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反激1V30A電源VDS超700V求解,整流管瞬間電流可能超過百安培

NCP1377-1V30A電源 

圖中已經選擇部分的零件沒有焊接,電路中L2直接短接了,R18已經是三個100K并聯,C13為兩個2.2nF并聯,可Q2上的電壓還超過700V,此電源是全電壓工作,現測試為AC220V輸入,輸出0。6V~1。2V可調,電流為30A左右,變壓器用EER28,初級用0.35*2繞112匝,兩個輔助繞組都為0.15*2稀繞12匝,輸出0.1*105*5繞2匝。采用三明治繞法。

以下圖片全為輸出為1V,電流為20A所測試。

1、600V的MOS管上承受著700多伏的高壓。

 

2、輸出電壓。

 

3、同步整流管和肖特基上的正向壓降電壓達1.2V,可以猜測出瞬間的電流應該超過百安培。

 

4、次級線圈上的波形,反激的峰值電壓達到了5V。

 

我是沒有做過電源的,第一次做就碰到一個這么低電壓大電流的電源,還望大家看了之后給點意見,是改變壓器還是改什么東西,該怎么改。變壓器已經改過幾次了,而且線這粗不好加工,我都有點不好意思老是去改樣了。

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2011-03-19 23:16

要是我的話,就選擇正激+同步整流。次級的電流應力會小很多。

初級電壓尖峰高,是因為漏感太大,而RCD吸收電路吸收能力不足所致。

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qingzhong
LV.4
3
2011-03-19 23:26
@讓你記得我的好
要是我的話,就選擇正激+同步整流。次級的電流應力會小很多。初級電壓尖峰高,是因為漏感太大,而RCD吸收電路吸收能力不足所致。

謝謝版主回復,可是現在時間也緊,也來不及再大整了。

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2011-03-19 23:28
@qingzhong
謝謝版主回復,可是現在時間也緊,也來不及再大整了。
變壓器的次級可以考慮用銅皮來繞。初級分成兩組,把次級銅皮夾在中間。
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qingzhong
LV.4
5
2011-03-19 23:39
@讓你記得我的好
變壓器的次級可以考慮用銅皮來繞。初級分成兩組,把次級銅皮夾在中間。
當時在工廠那里只有0。2*16mm的銅帶,可工廠和我朋友都沒有采用,銅帶能不能降低漏感呢。
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2011-03-19 23:45
@qingzhong
當時在工廠那里只有0。2*16mm的銅帶,可工廠和我朋友都沒有采用,銅帶能不能降低漏感呢。
應該有幫助的。因為銅帶比較寬,相當于很多根線平行并繞,應該可以降低漏感。
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2011-03-19 23:47
112:2??匝比太……大了吧。
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amonson
LV.8
8
2011-03-20 07:13

次極最好用銅皮,還有這個整流管的電流在高壓的時候應該會超過150A,不改正激實在不是好主意。。。

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2011-03-20 10:51

低壓大電流選擇反激,本身就不太合適,輸出電容對ESR要求極高,否則紋波就會很大

聽好版主的,換正激+同步整流,應該會更好整

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qingzhong
LV.4
10
2011-03-20 17:57
@心中有冰
低壓大電流選擇反激,本身就不太合適,輸出電容對ESR要求極高,否則紋波就會很大聽好版主的,換正激+同步整流,應該會更好整

謝謝兩位版主解答,我的負載是發熱片,對紋波要求不高,成本也沒有要求,主要是擔心這個電源的質量和壽命,現在沒有時間允許我再去改方案了,而且我沒有做過電源,再改方案的話必定會花很多時間。

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2011-03-20 20:55
@qingzhong
謝謝兩位版主解答,我的負載是發熱片,對紋波要求不高,成本也沒有要求,主要是擔心這個電源的質量和壽命,現在沒有時間允許我再去改方案了,而且我沒有做過電源,再改方案的話必定會花很多時間。

如果是你說的這樣的話,建議那你要注意三個方面

1、變壓器選長寬比大的,你選的這個EER28/34就符合要求,繞線用多股細線繞,盡量降低繞組的壓降,比如次級選用0.25*120根;繞法采用三明治,初級盡量分兩層繞完,增加耦合度,降低漏感

2、PCB布線的時候要特別注意大電流環路的走線,短粗直是原則,面積也要做到盡量小,以免產生不必要的干擾

3、成本沒有壓力的話,盡量選用好一點的器件,做好足夠的降額設計,并調整好吸收電路

注意了以上幾點的話,還是能設計出滿足你要求的電源

 

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2011-03-20 22:43
@qingzhong
謝謝兩位版主解答,我的負載是發熱片,對紋波要求不高,成本也沒有要求,主要是擔心這個電源的質量和壽命,現在沒有時間允許我再去改方案了,而且我沒有做過電源,再改方案的話必定會花很多時間。
在冰版的基礎上再補充一點點,你的次級整流二極管后面,要多用幾個薄膜電容和電解電容并聯。否則你的電解會很熱很熱,電源的壽命會很短的。
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power_yang
LV.4
13
2011-03-21 00:17

類似的案例能否用有源鉗位單端正激,然后次級同步整流。畢竟同步整流比反激容易。但是有什么IC方案來處理初級驅動呢。DCDC里頭有經典的lm5025.有沒有直接運用于線電壓的IC呢?


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qingzhong
LV.4
14
2011-03-21 09:21
@讓你記得我的好
在冰版的基礎上再補充一點點,你的次級整流二極管后面,要多用幾個薄膜電容和電解電容并聯。否則你的電解會很熱很熱,電源的壽命會很短的。

謝謝冰版主和好版主的熱心回復,現在做的幾個變壓器的漏感確實是很大,試過幾種線的并繞,我下一步副邊再改一下用銅帶的方式,因為還有其它控制電路設計,等全套方案全做完了有時間了再看看要不要改正激的方案了。

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qingzhong
LV.4
15
2011-03-22 01:47
@讓你記得我的好
在冰版的基礎上再補充一點點,你的次級整流二極管后面,要多用幾個薄膜電容和電解電容并聯。否則你的電解會很熱很熱,電源的壽命會很短的。

買到了0。3mm厚的銅片,自己用剪刀剪成18mm寬,將原來的多股線改成銅皮后效果沒有一點改變。手上設備有限,沒有測電感量,不過記得在工廠改線圈沒有影響到電感量。郁悶呀,看樣子還真要改方案來試不成了。

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qingzhong
LV.4
16
2011-03-22 09:25
@power_yang
類似的案例能否用有源鉗位單端正激,然后次級同步整流。畢竟同步整流比反激容易。但是有什么IC方案來處理初級驅動呢。DCDC里頭有經典的lm5025.有沒有直接運用于線電壓的IC呢?

謝謝,能不能推薦一種好實現的方案呢。

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zhijian1024
LV.6
17
2011-03-22 10:42

看了您的電路圖,畫得真是漂亮,象我這樣的新手是無論如何也達不到這種水平的。

電路好像不是反激的,倒像是正激的,但正激的好象也不像,它應該有個續流管。

提點不成熟的建議,您的同步整流MOS,換個方向如何?同時修改一下這個驅動電路。我總覺得MOS的開啟需要時間,這個時間比二極管的導通時間要長一些吧,如果電路是反激的,這也許Q2超過700V的原因吧?

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qingzhong
LV.4
18
2011-03-22 12:21
@zhijian1024
看了您的電路圖,畫得真是漂亮,象我這樣的新手是無論如何也達不到這種水平的。電路好像不是反激的,倒像是正激的,但正激的好象也不像,它應該有個續流管。提點不成熟的建議,您的同步整流MOS,換個方向如何?同時修改一下這個驅動電路。我總覺得MOS的開啟需要時間,這個時間比二極管的導通時間要長一些吧,如果電路是反激的,這也許Q2超過700V的原因吧?

謝謝夸獎,如果MOS管換個方向的話那反饋也要改一下吧,還有就是反激的芯片直接改正激行嗎?我是一直做單片機的,真的沒有做過電源。電路是能看明白,但變壓器還真搞不來。

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power_yang
LV.4
19
2011-03-22 13:46
@qingzhong
謝謝,能不能推薦一種好實現的方案呢。
記得做5V反激電源的時候也有同樣問題,主要是變壓器漏抗造成初級反射電壓太高,且產生強振鈴。除了優化變壓器和RCD回路之外。還要在設計上改動參數。
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power_yang
LV.4
20
2011-03-22 14:03
@qingzhong
謝謝,能不能推薦一種好實現的方案呢。

VDS圖中振鈴很強,說明漏抗大或者RCD阻尼特沒調好。而且你的Vor還是很高的,這個要看輸出繞組電壓對應著看一下是什么原因。還有變壓器變比太大,不管用銅箔還是利茲線都不會有好效果的。您的設計方案里頭已經有同步整流,30W反激絕對能處理了。

降低變比--降低Vor(但是反射電壓有Vor和振鈴電壓組成),拓寬副邊占空比降低電流有效值和峰值。但是也帶來了初級占空比損失,而且對副邊整流的耐壓也有更高的要求。

初級并聯RC串聯阻尼振鈴,這樣做會損失效率。不知道您的電源是否有效率要求。我當時做5V1A的時候 效率才0.67,Top221次級肖特基.

還有就是降低頻率,進一步減小漏抗帶來的影響。

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zhijian1024
LV.6
21
2011-03-22 15:54
@qingzhong
謝謝夸獎,如果MOS管換個方向的話那反饋也要改一下吧,還有就是反激的芯片直接改正激行嗎?我是一直做單片機的,真的沒有做過電源。電路是能看明白,但變壓器還真搞不來。
我是想,MOS管換個方向是用它的本體二極管作整流,MOS飽和開通后MOS管飽和壓降低于這個本體二極管的壓降,這樣本體二極管MOS開通后就不起作用了,反饋可以不用改呀。
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qingzhong
LV.4
22
2011-03-22 16:31
@zhijian1024
我是想,MOS管換個方向是用它的本體二極管作整流,MOS飽和開通后MOS管飽和壓降低于這個本體二極管的壓降,這樣本體二極管MOS開通后就不起作用了,反饋可以不用改呀。
mos管的本體二極管本來就用上了的呀,只不過這里電流太大,再多并了個40A的肖特基,而且這個肖特基反向壓降只有15V,目的是流過40A時正向壓降只有0。4V。MOS管的本體二極管應該是達不到這個參數的。
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qingzhong
LV.4
23
2011-03-22 16:49
@power_yang
VDS圖中振鈴很強,說明漏抗大或者RCD阻尼特沒調好。而且你的Vor還是很高的,這個要看輸出繞組電壓對應著看一下是什么原因。還有變壓器變比太大,不管用銅箔還是利茲線都不會有好效果的。您的設計方案里頭已經有同步整流,30W反激絕對能處理了。降低變比--降低Vor(但是反射電壓有Vor和振鈴電壓組成),拓寬副邊占空比降低電流有效值和峰值。但是也帶來了初級占空比損失,而且對副邊整流的耐壓也有更高的要求。初級并聯RC串聯阻尼振鈴,這樣做會損失效率。不知道您的電源是否有效率要求。我當時做5V1A的時候效率才0.67,Top221次級肖特基.還有就是降低頻率,進一步減小漏抗帶來的影響。

謝謝解答的這么詳細,我的電源效率沒有要求,要求是全電壓工作,性能穩定就可以。但是現在電路中高壓MOS管和低壓MOS管都熱,最不好的就是靠近整流出來的兩個大電容也有發熱。高壓的MOS管發熱不知道是不是VDS超過了MOS管的耐壓造成的,目前還沒有換更高壓的MOS管試。低壓的MOS管有熱應該是正常的.

好版主說到用薄膜電容,可是我空間下只能放下貼片的電容了,板的正面已經不好再裝零件了,不知道能不能用貼片電容代替。如0805的耐壓6。3V容量在10uF的X5R電容。

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power_yang
LV.4
24
2011-03-22 18:12
@qingzhong
謝謝解答的這么詳細,我的電源效率沒有要求,要求是全電壓工作,性能穩定就可以。但是現在電路中高壓MOS管和低壓MOS管都熱,最不好的就是靠近整流出來的兩個大電容也有發熱。高壓的MOS管發熱不知道是不是VDS超過了MOS管的耐壓造成的,目前還沒有換更高壓的MOS管試。低壓的MOS管有熱應該是正常的.好版主說到用薄膜電容,可是我空間下只能放下貼片的電容了,板的正面已經不好再裝零件了,不知道能不能用貼片電容代替。如0805的耐壓6。3V容量在10uF的X5R電容。

L2 串聯在輸出做啥用,這個會增加漏抗到初級。

既然是諧振方式 加大C15 可以減少振鈴峰值,然后變壓器初級用RC消去振鈴。當然啦 這樣效率會降低。這種電路 Vbus就算375V 那么 Vor如果取值65V(由于是低壓輸出,為了拓寬副邊占空比。和降低變比。)用EER的磁芯中柱長漏抗可有改善。

還有我比較感興趣的是你這個電流互感器驅動的同步整流是否有好的效果呢。因為我也想改進一下以前的幾個案子。

ESR造成電容發燙?你副邊的峰值電流會有百來個安培這點很是頭暈。發燙還是小事情。如果這些壓降反射到初級將是麻煩。實際電路饋入功率可能是50多瓦。

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2011-03-22 18:18
@qingzhong
謝謝解答的這么詳細,我的電源效率沒有要求,要求是全電壓工作,性能穩定就可以。但是現在電路中高壓MOS管和低壓MOS管都熱,最不好的就是靠近整流出來的兩個大電容也有發熱。高壓的MOS管發熱不知道是不是VDS超過了MOS管的耐壓造成的,目前還沒有換更高壓的MOS管試。低壓的MOS管有熱應該是正常的.好版主說到用薄膜電容,可是我空間下只能放下貼片的電容了,板的正面已經不好再裝零件了,不知道能不能用貼片電容代替。如0805的耐壓6。3V容量在10uF的X5R電容。

絕對不行的。0805的電容要是能這么用。那么做薄膜電容的廠商都去跳海吧。。。。。。

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power_yang
LV.4
26
2011-03-22 18:19
@qingzhong
謝謝解答的這么詳細,我的電源效率沒有要求,要求是全電壓工作,性能穩定就可以。但是現在電路中高壓MOS管和低壓MOS管都熱,最不好的就是靠近整流出來的兩個大電容也有發熱。高壓的MOS管發熱不知道是不是VDS超過了MOS管的耐壓造成的,目前還沒有換更高壓的MOS管試。低壓的MOS管有熱應該是正常的.好版主說到用薄膜電容,可是我空間下只能放下貼片的電容了,板的正面已經不好再裝零件了,不知道能不能用貼片電容代替。如0805的耐壓6。3V容量在10uF的X5R電容。

還有你看看電路中R18 燙不燙,因該燙的。看了第一個波形圖感覺這個圖和沒有接RCD是一樣的。

以前我調過FSCQ0765的電路 出6V4A 和300V0.1A。負載統統按比率加上由于300V繞組的關系效率還是很高的,反射電壓和波形都漂亮,只是交叉調整率一塌糊涂,只能穩定6.3V燈絲電壓300V就不管了。

可是問題來了,電源只接6.3v單獨輸出效率只有0.65,振鈴大,反射電壓出現明顯斜坡,說明漏抗和ESR在作怪。最后沒辦法 只能是加大DS的電容,調整RCD,用RC阻尼,一道上。開關管道是不燙了,波形也可以接受了。只是效率進一步下降。主要是變壓器和RCD發熱。還有副邊的肖特基必須散熱才行。

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power_yang
LV.4
27
2011-03-22 18:24
@qingzhong
謝謝解答的這么詳細,我的電源效率沒有要求,要求是全電壓工作,性能穩定就可以。但是現在電路中高壓MOS管和低壓MOS管都熱,最不好的就是靠近整流出來的兩個大電容也有發熱。高壓的MOS管發熱不知道是不是VDS超過了MOS管的耐壓造成的,目前還沒有換更高壓的MOS管試。低壓的MOS管有熱應該是正常的.好版主說到用薄膜電容,可是我空間下只能放下貼片的電容了,板的正面已經不好再裝零件了,不知道能不能用貼片電容代替。如0805的耐壓6。3V容量在10uF的X5R電容。
即使饋入50W也不會引起高壓mos自散熱問題。高壓mos發熱,這個原因不找出會出質量問題的。看看管子電流和電壓的李沙育圖
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power_yang
LV.4
28
2011-03-22 19:00
@qingzhong
謝謝解答的這么詳細,我的電源效率沒有要求,要求是全電壓工作,性能穩定就可以。但是現在電路中高壓MOS管和低壓MOS管都熱,最不好的就是靠近整流出來的兩個大電容也有發熱。高壓的MOS管發熱不知道是不是VDS超過了MOS管的耐壓造成的,目前還沒有換更高壓的MOS管試。低壓的MOS管有熱應該是正常的.好版主說到用薄膜電容,可是我空間下只能放下貼片的電容了,板的正面已經不好再裝零件了,不知道能不能用貼片電容代替。如0805的耐壓6。3V容量在10uF的X5R電容。
FSCQ0565的情況
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power_yang
LV.4
29
2011-03-22 19:01
@power_yang
FSCQ0565的情況[圖片]
   
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power_yang
LV.4
30
2011-03-22 19:03
@power_yang
圖[圖片] [圖片] [圖片] 

最后還測試了這種電路不過效果一般般 還不如用RCD。

上面的波形應該是RCD的然后諧振電容加的大了一點 記得是471到102都試過


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zhijian1024
LV.6
31
2011-03-22 20:15
@qingzhong
mos管的本體二極管本來就用上了的呀,只不過這里電流太大,再多并了個40A的肖特基,而且這個肖特基反向壓降只有15V,目的是流過40A時正向壓降只有0。4V。MOS管的本體二極管應該是達不到這個參數的。
汗!把肖特基當成穩壓管了。
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