是在单纯DC/DC转换条件下，未包括控制部分？但不管怎么说，挺好。
0
回复
小凡凡
LV.7
25
2011-05-12 14:53
@wtx10
单看效率是很不错的，可能在材料上花了大代价，另外输出引线也是走的损耗最小方式，如果做成产品尤其是接插件的不知道增加多少损耗，再有高效率是在单纯DC/DC转换条件下，未包括控制部分？但不管怎么说，挺好。

不要怀疑其效率，原边损耗不大，同步整流，P=I*I*R，R可取2-3毫欧左右，成本也不高。

0
回复
wtx10
LV.6
26
2011-05-12 15:25
@小凡凡
不要怀疑其效率，原边损耗不大，同步整流，P=I*I*R，R可取2-3毫欧左右，成本也不高。
转换部分效率没什么怀疑的，要考虑IC的损耗，同步MOS的驱动损耗也小不了，30V以上2-3m欧的管子可不便宜。
0
回复
yryapollo
LV.3
27
2011-05-12 15:44
@wtx10
转换部分效率没什么怀疑的，要考虑IC的损耗，同步MOS的驱动损耗也小不了，30V以上2-3m欧的管子可不便宜。

IC是接的外接电源，损耗大概0.2瓦 在计算效率的时候加进去了，同步整流的驱动是电流互感器直接提供的，大概损耗在1瓦左右，我同步整流用的是 BSC016N04LS ，我也不知道多少钱，不过这个设计不用同步整流驱动IC , 所以又省了一点钱。 毕竟是未完成品，等做完了以后再上。

现在用的是150kHz， 变压器34:2.  我打算提高到400kHz, 变压器就可以17:1, 我估计最终满载效率可能会达到97.5%左右

0
回复
wtx10
LV.6
28
2011-05-12 16:30
@yryapollo
IC是接的外接电源，损耗大概0.2瓦在计算效率的时候加进去了，同步整流的驱动是电流互感器直接提供的，大概损耗在1瓦左右，我同步整流用的是BSC016N04LS，我也不知道多少钱，不过这个设计不用同步整流驱动IC,所以又省了一点钱。毕竟是未完成品，等做完了以后再上。现在用的是150kHz，变压器34:2. 我打算提高到400kHz,变压器就可以17:1, 我估计最终满载效率可能会达到97.5%左右
已经不错了，但频率上到400k铁损会很大，到时候可以换材料试试。BSC016N04LS 这个管子居然100度结温还能过100A连续电流，无敌。
0
回复
LV.1
29
2011-05-12 16:49
@yryapollo
用的是电流驱动型，用一个电流互感器来推放同步整流，没有芯片是我们实验室的一个专利请问layout有什么不足的地方可以改进X.Xie,J.Liu,F.Poon,andB.Pong,``Anovelhighfrequencycurrentdrivensynchronousrectifierapplicabletomostswitchingtopologies,"IEEETrans.PowerElectron.,vol.16,no.5,pp.635--648,Feb.2001.

香港去读大学了？那边还是不错的，教授水平很高。

效率问题在于死区，满载死区如何做到最小是有困难的，电流型驱动对于空载轻载时不错，满载死区要想到好的方法控制


0
回复
haibin
LV.5
30
2011-05-13 11:35
@yryapollo
哈哈我来回答这些问题1.外观没话讲2.集成谐振电感的话 要用到seperatebobbin, 会导致变压器的温度过高（超过100度），这个是我计算和实验都得到的结果。因为seperatebobbin的肌肤效应和邻近效应更加厉害，铜耗会增加2倍。而我的设计要求是naturecooling.还有分开用谐振电感的话效率高一点。3.贴片电容有买过但是这个电容是ESR最低的Dissipationfactor是贴片电容的三分之一。不过我会试一下把它做的更好看4.原边是否要用贴片？二次侧我觉得你是对的我会改成贴片的   

seperate bobbin采用0.1多股线绕可以有效降低集肤效应和邻近效应，合理的seperate bobbin可以比分离结构提高效率，节约成本；

它的不足在于集成漏感的漏磁通带来的问题，辐射和引起周边金属器件涡流损耗才是要注意的问题。

0
回复
yryapollo
LV.3
31
2011-05-13 14:07
@haibin
seperatebobbin采用0.1多股线绕可以有效降低集肤效应和邻近效应，合理的seperatebobbin可以比分离结构提高效率，节约成本；它的不足在于集成漏感的漏磁通带来的问题，辐射和引起周边金属器件涡流损耗才是要注意的问题。

有道理，有没有相关的文献来参考一下。 我打算试验一下，先测sandwich winding， 把secondary 短路，测 primary side 电阻和漏感 (DC 和 ac100kHz 200kHz).然后测seperate bobbin winding. 金属器件涡流损耗是否是 fringing flux loss, 有没有英文名称 我好上网查一下。

 

 

这个是教科书里的dowells equation 的例子， 按理来说sandwich winding是 proximity loss 最小的。 我总结了一下在IEEE trnas. 上的文章 基本上 400V to 12V 都是sandwich winding。 发出来共享一下

Symmetrical Rectifier Configuration 

Integrated Magnetic for LLC Resonant Converter 

Investigation on Transformer Design 

 

0
回复
工程师都在看
【 DigiKey DIY原创大赛】基于永磁同步电机的矢量控制原理讲解
hello-no1
小巧、高效的连接产品，为小家电设计增添活力！
电源网-fqd
PFC+LLC芯片解疑
tonylj
llc下管驱动波幸运异常 多出了一个死区时间，像被狗啃了 求高手解答？
爱学习的负豪
3KW开关电源用什么方案合适？
dy-FRR9yWLB
立
即
发
帖