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【原創(chuàng)】關(guān)于準(zhǔn)諧振工作模式以及變壓器的計算

現(xiàn)談?wù)劀?zhǔn)諧振的工作模式,第一種:準(zhǔn)諧振電流模式,帶谷底鎖定功能,能消除雜訊;第二種: VCO 模式,用於在輕載
時提升效能。 第一種就不用多談啦,現(xiàn)在主要談一下VCO模式
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zq2007
LV.11
2
2011-11-20 08:21
關(guān)于VCO模式,先上一個波形
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zq2007
LV.11
3
2011-11-20 08:21
@zq2007
關(guān)于VCO模式,先上一個波形[圖片]
 
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zq2007
LV.11
4
2011-11-20 08:24
@zq2007
[圖片] 
在來說說準(zhǔn)諧振的開關(guān)特征:金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)電晶體(MOSFET)在漏極至源極電壓(VDS)達(dá)到其最低值時導(dǎo)通,從而減小開關(guān)損耗及改善電磁干擾(EMI)訊號。
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zq2007
LV.11
5
2011-11-20 08:28
@zq2007
在來說說準(zhǔn)諧振的開關(guān)特征:金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)電晶體(MOSFET)在漏極至源極電壓(VDS)達(dá)到其最低值時導(dǎo)通,從而減小開關(guān)損耗及改善電磁干擾(EMI)訊號。
在講講準(zhǔn)諧振的負(fù)載與開關(guān)頻率的關(guān)系:在負(fù)載下降時,開關(guān)頻率上升;這樣,在輕載條件下,如果未限制開關(guān)頻率,損耗會較高,影響電源效能;故必須限制開關(guān)頻率。
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zq2007
LV.11
6
2011-11-20 08:28
@zq2007
在講講準(zhǔn)諧振的負(fù)載與開關(guān)頻率的關(guān)系:在負(fù)載下降時,開關(guān)頻率上升;這樣,在輕載條件下,如果未限制開關(guān)頻率,損耗會較高,影響電源效能;故必須限制開關(guān)頻率。
限制開關(guān)頻率的方法:第一種是傳統(tǒng)準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器所使用的帶頻率反走的頻
率鉗位方法,即通過頻率鉗位來限制開關(guān)頻率。但在輕載條件下,系統(tǒng)開關(guān)頻率達(dá)
到頻率鉗位限制值時,出現(xiàn)多個處於可聽雜訊範(fàn)圍的谷底跳頻,導(dǎo)致訊號不穩(wěn)定。 
現(xiàn)在又出現(xiàn)了帶谷底鎖定準(zhǔn)諧振電流模式,原理在于在此種模式下,控制器根據(jù)反饋電壓鎖定至某個谷底(最多到第 4 個谷底),峰值電流根據(jù)反饋電壓來調(diào)整,提供所需的輸出功率。這樣,就解決了準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器的谷底跳頻不穩(wěn)定問題,且與傳統(tǒng)準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器相比,
提供更高的最小開關(guān)頻率及更低的最大開關(guān)頻率,還減小變壓器尺寸。
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zq2007
LV.11
7
2011-11-20 08:29
@zq2007
限制開關(guān)頻率的方法:第一種是傳統(tǒng)準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器所使用的帶頻率反走的頻率鉗位方法,即通過頻率鉗位來限制開關(guān)頻率。但在輕載條件下,系統(tǒng)開關(guān)頻率達(dá)到頻率鉗位限制值時,出現(xiàn)多個處於可聽雜訊範(fàn)圍的谷底跳頻,導(dǎo)致訊號不穩(wěn)定。 現(xiàn)在又出現(xiàn)了帶谷底鎖定準(zhǔn)諧振電流模式,原理在于在此種模式下,控制器根據(jù)反饋電壓鎖定至某個谷底(最多到第4個谷底),峰值電流根據(jù)反饋電壓來調(diào)整,提供所需的輸出功率。這樣,就解決了準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器的谷底跳頻不穩(wěn)定問題,且與傳統(tǒng)準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器相比,提供更高的最小開關(guān)頻率及更低的最大開關(guān)頻率,還減小變壓器尺寸。
為了解決上面這個問題,就出現(xiàn)第二種方法,也就是谷底鎖定,即在負(fù)載下降時,在某
個谷底保持鎖定,直到輸出功率大幅下降,然後改變谷底。輸出功率降低到某個值
時,進(jìn)入壓控振盪器(VCO)模式,圖紙見第二貼
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zq2007
LV.11
8
2011-11-20 08:32
@zq2007
為了解決上面這個問題,就出現(xiàn)第二種方法,也就是谷底鎖定,即在負(fù)載下降時,在某個谷底保持鎖定,直到輸出功率大幅下降,然後改變谷底。輸出功率降低到某個值時,進(jìn)入壓控振盪器(VCO)模式,圖紙見第二貼
晚一點在上變壓器的參數(shù)計算,請等待。
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ctx1211
LV.7
9
2011-11-20 10:14
@zq2007
晚一點在上變壓器的參數(shù)計算,請等待。
樓主要是能夠整理一下相信效果更好
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2011-11-21 09:30
呵呵 來關(guān)注下~~~準(zhǔn)備加精~~~加油啊
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zq2007
LV.11
11
2011-11-21 13:23
@電源網(wǎng)-源源
呵呵來關(guān)注下~~~準(zhǔn)備加精~~~加油啊

先上準(zhǔn)諧振變壓器匝數(shù)比的計算,后面會有設(shè)計實例提供,請大家耐心等待。

Nps=Kc*(Vout+Vf) / Bvdss*Kd-Vinmax-Vos 

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zq2007
LV.11
12
2011-11-21 13:45
@zq2007
先上準(zhǔn)諧振變壓器匝數(shù)比的計算,后面會有設(shè)計實例提供,請大家耐心等待。Nps=Kc*(Vout+Vf)/Bvdss*Kd-Vinmax-Vos 

初級峰值電流:

Ipri.peak=2*Pout/η*(1/Vinmin+Nps/Vout+Vf)+π*√(2*Pout*Clump*Fsw/η)

{√(2*Pout*Clump*Fsw/η)}為(2*Pout*Clump*Fsw/η)的開方,√為開方號。

如有疑問,請跟帖。

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zq2007
LV.11
13
2011-11-21 15:06
@zq2007
初級峰值電流:Ipri.peak=2*Pout/η*(1/Vinmin+Nps/Vout+Vf)+π*√(2*Pout*Clump*Fsw/η){√(2*Pout*Clump*Fsw/η)}為(2*Pout*Clump*Fsw/η)的開方,√為開方號。如有疑問,請跟帖。

初級電感量的計算:

Lpri=2*Pout/(Ipri.peak2*Fsw*η)

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zq2007
LV.11
14
2011-11-21 15:47
@zq2007
先上準(zhǔn)諧振變壓器匝數(shù)比的計算,后面會有設(shè)計實例提供,請大家耐心等待。Nps=Kc*(Vout+Vf)/Bvdss*Kd-Vinmax-Vos 
其實反激的匝比計算公式也適用于計算準(zhǔn)諧振的變壓器,因為準(zhǔn)諧振是建立在反激的架構(gòu)上的.這一原則是不會變的.
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zq2007
LV.11
15
2011-11-21 16:00
@zq2007
其實反激的匝比計算公式也適用于計算準(zhǔn)諧振的變壓器,因為準(zhǔn)諧振是建立在反激的架構(gòu)上的.這一原則是不會變的.
現(xiàn)在使用準(zhǔn)諧振模式的IC已經(jīng)很多啦,OB的2201-3,ON的NCP1379/NCP1380,以及飛兆的FAN6300等等,有用過這些IC的也出來聊聊,
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fdecctv
LV.4
16
2011-11-21 18:10
@zq2007
現(xiàn)在使用準(zhǔn)諧振模式的IC已經(jīng)很多啦,OB的2201-3,ON的NCP1379/NCP1380,以及飛兆的FAN6300等等,有用過這些IC的也出來聊聊,

好貼就要拼命頂,樓主繼續(xù)~!我來學(xué)習(xí)了。弱弱的問一下空載時候跳周期模式呢?跟變壓器關(guān)系大嗎?如果有很大的關(guān)系,那又應(yīng)該如何計算呢?

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wuzhonggui
LV.9
17
2011-11-21 18:54

這個在ON的片子中是常用的。

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zq2007
LV.11
18
2011-11-21 20:07
@fdecctv
好貼就要拼命頂,樓主繼續(xù)~!我來學(xué)習(xí)了。弱弱的問一下空載時候跳周期模式呢?跟變壓器關(guān)系大嗎?如果有很大的關(guān)系,那又應(yīng)該如何計算呢?[圖片]
關(guān)于跳周期模式,我之前有了解過,一般情況下,不建議用這個模式,特殊應(yīng)用另當(dāng)別論,這個跟變壓器的感量與匝比有很大關(guān)系,關(guān)于這個算法就要根據(jù)你選的方案來考量啦。
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zq2007
LV.11
19
2011-11-21 20:16
@wuzhonggui
這個在ON的片子中是常用的。[圖片]

占空比的計算:

最大占空比:最大占空比:Dmax=(Ipri.peak*Lpri/Vin.min )*Fsw.min


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zq2007
LV.11
20
2011-11-21 20:19
@fdecctv
好貼就要拼命頂,樓主繼續(xù)~!我來學(xué)習(xí)了。弱弱的問一下空載時候跳周期模式呢?跟變壓器關(guān)系大嗎?如果有很大的關(guān)系,那又應(yīng)該如何計算呢?[圖片]
還有,跳周期即是調(diào)頻,跳頻可能會有另外的問題出現(xiàn)。
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mark jia
LV.8
21
2011-11-22 07:52
@zq2007
占空比的計算:最大占空比:最大占空比:Dmax=(Ipri.peak*Lpri/Vin.min)*Fsw.min

不是很好呀

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zq2007
LV.11
22
2011-11-22 20:58
@mark jia
不是很好呀
說一下今天調(diào)試的一些心得,QR模式確實有它值得推廣的地方,就谷底檢測/零電流檢測的原理及波形給大家分享一下。請大家繼續(xù)關(guān)注,
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zq2007
LV.11
23
2011-11-22 21:02
@zq2007
說一下今天調(diào)試的一些心得,QR模式確實有它值得推廣的地方,就谷底檢測/零電流檢測的原理及波形給大家分享一下。請大家繼續(xù)關(guān)注,
QR 模式需要注意的是,在做變壓器設(shè)計時要將開關(guān)頻率設(shè)定好,低壓時設(shè)定45K左右,高壓時設(shè)定在100K以內(nèi),明天繼續(xù)·············
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googse
LV.3
24
2011-11-23 09:52
@zq2007
QR模式需要注意的是,在做變壓器設(shè)計時要將開關(guān)頻率設(shè)定好,低壓時設(shè)定45K左右,高壓時設(shè)定在100K以內(nèi),明天繼續(xù)·············
學(xué)習(xí)
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zq2007
LV.11
25
2011-11-23 19:01
@googse
學(xué)習(xí)

說一下準(zhǔn)諧振模式下輸入功率Pout,輸入電壓Vin以及開關(guān)頻率Fsw的關(guān)系:

1、Pout恒定的情況下,輸入電壓Vin升高,開關(guān)頻率Fsw下降;

2、Vin恒定的情況下,輸出功率Pout上升,開關(guān)頻率Fsw也下降。

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zq2007
LV.11
26
2011-11-24 13:49
@zq2007
說一下準(zhǔn)諧振模式下輸入功率Pout,輸入電壓Vin以及開關(guān)頻率Fsw的關(guān)系:1、Pout恒定的情況下,輸入電壓Vin升高,開關(guān)頻率Fsw下降;2、Vin恒定的情況下,輸出功率Pout上升,開關(guān)頻率Fsw也下降。

最大占空比的計算:

Dmax=(Ipri.peak*Lpri/Vin.max)*Fsw.min



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lin5200
LV.4
27
2011-11-24 16:02
@zq2007
最大占空比的計算:Dmax=(Ipri.peak*Lpri/Vin.max)*Fsw.min

嗯·學(xué)習(xí)了

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ncy231
LV.7
28
2011-11-24 17:11
請教LZ,怎么確定的變壓器漏感,如果是計算得,請講解一下
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zq2007
LV.11
29
2011-11-24 20:01
@ncy231
請教LZ,怎么確定的變壓器漏感,如果是計算得,請講解一下[圖片]

你好,當(dāng)你在確定變壓器的磁芯型號與材質(zhì)后,變壓器的剩磁就已經(jīng)確定啦。

還有漏感一般是不計算的,漏感的大小主要取決于你變壓器的繞法與耦合程度,

當(dāng)然,變壓器漏感是越小越好,這樣你的MOS管承受的尖峰相對會低一點,這樣電源也會安全些。

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zq2007
LV.11
30
2011-11-24 21:29
@zq2007
你好,當(dāng)你在確定變壓器的磁芯型號與材質(zhì)后,變壓器的剩磁就已經(jīng)確定啦。還有漏感一般是不計算的,漏感的大小主要取決于你變壓器的繞法與耦合程度,當(dāng)然,變壓器漏感是越小越好,這樣你的MOS管承受的尖峰相對會低一點,這樣電源也會安全些。

初級均方根RMS電流計算:

Ipri.rms=Ipri.peak*√ (Dmax/3)

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zq2007
LV.11
31
2011-11-25 21:55
@zq2007
初級均方根RMS電流計算:Ipri.rms=Ipri.peak*√(Dmax/3)

次級均方根RMS電流計算:

Isec.rms=(Iri.peak/Nps)*√{(1-Dmax)/3}

次級均方根電流=初級峰值電流/匝比*(1-最大占空比)/3的開方。

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