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LLC技術研討

對于半橋LLC論壇中已有很多人進行討論,對于使用單相全波整流電路輸出電流不平衡的問題,不少論壇中都提出解決方法:1.變壓器的兩個輸出漏感要一致(使用雙線并繞);2.PCB板輸出走線要對稱一致;3.高端MOS與低端MOS的驅動波形導通時間要一樣,即MOS中心點電壓要嚴格為方波。
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at89x52
LV.3
2
2014-08-01 13:47

盡管如此,對于電流不對稱輸出,本人還發現一個共同點:即上管開通時,輸出電流時最大的(本人做了三個版本的LLC電路,不同的輸出功率版本,同樣使用了英飛凌的ICE2HS01G),均發現以上問題:

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at89x52
LV.3
3
2014-08-01 13:52
@at89x52
盡管如此,對于電流不對稱輸出,本人還發現一個共同點:即上管開通時,輸出電流時最大的(本人做了三個版本的LLC電路,不同的輸出功率版本,同樣使用了英飛凌的ICE2HS01G),均發現以上問題:[圖片]

通過查看二次側兩個輸出繞組可以發現,兩個繞組輸出電壓均有電壓差:(以下圖中青色和紅色均為二次側繞組輸出電壓波形,綠色為二次側中心抽頭電流輸出波形)

 

 

 

 但是調試過程中發現,輸出電流的大小與電壓高一點低一點沒有關系,只更原邊上管開通時,二次側為同名端的那個繞組輸出電流大。

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at89x52
LV.3
4
2014-08-01 14:01

請各位高手,麻煩看看我應該如何解決以上問題,對于以上解決方法都已經使用了,沒有效果。電路圖如下:

 

 

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good-day
LV.1
5
2014-08-01 15:16
@at89x52
請各位高手,麻煩看看我應該如何解決以上問題,對于以上解決方法都已經使用了,沒有效果。電路圖如下: [圖片] 
會不會是原邊芯片布線問題?共地沒做好造成的驅動不對稱?
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at89x52
LV.3
6
2014-08-01 15:19
@good-day
會不會是原邊芯片布線問題?共地沒做好造成的驅動不對稱?
通過測量,驅動輸出的對稱的了,貌似跟這個沒有關系
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at89x52
LV.3
7
2014-08-01 16:43
@good-day
會不會是原邊芯片布線問題?共地沒做好造成的驅動不對稱?

問個問題,驅動是對稱了,但是驅動中時有死區時間的,死區時間是用于防止上下想通和用于電感電容諧振對MOS的結電容充放電使其能零電壓開通的,但是如果諧振電流很快就對結電容重放電完畢,那么死區時間也是低電平的,這樣也會照成MOS中心點的高電平時間與低電平時間不等(其實上管開通時間與下管開通時間是一致的,只是這種不相等是由于死區時間照成的)

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2014-08-02 09:53

是不是次級折射到初級的漏感不一樣, 造成一個周期下, 上半周跟下半周的輸入阻抗不一樣?可以測下,或者重新做個變壓器試下

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2014-08-02 14:25
@at89x52
請各位高手,麻煩看看我應該如何解決以上問題,對于以上解決方法都已經使用了,沒有效果。電路圖如下: [圖片] 

1、確認一下SR動作是正確的。

2、33nF*2電容的材質為何?DF必須小於0.1%

以上提供參考。

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wufa222
LV.3
10
2014-08-02 22:56
@at89x52
請各位高手,麻煩看看我應該如何解決以上問題,對于以上解決方法都已經使用了,沒有效果。電路圖如下: [圖片] 
先二極管試驗,再用MOS
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at89x52
LV.3
11
2014-08-04 11:13
@peterchen0721
1、確認一下SR動作是正確的。2、33nF*2電容的材質為何?DF必須小於0.1%以上提供參考。

目前使用的是MOS的體二極管工作沒有使用SR進行驅動MOS;

 

電容材質是CBB21金屬化聚丙烯膜電容,通過電橋設備測定DF值為0.0002,就是這種類型(這里容值與使用的不同)

 

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at89x52
LV.3
12
2014-08-04 11:27
@liukanglai
是不是次級折射到初級的漏感不一樣,造成一個周期下,上半周跟下半周的輸入阻抗不一樣?可以測下,或者重新做個變壓器試下

      您好!謝謝的幫助,我想問個問題,如果是次級折射到初級的漏感照成的話,我把變壓器原邊的反接(例如原來變壓器1腳接兩個MOS中心,3腳接諧振電感電容;我現在反過來接1腳接兩個MOS中心,3腳接兩個MOS中心),那么原邊的諧振電流是否應該倒過來的呢(相位關系不變),即反接前的上半波處于諧振點的左側,而下半波剛好處于諧振點,反接后應該就是下半波處于諧振點的左側,而上半波剛好處于諧振點。(二次側的兩個輸出繞組輸出電流的不平衡則會發生對調,例如下圖中黃色線為原邊諧振槽的諧振電流,青色為上下管兩個MOS管中心點電壓)?

 

      本人認為,如果是次級折射到初級的漏感照成的話,那么在相同輸入輸出的情況下,變壓器原邊兩個端子反接后,電流波形也是應該倒過來的(相位關系不變),即反接前的上半波處于諧振點的左側,而下半波剛好處于諧振點,反接后應該就是下半波處于諧振點的左側,而上半波剛好處于諧振點。(二次側的兩個輸出繞組輸出電流的不平衡則會發生對調)。

 

      而通過實驗驗證,電流波形并沒有跟這個假設一樣倒過來。變壓器原邊怎么接,原邊的電流波形是一樣的。

 

 

 

 

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at89x52
LV.3
13
2014-08-04 11:29
@wufa222
先二極管試驗,再用MOS
您好!感謝的回復,我目前使用的是MOS管的體二極管工作,沒有使用同步驅動。
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2014-08-04 13:07
@at89x52
     您好!謝謝的幫助,我想問個問題,如果是次級折射到初級的漏感照成的話,我把變壓器原邊的反接(例如原來變壓器1腳接兩個MOS中心,3腳接諧振電感電容;我現在反過來接1腳接兩個MOS中心,3腳接兩個MOS中心),那么原邊的諧振電流是否應該倒過來的呢(相位關系不變),即反接前的上半波處于諧振點的左側,而下半波剛好處于諧振點,反接后應該就是下半波處于諧振點的左側,而上半波剛好處于諧振點。(二次側的兩個輸出繞組輸出電流的不平衡則會發生對調,例如下圖中黃色線為原邊諧振槽的諧振電流,青色為上下管兩個MOS管中心點電壓)?      本人認為,如果是次級折射到初級的漏感照成的話,那么在相同輸入輸出的情況下,變壓器原邊兩個端子反接后,電流波形也是應該倒過來的(相位關系不變),即反接前的上半波處于諧振點的左側,而下半波剛好處于諧振點,反接后應該就是下半波處于諧振點的左側,而上半波剛好處于諧振點。(二次側的兩個輸出繞組輸出電流的不平衡則會發生對調)。      而通過實驗驗證,電流波形并沒有跟這個假設一樣倒過來。變壓器原邊怎么接,原邊的電流波形是一樣的。 [圖片]   
此貼已經被推薦到論壇首頁,討論的內容很不錯哦~
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at89x52
LV.3
15
2014-08-04 13:37
@電源網-娜娜姐
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謝謝編輯部的大力支持!
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2014-08-04 14:20
@at89x52
請各位高手,麻煩看看我應該如何解決以上問題,對于以上解決方法都已經使用了,沒有效果。電路圖如下: [圖片] 
C30\C31對換下試試
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at89x52
LV.3
17
2014-08-04 17:05
@新月GG
C30\C31對換下試試

對于交流回路來說,對調按電路理論來說應該是沒什么影響的,通過實驗驗證,確實沒有變化。

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2014-08-04 22:03
@at89x52
     您好!謝謝的幫助,我想問個問題,如果是次級折射到初級的漏感照成的話,我把變壓器原邊的反接(例如原來變壓器1腳接兩個MOS中心,3腳接諧振電感電容;我現在反過來接1腳接兩個MOS中心,3腳接兩個MOS中心),那么原邊的諧振電流是否應該倒過來的呢(相位關系不變),即反接前的上半波處于諧振點的左側,而下半波剛好處于諧振點,反接后應該就是下半波處于諧振點的左側,而上半波剛好處于諧振點。(二次側的兩個輸出繞組輸出電流的不平衡則會發生對調,例如下圖中黃色線為原邊諧振槽的諧振電流,青色為上下管兩個MOS管中心點電壓)?      本人認為,如果是次級折射到初級的漏感照成的話,那么在相同輸入輸出的情況下,變壓器原邊兩個端子反接后,電流波形也是應該倒過來的(相位關系不變),即反接前的上半波處于諧振點的左側,而下半波剛好處于諧振點,反接后應該就是下半波處于諧振點的左側,而上半波剛好處于諧振點。(二次側的兩個輸出繞組輸出電流的不平衡則會發生對調)。      而通過實驗驗證,電流波形并沒有跟這個假設一樣倒過來。變壓器原邊怎么接,原邊的電流波形是一樣的。 [圖片]   

同樣的,你也可以把次級兩個繞組對調下,也許是次級電路造成的不平衡

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2014-08-04 22:50
@at89x52
     您好!謝謝的幫助,我想問個問題,如果是次級折射到初級的漏感照成的話,我把變壓器原邊的反接(例如原來變壓器1腳接兩個MOS中心,3腳接諧振電感電容;我現在反過來接1腳接兩個MOS中心,3腳接兩個MOS中心),那么原邊的諧振電流是否應該倒過來的呢(相位關系不變),即反接前的上半波處于諧振點的左側,而下半波剛好處于諧振點,反接后應該就是下半波處于諧振點的左側,而上半波剛好處于諧振點。(二次側的兩個輸出繞組輸出電流的不平衡則會發生對調,例如下圖中黃色線為原邊諧振槽的諧振電流,青色為上下管兩個MOS管中心點電壓)?      本人認為,如果是次級折射到初級的漏感照成的話,那么在相同輸入輸出的情況下,變壓器原邊兩個端子反接后,電流波形也是應該倒過來的(相位關系不變),即反接前的上半波處于諧振點的左側,而下半波剛好處于諧振點,反接后應該就是下半波處于諧振點的左側,而上半波剛好處于諧振點。(二次側的兩個輸出繞組輸出電流的不平衡則會發生對調)。      而通過實驗驗證,電流波形并沒有跟這個假設一樣倒過來。變壓器原邊怎么接,原邊的電流波形是一樣的。 [圖片]   
提供淺見如下:下臂電流會失真,可以比對上下臂最大差異為電壓源不同,因為電壓源內阻不同而造成電流大小波。提供參考。
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2014-08-06 10:33
@at89x52
謝謝編輯部的大力支持!
表客氣~~關注此貼~
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at89x52
LV.3
21
2014-08-06 10:34
@白巧克力
同樣的,你也可以把次級兩個繞組對調下,也許是次級電路造成的不平衡

無論變壓器、次級電路、二次側輸出怎么樣對調一次側的電流波形是一樣的,而且我還針對變壓器二次折射回一次漏感不對稱情況,對變壓器進行改進,目前此漏感分別為10.5uH和12.5uH,二次側輸出電路(兩組輸出)基本對稱,橋中心的高電平與低電平相差0.05uS,結果還是一樣。二次側輸出差值為5A,一次側諧振電流依然不對稱。

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at89x52
LV.3
22
2014-08-06 10:38
@peterchen0721
提供淺見如下:下臂電流會失真,可以比對上下臂最大差異為電壓源不同,因為電壓源內阻不同而造成電流大小波。提供參考。

 peterchen0721

        您好!感謝的回復,對于電壓源的不同,我細想一下,對于諧振電路來說,是不是指的是諧振電容和諧振電感組成的的呢?如果是這個的話,還真不知道怎么改進了。

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2014-08-06 10:57
@at89x52
對于交流回路來說,對調按電路理論來說應該是沒什么影響的,通過實驗驗證,確實沒有變化。

不一定是交流回路,因為這個電容也起隔直電容的作用。

最好測下輸入方波是否是對稱的,即Q6/Q7中點與C30/C31中點 之間的電壓波形。

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at89x52
LV.3
24
2014-08-06 11:40
@新月GG
不一定是交流回路,因為這個電容也起隔直電容的作用。最好測下輸入方波是否是對稱的,即Q6/Q7中點與C30/C31中點之間的電壓波形。

Q6/Q7中點與C30/C31中點 之間的電壓波形(黃色),占空比為49.74%如下:(綠色的為二次側中心抽頭輸出電流波形)

 

 

 

按照,占空比為49.74%應該能說是對稱的了吧!

 

 

 

下圖為半橋中心對地電壓波形,占空比為49.74%(黃色);電容C30\C31對地波形(青色);二次側中心抽頭電流波形(綠色):

 

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2014-08-06 14:44
@at89x52
Q6/Q7中點與C30/C31中點之間的電壓波形(黃色),占空比為49.74%如下:(綠色的為二次側中心抽頭輸出電流波形) [圖片]  按照,占空比為49.74%應該能說是對稱的了吧!   下圖為半橋中心對地電壓波形,占空比為49.74%(黃色);電容C30\C31對地波形(青色);二次側中心抽頭電流波形(綠色):[圖片] 

算對稱,電壓源不對稱這個原因應該可以排除了。

所以應該是正負半波時的阻抗不一樣。

而阻抗中公用的部分應該是沒有影響的,所以你反接變壓器的原邊,是不會有變化的。

因此問題在于阻抗中不公用的部分。

有2個地方可能有問題,

1是變壓器的2個副邊,即2個副邊的電壓大小不一樣,原因可能是原副邊的耦合系數不一樣,比如先繞原邊,次繞副邊1,再繞副邊2,那一般來說副邊1與原邊的耦合 優于 副邊2與原邊的耦合。所以副邊1的電壓會略大一點,電流也會大。這個可能性很大。載越輕,電流不平衡越嚴重。加載后會改善。如果沒有大的影響,這個問題不用改善。

2是輸出整流二極管(MOS管的反并二極管),可能其導通壓降不一樣,不過這個可能性很小,基本可以排除。

 

 

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peng425
LV.5
26
2014-08-06 16:37
用一個電容串聯的方式試一下情況怎樣?C30和C31上的電壓有效值是不是一樣?
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shiboqi
LV.1
27
2014-08-06 17:10
@at89x52
盡管如此,對于電流不對稱輸出,本人還發現一個共同點:即上管開通時,輸出電流時最大的(本人做了三個版本的LLC電路,不同的輸出功率版本,同樣使用了英飛凌的ICE2HS01G),均發現以上問題:[圖片]

我也來看看

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2014-08-07 09:00
@at89x52
 peterchen0721:       您好!感謝的回復,對于電壓源的不同,我細想一下,對于諧振電路來說,是不是指的是諧振電容和諧振電感組成的的呢?如果是這個的話,還真不知道怎么改進了。
電壓源想要表達是上臂來至於buck高壓電容,下臂來自Cr諧振電容。想要改善這一個情形應該只有全橋諧振。提供參考。
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zhangshido
LV.5
29
2014-08-07 11:11
@peng425
用一個電容串聯的方式試一下情況怎樣?C30和C31上的電壓有效值是不是一樣?
2繞組一樣匝數,還有電壓差,電壓高的繞組電流大,可能是橋臂電壓不平衡。功率多大,橋臂電容容量足不?
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at89x52
LV.3
30
2014-08-07 14:57
@新月GG
算對稱,電壓源不對稱這個原因應該可以排除了。所以應該是正負半波時的阻抗不一樣。而阻抗中公用的部分應該是沒有影響的,所以你反接變壓器的原邊,是不會有變化的。因此問題在于阻抗中不公用的部分。有2個地方可能有問題,1是變壓器的2個副邊,即2個副邊的電壓大小不一樣,原因可能是原副邊的耦合系數不一樣,比如先繞原邊,次繞副邊1,再繞副邊2,那一般來說副邊1與原邊的耦合優于副邊2與原邊的耦合。所以副邊1的電壓會略大一點,電流也會大。這個可能性很大。載越輕,電流不平衡越嚴重。加載后會改善。如果沒有大的影響,這個問題不用改善。2是輸出整流二極管(MOS管的反并二極管),可能其導通壓降不一樣,不過這個可能性很小,基本可以排除。  

新月GG:

     您好!非常感謝你的幫助,但是對于“副邊電壓大,電流也大”這個觀點在我這個電路板上面并不對啊,通過我對調變壓器一次側,二次的兩個繞組輸出電流大小情況也會對調,但是電壓大的那個繞組仍然是電流大。如下圖:

 

圖一:黃色電壓波形的那個繞組輸出電壓高,輸出的電流大;青色電壓波形的那個繞組輸出電壓低,輸出電流大。 

 

通過對調一次側變壓器的兩端后:

圖一:黃色電壓波形的那個繞組輸出電壓高,但是輸出的電流卻是小的;青色電壓波形的那個繞組輸出電壓低,但是輸出電流大。

 

 

 

     所以從上面的實驗結果表明,在我的電路板這里,輸出的電壓大一點并不是影響輸出電流嚴重不均衡的主要原因。

    對換一次側,能夠對調二次側的兩個繞組輸出電流的不均衡情況。

    多個電路以及多種方式對比,都是上管開通的時候,二次側與此同向的那個繞組輸出電流大。對于一次側電流來說也就是永遠都是上半波電流大,下半波電流小。

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at89x52
LV.3
31
2014-08-07 15:44
@zhangshido
2繞組一樣匝數,還有電壓差,電壓高的繞組電流大,可能是橋臂電壓不平衡。功率多大,橋臂電容容量足不?

設計功率1000W,也不是電壓高的繞組電流大,看一次側怎么接了,目前帶載60W~300W,電容容量是根據諧振頻率來的。

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