怎樣設計電流連續工作的臨界點
在反激電源設計中各位大俠是怎樣考慮電流連續工作的臨界點的,就是說在多少負載比例的情況下考慮開始進入連續工作狀態,而選取這種負載比例的理由是什么,考慮哪些因素影響,希望能聽到高手的分析.
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@shdoqi
多謝以上二位的精彩發言,劉兄的意思是滿載情況下輸入AC小于180V開始進入連續模式.我以前的思路中只從最底輸入電壓考慮,以負載的比例來考慮,劉兄從輸入電壓的角度來考慮也很有意思.再請教ryanguo兄,在我的理解中越早進入CCM需要的峰值電流越小,變壓器包含的峰值能量也越小,但需要的原邊電感量增大,那么是否可以選用更小功率的變壓器骨架和磁心呢.還是會增加變壓器加工的許多麻煩.望ryanguo兄給予指導.
你理解的不對.
Flyback是個儲能電感.
P=(0.5*Lp*i_pk_high^2-0.5*Lp*i_pk_low^2)*fs
if DCM, Lp*i_pk_low=0
if CCM, Lp*i_pk_low=\0
輸出功率相等的情況,即P相等,顯然CCM的時候峰值電流大.
簡單說,ccm除了要傳遞的能量,始終還有一部分能量儲存在變壓器里,因而需要更大的尺寸.
我吃完飯給你解釋吧
Flyback是個儲能電感.
P=(0.5*Lp*i_pk_high^2-0.5*Lp*i_pk_low^2)*fs
if DCM, Lp*i_pk_low=0
if CCM, Lp*i_pk_low=\0
輸出功率相等的情況,即P相等,顯然CCM的時候峰值電流大.
簡單說,ccm除了要傳遞的能量,始終還有一部分能量儲存在變壓器里,因而需要更大的尺寸.
我吃完飯給你解釋吧
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希望能有更多的高手出來指點迷津,我想CCM方式肯定效率更好,對峰值電流要求更低這點不用懷疑,我想知道的是CCM方式對電感量的要求高是否可以通過減小磁芯等手段來獲得更好的性價比,帶來的缺點是什么?是否會增加磁損耗等,怎么樣才能把用CCM方式帶來的高效率體現出來,這是需要參數嚴格配合的,包括改變磁芯大小,當然在限制很多的條件下用CCM方式就不一定能得到該有的優勢,或許會帶來更多的缺陷.我能從電氣層面很好理解變壓器里面的能量轉換關系,我能設計出嚴格的初級電感,線圈比例,變壓器初級線圈的最大電流參數,但沒有實際的變壓器設計經驗,不能從變壓器材料層面來設計,該用什么樣的磁心,氣隙大小,多少線圈合理,變壓器的能量余量大小,變壓器要考慮的因素有什么,溫度影響是否大等,希望能有高手從材料層面分析變壓器的參數和設計經驗
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@shdoqi
希望能有更多的高手出來指點迷津,我想CCM方式肯定效率更好,對峰值電流要求更低這點不用懷疑,我想知道的是CCM方式對電感量的要求高是否可以通過減小磁芯等手段來獲得更好的性價比,帶來的缺點是什么?是否會增加磁損耗等,怎么樣才能把用CCM方式帶來的高效率體現出來,這是需要參數嚴格配合的,包括改變磁芯大小,當然在限制很多的條件下用CCM方式就不一定能得到該有的優勢,或許會帶來更多的缺陷.我能從電氣層面很好理解變壓器里面的能量轉換關系,我能設計出嚴格的初級電感,線圈比例,變壓器初級線圈的最大電流參數,但沒有實際的變壓器設計經驗,不能從變壓器材料層面來設計,該用什么樣的磁心,氣隙大小,多少線圈合理,變壓器的能量余量大小,變壓器要考慮的因素有什么,溫度影響是否大等,希望能有高手從材料層面分析變壓器的參數和設計經驗
我忘了考慮電感量了,呵呵.25W flyback 仿真了一下
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@ryanguo
我忘了考慮電感量了,呵呵.25Wflyback仿真了一下


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@powercheng
小功率,50W以下,個人覺得,完全設計在DCM比較好.50~100W,設計在20%負載的時候進入DCM模式.高于100W不建議用反激做.如果要做,建議用CCM,盡管這個時候變壓器體積有點大.
powercheng 您好,請多指教,您認為小于50W的電源完全工作在DCM下的原因是什么,如果從寬工作電壓范圍(AC85-265)等方面考慮完全工作在DCM模式下是否對變壓器的利用率太低?前面 liuhanghong 的選擇倒是個不錯的選擇,他以輸出滿載,VIN=AC180作為臨界點, 這樣設計實際上在輸入小于180V的情況下就開始進入CCM,轉化為最低輸入AC85V的情況下大概在50%負載不到(受占空比影響)進入連續工作點,您對此有什么評價,望能指教.
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@shdoqi
powercheng 您好,請多指教,您認為小于50W的電源完全工作在DCM下的原因是什么,如果從寬工作電壓范圍(AC85-265)等方面考慮完全工作在DCM模式下是否對變壓器的利用率太低?前面liuhanghong的選擇倒是個不錯的選擇,他以輸出滿載,VIN=AC180作為臨界點,這樣設計實際上在輸入小于180V的情況下就開始進入CCM,轉化為最低輸入AC85V的情況下大概在50%負載不到(受占空比影響)進入連續工作點,您對此有什么評價,望能指教.
主要是體積和價錢方面考慮,小功率一般體積比較小電流比較小,用DCM變壓器體積小,由于電流小此時銅損的代價可以接受.
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@shdoqi
powercheng 您好,請多指教,您認為小于50W的電源完全工作在DCM下的原因是什么,如果從寬工作電壓范圍(AC85-265)等方面考慮完全工作在DCM模式下是否對變壓器的利用率太低?前面liuhanghong的選擇倒是個不錯的選擇,他以輸出滿載,VIN=AC180作為臨界點,這樣設計實際上在輸入小于180V的情況下就開始進入CCM,轉化為最低輸入AC85V的情況下大概在50%負載不到(受占空比影響)進入連續工作點,您對此有什么評價,望能指教.
這個看工程師個人的愛好了.
這兩種情況我都見過.
有的工程師喜歡把東西做的小,所以,DCM是很好的選擇,調試也要方便的多.
我個人比較喜歡CCM,20%負載進入DCM,也就是輕載的時候進入DCM模式,這樣,變壓器比純粹在CCM下要小一些.
BUCK,BOOST電路也有同樣問題.
這兩種情況我都見過.
有的工程師喜歡把東西做的小,所以,DCM是很好的選擇,調試也要方便的多.
我個人比較喜歡CCM,20%負載進入DCM,也就是輕載的時候進入DCM模式,這樣,變壓器比純粹在CCM下要小一些.
BUCK,BOOST電路也有同樣問題.
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@shdoqi
POWERCHENG兄你好,再請教下怎么能有全CCM模式呢,我的理解在輕載時必然會進入DCM模式,現在考慮輸入的范圍一般都很大,在輸入比較高的情況下更難進入CCM模式,你說的完全CCM是什么意思呢?
Dmax取0.45,不要超過0.5,否則要補償,調試有點復雜的.
最低電壓輸入,最大負載情況下具有最大占空比.
這個時候,變壓器原邊最小電感量必須大于:
Lp≥(Vdcmin*Dmax)2/(2Pin*fsw*Krp)
其中,Vdcmin為母線上最低直流RMS值.
Dmax為最大占空比,取0.45為宜.
上面的2是2次方的意思,不是乘以2.
分母Pin為輸入功率,一般為輸出功率Pout/效率η,效率設置在0.75~0.85為宜,一般取0.8.Pout就是輸出滿載功率.因為在設計階段,所以也不知道到底效率會有多高.所以一般也就取值0.8,偏差不會太大的.
fsw為開關頻率.
Krp為初級繞組的脈動電流Ir與峰值電流Ip的比例系數.Krp為DCM,CCM下,Krp的取值范圍是0~1,這個數據可以定量描述開關電源的工作模式.實際上CCM與DCM沒有嚴格的界限的,而是一個過度過程.
對于給定的交流輸入范圍,如果Krp比較小,意味著更為連續的工作模式以及相對比較大的初級電感量,并且初級Ip以及Irms比較小.反之,Krp若比較大,就表示連續程度比較差,初級電感量比較小,而Ip與初級有效值電流Irms比較大.
當輸入電壓為100/120VAC下,建議取值0.4~1
85~265下或者220/230VAC下,建議取值0.6~1
最低電壓輸入,最大負載情況下具有最大占空比.
這個時候,變壓器原邊最小電感量必須大于:
Lp≥(Vdcmin*Dmax)2/(2Pin*fsw*Krp)
其中,Vdcmin為母線上最低直流RMS值.
Dmax為最大占空比,取0.45為宜.
上面的2是2次方的意思,不是乘以2.
分母Pin為輸入功率,一般為輸出功率Pout/效率η,效率設置在0.75~0.85為宜,一般取0.8.Pout就是輸出滿載功率.因為在設計階段,所以也不知道到底效率會有多高.所以一般也就取值0.8,偏差不會太大的.
fsw為開關頻率.
Krp為初級繞組的脈動電流Ir與峰值電流Ip的比例系數.Krp為DCM,CCM下,Krp的取值范圍是0~1,這個數據可以定量描述開關電源的工作模式.實際上CCM與DCM沒有嚴格的界限的,而是一個過度過程.
對于給定的交流輸入范圍,如果Krp比較小,意味著更為連續的工作模式以及相對比較大的初級電感量,并且初級Ip以及Irms比較小.反之,Krp若比較大,就表示連續程度比較差,初級電感量比較小,而Ip與初級有效值電流Irms比較大.
當輸入電壓為100/120VAC下,建議取值0.4~1
85~265下或者220/230VAC下,建議取值0.6~1
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