PK10全天计划网页版歡迎您的到來!

世紀電源網社區logo
社區
Datasheet
標題
返回頂部
討論 第8期 原創賽

【專題】電源拓撲從入門到精通

  [復制鏈接]
查看: 22820 |回復: 418
1
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-22 15:27:57
參賽的人好像還不多趕緊來湊個熱鬧。

如題,拓撲重要嗎?相當重要!

看看招聘廣告:精通各種拓撲或:精通XXX拓撲,客氣點的說熟悉各種拓撲,還有的列出一些拓撲名稱要求精通等等,有些工程師能力很強看到這樣的要求不免英雄氣短,確實精通各種拓撲的不多見,招聘單位列出這樣那樣的拓撲其實自己未必清楚有什么用,假裝很厲害的樣子。

真要精通各種拓撲沒有五年八年的時間基本不可能達到精通,很多搞電源設計的做個二三年基本也就“精通”一二種拓撲而已,最多的就是反激、反激還是反激。什么原邊反饋(PSR)啦、準諧振(QR)等等也還是反激,好一點的多了一種正激(說道這里有些工程師大概心里已經不服氣了)。


現在好了,你想在短時間內精通各種拓撲嗎?你想今后看到什么要求精通拓撲之類的招聘廣告再也不會氣餒嗎?如果想得話請不要錯過本帖,本帖將在二個月內把你從對拓撲朦朦朧朧帶到精通,怎么樣?心動吧!心動就請積極參與本帖互動,兩個月后你就可以秒殺你們公司的什么老工程師啦。與你公司里的同事交流那底氣也足啦,簡歷中可以用粗體字寫“精通各種拓撲”啦。真有這么神奇?不管你信不信反正我信了。


說得好像在做電視購物廣告一樣,呵呵,帖子廣告做得好,不如帖子內容好(很熟悉的廣告語吧?不過可惜了,那廣告再也聽不見了)。
有任何謬論之處歡迎拍磚,你可以把我貶得一無是處但不歡迎粗話臟話,這樣與論壇精神不符。

長話短說,什么是拓撲?



小編的話:此圖僅暫作為活動頁此帖子展示圖,樓主可自行更換)

收藏收藏185
x1995418
  • 積分:4136
  • |
  • 主題:39
  • |
  • 帖子:308
積分:4136
LV8
副總工程師
  • 2017-11-22 16:47:48
 
期待樓主的拓撲結構講解,讓我們這些小白學習一下、。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-25 11:34:52
 
如有任何疑問還請提出,以便互相交流。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-22 22:13:06
 
靜待開講
五十米陽光
  • 積分:779
  • |
  • 主題:11
  • |
  • 帖子:90
積分:779
LV6
高級工程師
  • 2017-11-22 23:30:06
 
無非就是能量轉換的方式和路徑不同吧
kljsw
  • kljsw
  • 離線
  • LV6
  • 高級工程師
  • 積分:546
  • |
  • 主題:2
  • |
  • 帖子:30
積分:546
LV6
高級工程師
  • 2017-11-23 00:13:23
 
期待期待?。?!
chaos2008
  • 積分:4722
  • |
  • 主題:58
  • |
  • 帖子:556
積分:4722
LV8
副總工程師
  • 2017-11-23 07:43:32
 
期待期待
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-23 16:06:32
 
什么是拓撲?


說到什么是拓撲相信不少人“愛在心頭口難開”,似乎知道但好像很難用語言來表達。其實拓撲一詞來源于數學,在數學上拓撲“Topology” 指的是一種現代幾何學,研究的是點、線、面的相互連接關系,比如下面這個是一種拓撲:

在計算機網絡方面拓撲一詞用得也非常之多,比如像這樣:


或這樣


開關電源也不例外,開關電源各種元器件的連接或相互關系也是一種網絡,這種元器價的特定的連接關系就稱為拓撲,換句話說,拓撲是元器件的一種特定連接關系。

那么 開關電源有多少種拓撲?
估計沒人知道


jx924
  • jx924
  • 離線
  • LV6
  • 高級工程師
  • 積分:712
  • |
  • 主題:33
  • |
  • 帖子:123
積分:712
LV6
高級工程師
  • 2017-11-23 16:36:45
 
樓主你知道多少種?前排合影學習來


心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-23 16:44:31
 
基本的也就那幾種吧。
像顏色,通過三基色混合出來有多少種我也不知道。
chaos2008
  • 積分:4722
  • |
  • 主題:58
  • |
  • 帖子:556
積分:4722
LV8
副總工程師
  • 2017-11-24 07:44:54
 
開關電源里面的“三基色”應該就是BUCK、BOOST、BUCK-BOOST吧
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-24 09:37:21
 
呵呵,打個比方而已。的確很相似。
開始聽樓主講課
aa20897
  • 積分:7245
  • |
  • 主題:43
  • |
  • 帖子:1613
積分:7245
LV7
實習版主
  • 2017-11-25 19:31:09
 
確實相似,比喻很到位
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-24 10:15:00
 
說得太對了,兄弟說出了我的答案。
greendot
  • 積分:27512
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:7969
積分:27512
LV10
總工程師
  • 2017-11-24 11:58:08
 
Buck-Boost是Buck和Boost的·聯合體·,應該不算是基本色。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-24 12:46:57
 
大師說的沒錯,有將基本拓撲分為兩個的,也有將基本拓撲分為三種的。因此我覺得都可以。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-24 13:50:49
 
對于拓撲的定義來說,我覺得 BUCK-BOOST也算是一種基本的拓撲。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-24 14:16:12
 
同意,我基本上也是更多認可將 buck-boost 單獨列為一種拓撲。
aa20897
  • 積分:7245
  • |
  • 主題:43
  • |
  • 帖子:1613
積分:7245
LV7
實習版主
  • 2017-11-25 19:32:00
 
升壓、降壓、同時具有升降壓功能,算是基本色
greendot
  • 積分:27512
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:7969
積分:27512
LV10
總工程師
  • 2017-11-28 11:20:06
 
這個看你如何理解,紅,綠是基本色,紅加綠是黃色,黃色不是基本色。
說是兩個或三個都無問題,角度不同而已。

lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-24 10:11:49
 
說得很好,非常形象。
zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-11-27 17:16:37
 
這比喻,紅黃藍~~~
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-24 16:46:43
 
估計錯了,其實論壇里高手如云,已有網友指出基本拓撲就那么三種,Buck、Boost、Buck-Boost(Flyback),但也有資料上把基本拓撲分為兩種的,不過本人還是比較傾向于分為三種。

先把三種基本拓撲混個臉熟吧,如圖,注意二極管、三極管、電感的相對位置,注意Buck-Boost=Flyback




chaos2008
  • 積分:4722
  • |
  • 主題:58
  • |
  • 帖子:556
積分:4722
LV8
副總工程師
  • 2017-11-24 20:30:30
 
原來我聽我們導師說,他當時在清華大學聽CUK教授說,這三種拓撲就是一個開關每120度分別旋轉得到的(具體需要適當的演變下),我們熟知的CUK電路就是這個CUK教授
greendot
  • 積分:27512
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:7969
積分:27512
LV10
總工程師
  • 2017-11-24 22:09:08
 
對,就是a,p,c 三接點,其一接地,其余兩個分別接輸入和輸出,成3種拓撲。
(a=active switch, p=passive switch, c=coil )
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-25 11:40:12
 
大師歸納得很有道理,三種拓撲分別由三個元件分別接地構成。
樹蔭下面好乘涼
  • 積分:227
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:24
積分:227
LV3
助理工程師
  • 2018-3-14 23:58:13
 
《精通開關電源》第二版里講了個原則:看電感與哪里連接,與電源連接是boost,與輸出連接是buck,與地連接是buck-boost。
Fruticicolidae
  • 積分:178
  • |
  • 主題:1
  • |
  • 帖子:11
積分:178
LV2
本網技師
  • 2019-7-18 22:24:14
 
恩!   這個很形象。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-25 11:38:36
 
這個觀點很新穎,只是本人水平有限還不能理解如何旋轉,如有心得還望多分享。
greendot
  • 積分:27512
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:7969
積分:27512
LV10
總工程師
  • 2017-11-25 12:12:47
 
是這個意思:

apc.png (9.53 KB, 下載次數: 64)

apc.png
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-25 12:29:21
 
嗯,有道理,謝啦。
斯萊特智能
  • 積分:206
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:14
積分:206
LV3
助理工程師
  • 2019-9-16 21:58:03
 
這是什么意思,沒懂,可以詳細說一下嗎
文章大人
  • 積分:5180
  • |
  • 主題:1
  • |
  • 帖子:568
積分:5180
LV8
副總工程師
  • 2017-11-25 08:53:06
 
一直認為有這樣3種
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-25 11:41:11
 
那我們就是觀點一致了。
aa20897
  • 積分:7245
  • |
  • 主題:43
  • |
  • 帖子:1613
積分:7245
LV7
實習版主
  • 2017-11-25 19:33:24
 
Buck-Boost=Flyback??

Flyback是Buck-Boost衍生出來的,不算基本的啦
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-29 09:03:38
 
您說的沒錯,Flyback是Buck-Boost衍生出來的。


Wiki上是這么解釋的:
The buck–boost converter is a type of DC-to-DC converter that has an output voltage magnitude that is either greater than or less than the input voltage magnitude. It is equivalent to a flyback converter using a single inductor instead of a transformer.Two different topologies are called buck–boost converter.


也就是說他們實際是等同的,但是作為專門談拓撲還是用Buck-Boost 一詞比較好。
上面圖已改,將flyback改為了Buck-Boost。多謝指導。

aa20897
  • 積分:7245
  • |
  • 主題:43
  • |
  • 帖子:1613
積分:7245
LV7
實習版主
  • 2017-11-29 21:35:02
 
客氣了,
mypower21DY
  • 積分:5946
  • |
  • 主題:41
  • |
  • 帖子:390
積分:5946
LV8
副總工程師
  • 2019-9-17 09:52:05
 
樓主說的很好,跟著學習
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-25 13:30:25
 
為何采用開關電源?
答案很簡單,效率高損耗小。效率高必定損耗小,或損耗小必定效率高,因此說“效率高損耗小”一半是廢話。
我們從最簡單的線性穩壓電源說起,如圖:

Vin = 輸入電壓
Vout = 輸出電壓
Rs = 可調串聯電阻
Is = 分流電路
RL 負載

假設我們保持Rs不變,于是為了保持輸出電壓不變則Is需不斷調整,負載重則Is減小,負載輕則Is加大,沒有負載時Is最大,所有損耗都在Rs上,這是很常見的我們稱為并聯型穩壓電路。
如果換一種思路,去掉Is分流電路,由Rs根據負載變化不斷調整阻值以保持輸出不變,這就構成了串聯型穩壓電源。廣泛使用的三端穩壓器就屬于串聯型穩壓電源。
在串聯型穩壓電源電路中,如果Rs為零則損耗為零,如果Rs為無窮大則損耗同樣為零,開關電源的思路由此產生,于是人們想到用半導體器件代替Rs并且工作于開關狀態通過輸出端增加電感電容濾波來保持輸出不變,由此開關電源誕生了。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-25 15:08:28
 
改成頻率高,損耗小就沒有一半是廢話了。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-25 15:50:06
 
嗯,有道理。
kljsw
  • kljsw
  • 離線
  • LV6
  • 高級工程師
  • 積分:546
  • |
  • 主題:2
  • |
  • 帖子:30
積分:546
LV6
高級工程師
  • 2017-11-25 16:38:05
 
主要應該也是為了照顧像我們小白,所以語言就多了些,細了些,這樣我們也更容易理解了些?。?!
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-26 14:50:24
 
知音啊,如果采用教科書式的語言那讀起來必定索然無味,還不如直接看資料啦。既然發的是帖子那么說“白話文”是必須滴。而且每一段不能太長,否則直接會被忽略。
aa20897
  • 積分:7245
  • |
  • 主題:43
  • |
  • 帖子:1613
積分:7245
LV7
實習版主
  • 2017-11-25 19:34:42
 
和什么相比頻率高?
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-25 21:35:16
 
線性電源
aa20897
  • 積分:7245
  • |
  • 主題:43
  • |
  • 帖子:1613
積分:7245
LV7
實習版主
  • 2017-11-28 20:39:19
 
線性電源頻率是多少?線性電源有頻率這個概念嗎?
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-28 23:26:15
 
比如市電50Hz, 雖然小點,但也是頻率啊
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-30 14:54:32
 
市電可不是線性電源哦。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-30 15:25:55
 
的確。線性電源沒有包含整流部分。
一直做AC-DC的直流電源,用線性穩壓的,把它看成一體了
zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-11-27 17:24:04
 
這個也要分吧?頻率高到一定程度開關損耗不見得比導通損耗小,何來頻率高損耗小一說?
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-27 17:47:59
 
開關電源相比線性電源頻率高,損耗小,沒有說它是因果關系。
YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-11-28 20:07:36
 
這話更有些絕對了,不見的開關電源就比線性電源損耗小
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-28 23:27:00
 
一般的AC-DC電源都是這么認為了
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-30 14:57:38
 
版主說得對,開關電源不一定比線性電源效率高。比如3.3V轉3V/1A,弄個低壓差穩壓器損耗僅【(3.3-3)*1】=0.3W,開關電源的損耗做不到這么小。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-30 15:35:04
 
也對,凡事都沒有絕對吧。3.3V轉3V我都直接用了。

有個問題請教一下,如果要5V轉5V的電源,但是要隔離怎么樣把效率做成最高呢?

心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-27 17:50:25
 
如果是頻率高就會損耗小那不是又有一半是廢話了
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-26 15:54:00
 
開關電源總是從Buck起步,我們也不例外,精通了Buck原理就基本就精通了開關電源原理,好像有點夸張了。不管怎么樣,Buck是基礎,弄清原理是必須的。

Buck什么意思?降壓!又叫Step-down。如果你去查什么英漢字典,你會發現Buck一詞的解釋似乎與降壓毫不相干,不管了,記住就是了。

再次認識一下Buck,記住三節點中電感在輸出端。


但以后凡看到電感輸出便可知道是Buck電路,再復雜的電路也逃不掉基本規律,我們看一下MC34063集成開關穩壓器,一顆古老的芯片,由于性能卓越一直在應用??纯催@個接法構成什么拓撲?

不難看出,電感 L 接在輸出端,因此是降壓電路,或者說是Buck電路,或者說是Buck拓撲,都是一個意思。哈哈,以后看到其他集成開關穩壓器一眼就能看出是不是Buck。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-27 15:56:26
 
記住Buck輸出電壓公式:對于CCM: Vout = Vin * D,                                                          D - 占空比

DCM的公式就不要記了,挺復雜的,而且對幫助理解Buck沒什么用處,用到時再查資料不遲。



看一下Buck拓撲波形圖,雖然分析波形圖是很枯燥的事,但是是必須的,強打起精神也要看一看。

結合上面兩個圖可以看出:
Q1導通,電感兩端電壓為Vin - Vout,總輸入電流呈線性上升(電感電流不能突變),電感電流與輸入電流一樣線性上升。
Q1關斷,電感電壓反向(想一想為何?),輸入電流為零,電感電流線性下降。

上面的波形圖有兩個特點:
1)輸入電流斷續,電感電流連續
2)電感電流最小時不為零,這種電感電流不為零稱為連續導通也就是我們常說的CCM模式(Continue Conduct Mode)

如果上面兩個圖看懂了,那么恭喜你,你入門了。怎么樣,入門很簡單吧。哈,這是對初學者說的哦,高手定然不削一笑。

Buck1.jpg (14.34 KB, 下載次數: 46)

Buck1.jpg
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-28 08:53:43
 
那么是不是真的都入門了呢,不見得,我們來看看最簡單的占空比問題,我們知道,如下波形的占空比為:D= t/T


但是這樣的波形是不是也有占空比?有的話怎么定義?又怎么計算?


還有這個呢?


看似問題簡單估計能說得出的寥寥無幾了。
zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-11-28 11:00:12
 
樓主接著更,這是勾引男人呢?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-28 12:07:26
 
hehe, 說得真是形象。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-28 12:19:29
 
不知道是否有人知道答案,我們先繼續。
MOS管導通時的電流流向,注意電感兩端電壓方向,二極管D1此時是截止的,如圖,這個不難理解,權當復習:


MOS管關閉時電流流向。MOS管關閉后電路中MOS管等于開路,電流流向如圖,注意電感兩端電壓反向了(為何?),此時D1導通,起到續流的作用,因此叫續流二極管。






lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-28 12:33:18
 
輸出電流是多大呢?看看波形便知:



至此,如果以上部分都理解了,再次恭喜你,你已入了二道門了,當然離精通還是有距離的,敬請關注,有任何問題務必提出。精通拓撲已是指日可待了。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-28 14:54:18
 
CCM模式已見識過了,那么還有BCM和DCM是怎么一會事呢?其實也不難理解,如圖是BCM模式,什么特點?電感電流最小剛好到下邊界(邊界 = Boundary)因此稱為BCM(Boundary Continuous Mode)。



DCM模式也很好理解,如圖,電感電流是斷續的(斷續 = Discontinuou),因此稱為DCM(Discontinuous Continuous Mode)



Buck入門到此為止。
zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-11-28 15:00:41
 
我想知道42樓的圖三占空比是接近100%?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-28 15:20:56
 
不是100%,是50%,對于考慮上升沿的波形,從50%的位置算起,入下圖所示。




鋸齒波的占空比 = 50% 也可以用示波器實測來證明,明天我貼一張實測圖看看。

zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-11-28 15:44:19
 
確定是42樓的第三張圖50%?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-28 16:17:36
 
確定。鋸齒波。有何不同見解?
zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-11-28 16:22:06
 
對于考慮上升沿的波形,從50%的位置算起。按照前面一句話的說法所以占空比是50%?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-28 16:53:51
 
是啊。
zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-11-28 16:57:55
 
是我想左了
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-29 09:38:45
 
實測鋸齒波占空比。


YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-11-29 10:08:50
 
對于上升沿的波形,從50%的位置算起,這應該不是占空比的定義吧?好像用這個來說三角波的占空比是50%感覺有些不太合適,雖然示波器測量三角波也自動顯示50%。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-30 08:41:18
 
關于占空比 (duty cycle) 的定義,我們參考Wikipedia(維基百科),他是這樣定義的:
Duty cycle: In an ideal pulse train, i.e. , one having rectangular pulses, the ratio of the pulse duration to the pulse period.
即,理想脈沖序列中,其中單個矩形脈沖,其脈沖持續時間和脈沖周期的比值就是占空比。

這個沒問題,大家都沒有異議,那么什么是脈沖呢?他是這樣解釋的:
Pulse: A rapid, transient change in the amplitude of a signal from a baseline value to a higher or lower value, followed by a rapid return to the baseline value.
也就是說,脈沖是這么一個波形:幅值從基準值到一定高度或到一定的低度然后回復到基準值非???。實際上就是不計上升級下降時間。

那么什么是脈沖持續時間呢:
Pulse duration: In a pulse waveform, the interval between (a) the time, during the first transition, that the pulse amplitude reaches a specified fraction (level) of its final amplitude, and (b) the time the pulse amplitude drops, on the last transition, to the same level. Note: The interval between the 50% points of the final amplitude is usually used to determine or define pulse duration, and this is understood to be the case unless otherwise specified.

其他都不用看,只看這一句:Note: The interval between the 50% points of the final amplitude is usually used to determine or define pulse duration

就是說,脈沖的持續時間是以幅值的上什沿50% 到下降沿50%來計算。也就是說三角波的占空比是50%應該是沒有問題的。
YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-11-30 14:15:48
 
多謝!
lzlrobert
  • 積分:3156
  • |
  • 主題:158
  • |
  • 帖子:855
積分:3156
LV8
副總工程師
  • 2017-12-6 21:25:04
 
學習了,鋸齒波占空比...
斯萊特智能
  • 積分:206
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:14
積分:206
LV3
助理工程師
  • 2019-9-17 14:43:31
 
其實按照有效值去理解就可以了
YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-11-28 20:15:42
 
第一個圖表錯了,BCM標成了DCM
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-29 09:05:34
 
多謝了,已更正。
SkyCode
  • 積分:1255
  • |
  • 主題:104
  • |
  • 帖子:266
積分:1255
LV6
高級工程師
  • 2018-3-22 13:25:18
 
lz 好像沒有DCM的圖啊
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-3-23 08:14:33
 
確實少了一張圖,已補上,謝謝提醒。
BINLIEVE
  • 積分:12
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:2
積分:12
LV1
本網技工
  • 2018-4-14 10:10:21
 
這里不懂為什么電壓反向了 求解答 謝謝
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-4-14 11:01:15
 
楞次定律,MOS管導通時電感兩端電壓為左正右負,這是為了阻止電流增加(楞次定律),MOS管關斷后電感兩端電壓為左負右正,這同樣是為了阻止電流減?。ɡ愦味桑?。于是整個回路電流連續,那個二極管因此也稱為續流二極管。
張東升
  • 積分:545
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:55
積分:545
LV6
高級工程師
  • 2018-4-4 14:04:28
 
您好,前輩。個人感覺這只能算是25%的占空比
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-4-4 14:26:17
 
你說的哪一個波形呢?理由是什么?
張東升
  • 積分:545
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:55
積分:545
LV6
高級工程師
  • 2018-4-4 15:50:11
 
不好意思,是我看錯了,前輩。是50%,我剛開始看成是半個周期為零,半個周期的鋸齒波了。我是用積分理論去理解的,鋸齒波所包圍的面積只能占總面積的50%
斯萊特智能
  • 積分:206
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:14
積分:206
LV3
助理工程師
  • 2019-9-17 14:35:34
 
這個是按有效值計算的吧,方波是特例
YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-11-28 20:12:59
 
第一句話,首先立好前提,在ccm模式下公式才成立,論壇有很多人問過,為什么我的buck占空比不是跟按照書上給的公式計算出來的一樣呢,結果就是他沒搞清楚公式套用的前提
aa20897
  • 積分:7245
  • |
  • 主題:43
  • |
  • 帖子:1613
積分:7245
LV7
實習版主
  • 2017-11-28 20:37:13
 
這個CCM教科書上沒注明條件,呵呵,
aa20897
  • 積分:7245
  • |
  • 主題:43
  • |
  • 帖子:1613
積分:7245
LV7
實習版主
  • 2017-11-28 20:37:44
 
ccm可以,BCM不是也可以?
YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-11-28 20:56:57
 
bcm屬于一個特例,因此你既可以用ccm的公式也可以用dcm的公式
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-28 23:31:20
 
的確是這樣。還是版主夠厲害,夠嚴謹。
zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-11-29 09:04:49
 
向版主學習
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-30 14:59:13
 
確實需要向版主學習,版主經驗老到。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-29 09:15:49
 
多謝指導,已更新。
x1995418
  • 積分:4136
  • |
  • 主題:39
  • |
  • 帖子:308
積分:4136
LV8
副總工程師
  • 2017-11-28 09:22:09
 
不錯,學習了
李付光
  • 積分:837
  • |
  • 主題:10
  • |
  • 帖子:50
積分:837
LV6
高級工程師
  • 2017-11-28 16:47:27
 
好好學學基本的東西。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-30 15:00:35
 
如有什么疑問盡管提出來,我解答不了的還有很多高手可幫助解答。
YCpowerYC
  • 積分:192
  • |
  • 主題:5
  • |
  • 帖子:38
積分:192
LV2
本網技師
  • 2018-11-29 14:25:45
 
你好,截止到這里,我感覺自己對buck的基本原理 懂了90%。但是在實際應用那些不同廠家的集成buCK 芯片的時候,關于外圍的一些線路參數還是不太確定,比如, 輸入輸出電容的數量以及容值的確定,每次設計線路,就是這個地方比較迷茫,還有環路補償,不知道,樓主可不可講解一下,常用的控制方式。
現在最大的問題是弄清楚了基本的拓撲原理,但是實際應用還不行。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-12-4 08:25:55
 
我們來舉個實際例子來說明如何計算。一般Buck電路通常先算輸出再算輸入。最后結果都需通過實際測量進行修正。

Buck電路如圖所示:




設計條件
Vin = 12 V (輸入電壓)
VOUT = 5 V(輸出電壓)
ILOAD = 2A  (負載電流)
Fsw = 400 KHz    (工作頻率)
D = Vout/ Vin = 5V /12V =0.416 (占空比)
Iripple= 0.3 ·ILOAD  (30%的紋波電流為典型值)
= 0.3*2 = 0.6A
1,先計算電感
根據電感公式
V = L di/dt,  則L = V dt/di
其中:
V  = Vout - Vin
dt = D/Fsw
di = Iripple
于是:
L= (Vin – Vout) · (D / Fsw )/ Iripple
L = 7 V · (0.416 / 400 kHz ) /0.6A
L= 12.12 uh

2,輸出電容:
根據電容和紋波電流的關系可知:
ΔV = ΔI · (ESR + ΔT / C + ESL / ΔT)
通常取紋波電壓 = 1%*輸出電壓,此處為0.01*5 = 0.05 V
其中:
ΔI = 0.6 amp (30%的輸出電流)
ESR = 0.03 ohm (一般大容量電解電容約為30毫歐姆左右,也可查數據手冊或實測)
取ESL = 0
ΔT =0.416 / 400 kHz = 1.04 us
于是:
ΔV = ΔI · (ESR + ΔT / C)
變換一下位置:
C = (ΔI · ΔT) / (ΔV - (ΔI · ESR))
代入數值:
Cout = (0.6A · 1.04 us) / (0.05V- (0.6A · 0.03))
Cout = 19.5uF (最小值)
3,輸入電容:
當 D= 50% 時輸入紋波電流最大,
于是輸入紋波電流:
IRIPPLE  = ILOAD / 2 = 1 amp
輸入紋波電壓取0.2 V
取輸入電容的 ESR= 0.12 歐姆(可查數據手冊或憑經驗或實測等)
于是輸入電容為:
C = ΔT / ((Vripple / Iripple) - ESR)
代入數值得:
C= 1.04(/0.2/1) - 0.12 = = 13 uF




YCpowerYC
  • 積分:192
  • |
  • 主題:5
  • |
  • 帖子:38
積分:192
LV2
本網技師
  • 2018-12-5 15:16:06
 
首先非常感謝大師的耐心指導,但是在輸出電容計算這一塊,我還是有一些疑問:1.在計算由于電容容值充放電所引起的電壓ripple 的公式中(紅色部分)
ΔV = ΔI · (ESR + ΔT / C)
ΔV(cout)= ΔI * ΔT / C
這個ΔI * ΔT是電容放電所產生的電荷量嗎?
這個ΔT我理解就是開關上管導通的時間Ton=D*T=(VOUT/VIN)/Fsw(FSW開關頻率)
我記得電容兩端的電壓電流公式是一個的電流的積分乘以C的倒數.
請幫忙梳理一下這一塊的知識,我到底應該用哪個公式去算電容容值產生的ripple .感覺又點混。
2.第二個問題是,我們在計算輸出電容的時候需要考慮瞬態過沖,或者瞬態電壓DROP嗎?也就是動態
響應。


lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-12-5 15:50:01
 
流過電容的電流公式為:
i = C * dv/dt


變換一下就是:
dv = i*dt/C


上式中 d 用 △ 表示, i 為 △i 即可。


參考電容電流公式




你說的 “這個ΔT我理解就是開關上管導通的時間Ton=D*T=(VOUT/VIN)/Fsw(FSW開關頻率)” 是對的。
至于瞬態過沖,或者瞬態電壓DROP應該是上電時的或負載突然變化產生的問題,這和系統響應有關,計算輸出電容時好像沒有辦法考慮。
YCpowerYC
  • 積分:192
  • |
  • 主題:5
  • |
  • 帖子:38
積分:192
LV2
本網技師
  • 2018-12-5 16:51:47
 
OK  .理解了,就是不同的BUCK電源的響應能力是不同的,對負載響應速度快的,他需要的輸出電容就小,響應速度慢的,輸出端需要的buck 電容的值也就越大
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-12-5 17:05:25
 
這個好像不能這么理解,輸出電容宜大不宜小,負載突變時電容大才能穩得住電壓,對響應速度來說電感比電容影響更大,當然和反饋關系最大。
kingbao
  • 積分:394
  • |
  • 主題:7
  • |
  • 帖子:48
積分:394
LV4
初級工程師
  • 2019-1-6 16:55:40
 
大師請教一下以下這個怎么來的?

“”于是輸入紋波電流:
IRIPPLE  = ILOAD / 2 = 1 amp“”



lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2019-1-8 09:16:19
 
不清楚你指的是什么東西從哪里來?
yly99032207
  • 積分:351
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:27
積分:351
LV4
初級工程師
  • 2019-1-25 14:19:48
 
1、為什么當 D= 50% 時輸入紋波電流最大?
2、IRIPPLE  = ILOAD / 2 = 1 amp,這個等式是怎么來的?

lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2019-1-26 09:14:41
 

如下圖所示是輸入電流紋波和負載及占空比的關系圖,摘自 TI 的文檔,由圖可見占空比為50%時輸入紋波電流最大。


可參考文檔第二頁
How to select input capacitors for a buck converter -TI.pdf (1.04 MB, 下載次數: 63)

或參考這篇文檔的第二頁
Input and Output Capacitor Selection -TI.pdf (219.53 KB, 下載次數: 30)

公式如下:


公式參見此文檔第三頁
Basic Calculation of a Buck Converter's Power Stage -TI.pdf (202.97 KB, 下載次數: 33)
yly99032207
  • 積分:351
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:27
積分:351
LV4
初級工程師
  • 2019-2-16 10:50:53
 
謝謝樓主,非常感謝!

Shanf
  • Shanf
  • 離線
  • LV3
  • 助理工程師
  • 積分:246
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:12
積分:246
LV3
助理工程師
  • 2019-10-28 15:26:19
  • 倒數4
 
謝謝樓主,資料很有用。
Liwis
  • Liwis
  • 離線
  • LV6
  • 高級工程師
  • 積分:575
  • |
  • 主題:4
  • |
  • 帖子:71
積分:575
LV6
高級工程師
  • 2019-9-8 09:12:38
 
紋波值不是百分之20%  R=0.4時候為最優嗎?
斯萊特智能
  • 積分:206
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:14
積分:206
LV3
助理工程師
  • 2019-9-17 15:45:27
 
你好大佬,對于上面的計算我有一個問題:大佬計算時寫的ESR = 0.03 ohm (一般大容量電解電容約為30歐姆左右,也可查數據手冊或實測),這里的等效電阻值不是要電容選好了之后才能知道嗎?如果按經驗取了一個值之后帶入公式里面計算出來的電容值是不是有點不準確,這是不是說在我選好電容之后我要查它的數據手冊驗算一下,如果不行我再重新選一個ESR值,再計算一遍,求大佬指教,本人小白對這方面的不懂,謝謝大佬
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-29 09:27:17
 
Boost拓撲快要開始啦,我們先來看看幾個基本概念,如下圖,請選擇 a,b,c,d。各位看看如選?

a)左面灌電流右面拉電流
b)左面灌電流右面灌電流
c)左面拉電流右面灌電流
d)左面拉電流右面拉電流



a)左面灌電流右面拉電流
b)左面灌電流右面灌電流
c)左面拉電流右面灌電流
d)左面拉電流右面拉電流



YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-11-29 10:12:29
 
我的笨辦法:source,源的意思,就是提供電流,所以,只要是電流流出,就是source。不知道是否正確。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-29 14:22:51
 
版主正確。
zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-11-29 10:14:54
 
我選擇a,c,樓主更新快些啊,我在等直播
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-29 14:25:47
 
錯啦,正好說反了。
答案 上圖 c ,下圖 a
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-11-29 12:45:54
 
這叫法有什么標準?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-29 14:44:18
 
參考一下以下兩個圖


sink 和 source 是在電路中經常出現的兩個詞。
Source = 源,比如電源,源總是提供能量的,中文教科書中稱電流流出為拉電流,拉總是拉出,沒有拉進的。也就是流出。
Sink = 英文中叫水槽,槽里面的水總歸是灌進去的,沒有說灌出來的,也就是流進。

這兩個概念是常用的,需正確理解。

lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-29 15:07:52
 
繼續 Boost,Boost在英文里是提高的意思,顧名思義,Boost拓撲就是升壓,Boost電路的輸出一定是大于輸入的。照例我們先來認識一下Boost拓撲結構。



不難發現,電感在三節點中位于輸入位置,這是判斷Boost拓撲的簡單方法。我們看一個實際例子,仍以MC34063為例,如圖,很容易識別出這是升壓電路,即Boost 拓撲。



a6551673kai
  • 積分:234
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:7
積分:234
LV3
助理工程師
  • 2017-11-29 20:43:46
 
   占一層.
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-30 15:01:36
 
占一層可不夠哦,互動才是最好的。
zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-11-30 15:26:41
 
我想知道樓主這些圖哪來的?每張圖都很給力啊
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-30 16:01:38
 
有些是datasheet上的有的是資料上的。比如MC34063下載個PDF里面就有應用原理圖。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-30 16:54:45
 
先熟悉一下Boost電路輸出電壓公式:CCM工作模式時,Vout = Vin/(1-D),D為占空比



Boost的原理其實也不復雜,說原理少不了借助于波形圖,如圖




1)MOS管Q1導通,電感一端被接地,輸入電壓對電感充電。
2)電感兩端 = 輸入電壓
3)電感電流線性上升(電感電流不能突變)
4)MOS管關斷,電感電壓反向(為何?)
5)電感通過二極管向負載供電

周而復始,Boost原理也并不復雜。

lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-1 09:48:51
 
其實 Boost 拓撲是非常常見的,用得最多的地方可能就是PFC(功率因素矯正),比如以下摘自Onsemi 的 datasheet的中的PFC電路。



用得更多的要數ST的 L6562,其實際電路如下:


以上兩例不難識別 Boost 拓撲,其電感位置總是在三節點的輸入端。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-1 10:30:22
 
再來看看輸出電壓公式:Vout = Vin/(1-D)從公式中可以看出隨著占空比 D 的加大,1-D --> 0,輸出電壓便越來越高,也就是 Boost 了。但 D 是否可以無限加大以至于接近 1 呢?答案是否定的,由于MOS管的非理想性、雜散電容的影響、及電感電容等各種損耗的關系,輸出電壓隨占空比的上升到一定的值會下跌,最慘的情況會跌倒零。如圖所示。通常占空比做到0.5左右基本差不多了。到0.75已經是極限了。

zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-12-1 11:35:04
 
樓主這個在哪里看到的?文件能發我一份嗎?954702597@qq.com
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-1 11:58:03
 
兄弟先別急,結貼后我會把所有的參考資料發上。
YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-12-1 17:04:27
 
那要按照這個圖表達的意思,我要做一個5倍升壓的BOOST,一級變換還無法實現?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-1 17:20:09
 
理論上是這樣實際能不能做不清楚,版主不知有否這方面的經驗?
YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-12-2 11:11:28
 
沒有具體的試驗,只是在論壇很多帖子看到過,BOOST升壓比一般也是建議在4倍左右。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-2 14:09:51
 
明白,就是說最多做4倍升壓還是合理的。
chaos2008
  • 積分:4722
  • |
  • 主題:58
  • |
  • 帖子:556
積分:4722
LV8
副總工程師
  • 2017-12-2 08:25:09
 
這個曲線的詳細介紹我好像也在哪本書上看過
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-2 08:40:48
 
等我結貼后把資料上傳就知道是什么資料上的了?,F在還不能傳,就像講故事一樣,把結局講了故事就沒人聽了。
另一方面,如果僅僅上傳資料而沒有帖子研討,估計資料是有人下載沒人看。
zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-12-14 09:34:45
 
這句倒是大實話,一般都是看到好資料使勁下載,然后就躺在硬盤里睡大覺了,看論壇有時候看別人的思路或者方法有頭有尾就像講故事,還能有點耐心。不知道大家是不是都這種狀態。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-14 09:57:49
 
大部分人都是這樣,包括我。常常計劃看基本書,做幾個夢想,然后再幻想一下,年復一年,大部分計劃都是落空的。夢想和幻想都破滅,眼看2017年又要過去了,年初的計劃一個都沒有實現。
feiyangziwo
  • 積分:1533
  • |
  • 主題:11
  • |
  • 帖子:164
積分:1533
LV6
高級工程師
  • 2017-12-15 14:37:08
 
樓主一句話一層樓,真是蓋樓高手啊,能不能一次一個章節啊,,,,,,
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-15 14:44:45
 
寫下每層樓的內容都是反復斟酌的,不是為蓋樓而蓋樓的哦,況且資料也沒什么章節的。
westbrook
  • 積分:4455
  • |
  • 主題:9
  • |
  • 帖子:1034
積分:4455
LV8
副總工程師
  • 2017-11-30 15:48:55
 
搬個板凳聽課,樓主會不會把實際應用中常見的拓撲都拿出來講一遍,期待~~
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-11-30 16:13:42
 
大師見笑了。標題只是博個眼球,當然計劃是將常見拓撲都過一遍,但是礙于自己的能力有限難免會有自己理解錯的地方,還望多指教。
westbrook
  • 積分:4455
  • |
  • 主題:9
  • |
  • 帖子:1034
積分:4455
LV8
副總工程師
  • 2017-12-1 09:10:21
 
我是小菜鳥,在你面前不敢稱大師。你把自己理解出來的講出來,對的我們學習吸收,有疑問的大家可以相互討論,共同進步!
jzlpower
  • 積分:374
  • |
  • 主題:3
  • |
  • 帖子:33
積分:374
LV4
初級工程師
  • 2017-11-30 17:07:14
 
關注了,謝謝樓主的拓撲結構講解,繼續圍觀中?。?!
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-1 12:50:16
 
認識一下 Buck - Boost,如圖,因為電感接地可知是 Buck - Boost。


Buck - Boost 的輸出如何既能高于輸入也能高于輸出而不要改變電路?當占空比大于50%時輸出高于輸入,占空比小于50%時,輸出低于輸入。

Buck - Boost 其實很少實際使用在這兩種狀態,通常要么使用在Buck狀態要門使用在Boost狀態。Buck - Boost的最大貢獻其實是由此演變出Flyback,俗稱反激,而flyback是最常用的的一種拓撲,一般估計電源中70%是flyback,因此掌握flyback是非常必要的。


lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-1 13:22:25
 
Buck - Boost 怎么會衍生出 flyback 的呢?沒人知道吧?呵呵,很簡單啊,

這是基本Buck - Boost


然后有人把電感 L 做雙線并繞,成了這樣,完全沒問題吧。


然后把兩組線圈分開也沒問題吧,成了這樣,看到沒有,原邊副邊是絕緣的。


這MOS管放上面不太好控制啊,那就換個位置吧,同時把同名端換一下,于是成了這樣


Flyback 于是誕生啦,我們習慣稱為反激,何為反激?原邊導通則副邊不導通,原邊關斷副邊導通。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-2 09:00:34
 
我就很納悶了,這些個老外把個電感變來變去就變出一個新的結構而且居然還大量使用,我們為什么不能?改天我也來折騰一下看看有沒有新發現,興許能變出個反反激也說不定。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-3 15:14:23
 
以下幾個小問題估計99%網友不知道,先看這兩個:
1)兩個晶體三極管,一個PNP一個NPN,兩個三極管的BVCBO(耐壓)相同,兩個三極管的HFE(放大倍數)相同,請問兩個三極管的BVCEO是否一樣?如果不一樣,哪個耐壓高?

2)晶體三極管的耐壓是否與HFE有關?如果有關則HFE大的耐壓高還是HFE低的耐壓高?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-3 15:37:58
 
看這個問題:

假如晶體三極管的耐壓 BVCEO=400V,如圖:



則這樣接法CE 間的耐壓大于400V嗎?


如果B和E之間加一個電阻則CE間的耐壓大于400V嗎?


cer.jpg (14.66 KB, 下載次數: 39)

cer.jpg
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-5 16:29:49
 
看這張圖,以上幾個問題一目了然。



參考這篇文檔

AN1628-D Understanding Power Transistors Breakdown Parameters.PDF (149.93 KB, 下載次數: 190)
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-5 16:51:48
 
以上兩個問題看這個公式便知,BVCBO和HFE一樣的時,NPN的BVCEO比PNP管高。另外,HFE越大耐壓越低。



參考這篇文檔:

High voltage IC design and development considerations.pdf (14.95 KB, 下載次數: 118)


lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-4 14:58:41
 
認識一下標準的反激開關電源的基本組成,如圖所示,與基本拓撲相比僅僅增加了Rs、Cs、D2,這三個元器件起鉗位作用,抑制由變壓器漏感產生的尖峰電壓,使MOS管的漏極電壓VDS控制在一個合理的范圍內,不至于因漏感尖峰電壓造成MOS管的擊穿。此電路加上電源、加上PWM信號就可工作了。至于反激電源的設計計算已經有太多的帖子了,暫時不多討論了。


lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-5 10:09:14
 
反激拓撲雖然廣泛使用,據稱開關電源中有70%是反激拓撲的開關電源,但反激拓撲也有其不足之處,反激不需要輸出電感,全靠輸出電容濾波,因此當輸出電流大于10A時,所使用的電容容量逐漸成為巨無霸了,并且功率大于100W以后很多元器件的電流電壓應力會越來越大,因此大功率大電流場合不得不舍棄反激,正所謂梁園雖好終非久留之地,選什么拓撲好呢?-- “正激”粉墨登場。

我們先來認識一下正激的基本原理,如圖所示:



正激在原邊加正向電壓MOS管導通時,付邊的的輸出符合變壓器原理,即:

Vs = n* Vin
Vs : 變壓器付邊輸出電壓
n:匝比 = Ns/Np
Vin:輸入電壓

由上式可知正激拓撲不難理解。

注意原邊還有個繞組稱為復位繞組,付邊有一個二極管稱為續流二極管。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-5 21:28:25
 
樓主,輸出電感怎么計算?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-6 09:48:27
 
輸出電感量沒有上限只有下限,下限是為了保證紋波控制在要求范圍內。具體計算我推薦你看如下的文檔, page 6,3.2 Output inductor considerations
有問題我們可以一起討論

Forward Converter Design Note.pdf (542.62 KB, 下載次數: 286)



YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-12-7 08:21:51
 
電感選擇過大的話,會導致負載調整率過高。所以還是按照滿足電流紋波時候的最小值選擇合適。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-7 08:41:31
 
是的,滿足紋波要求后略有點余量就可。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-7 19:42:07
 
電感選擇過大,系統響應速度會降低嗎?
aa20897
  • 積分:7245
  • |
  • 主題:43
  • |
  • 帖子:1613
積分:7245
LV7
實習版主
  • 2017-12-5 22:24:24
 
樓主幾句話就帶過反激了?好歹據稱70%的占有率呀,太隨意了,太基礎了,太入門了吧?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-6 09:41:51
 
論壇里反激的帖子數不勝數,而且我這個帖子可能時間很緊,后面如果有時間再聊聊反激。 見諒啊。
aa20897
  • 積分:7245
  • |
  • 主題:43
  • |
  • 帖子:1613
積分:7245
LV7
實習版主
  • 2017-12-6 21:19:19
 
那后面有空補幾個反激好帖吧,不然你這就只有入門了,哈哈。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-7 08:44:48
 
先入門再精通哈。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-7 16:23:42
 
什么是正激變換器?
如果別人這樣問你你會怎么回答?估計90%的網友說不清楚,一定是愛在心頭口難開、欲言又止。其實很簡單,正激是變壓器隔離的buck。就這么簡單。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-8 09:04:55
 
前面提到正激變換符合變壓器原理,即付邊的電壓與原邊的關系是Vs = n*Vin

Vs:付邊輸出電壓
n:匝數 = Ns/Np
Vin:原邊電壓

注意這是指原邊導通時付邊的輸出電壓,然而,原邊MOS管并不是一直導通,而是根據PWM信號處于“開”和“關”狀態,因此實際加在原邊線圈上的電壓為PWM信號的占空比 D和輸入電壓Vin的乘積,因此原邊線圈電壓為:Vin*D,于是付邊的輸出電壓為:

Vs = n*Vin*D

這就是正激變換器的付邊輸出電壓的公式,如果忽略二極管的壓降則不難看出輸出電壓Vout 為付邊電壓減去電感兩端電壓,即:

Vout = Vs - VL

而電感兩端電壓為:
VL = L*△IL/△t
L: 電感量
電感上壓降很小,如果忽略此壓降則:

Vout = Vs
再次熟悉一下正激拓撲:

zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-12-8 11:05:26
 
我就喜歡看樓主上的圖,那真真是漂亮啊
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-8 16:31:07
 
視覺很重要哈。
我愿永遠失憶
  • 積分:197
  • |
  • 主題:3
  • |
  • 帖子:34
積分:197
LV2
本網技師
  • 2017-12-8 11:18:28
 
終于更新了,感動。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-8 16:29:32
 
謝謝支持。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-8 17:08:39
 
由于供電電壓 Vin 是直流,因此流過Np的勵磁電流永遠都是一個方向,這就帶來一個問題,MOS管每導通一次,磁芯的磁通強度就增大一點,這樣用不了幾個脈沖磁芯就會飽和,怎么辦呢?當然方法有好幾種,最經典的就是在再繞一組線圈,負責在MOS管關斷期間退磁,這組線圈就稱為復位線圈NR, R = Reset。由圖可見復位線圈的同名端與勵磁線圈的同名端是相反的,這樣才能使勵磁電流和退磁電流方向相反,才有可能將磁芯中的磁通退到零,以保證下一MOS管導通時磁芯中沒有剩余磁通。

那么復位線圈繞多少圈比較好呢?原邊MOS管導通的占空比最大可以是多少呢?

且聽下回分解

心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-8 21:35:00
 
圈數一般和Np 1:1吧。最大占空比不是0.5?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-11 09:37:01
 
說得沒錯但不全面,匝比不一定要1:1,占空比是由匝比決定的,因此由于匝比不同占空比可大于0·5也可以小于0·5,但是匝比1:1占空比不大于0·5是比較優化的設計。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-11 09:41:40
 
好,聽課。
根據什么確定匝比,關系公式是怎么樣的呢?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-11 15:25:54
 
為了讀貼方便,再次把貼上。


見上圖,復位線圈在復位過程中會產生“反射電壓” VR(互感關系,R = Reflect),此電壓大小為:

VR = (Np/NR)* Vin
Np:勵磁線圈匝數(primary coil)
NR:復位線圈匝數(Reset coil)
Vin:輸入電壓

仔細對照一下上圖可以看出Np線圈上的電壓與輸入電壓是串聯關系,并且加在MOS管兩端,因此MOS管承受的電壓為Vin + VR。


根據伏秒平衡原理可得:
(1-Dmax) = (NR/Np) * Dmax

Dmax = 1/[1+(NR/Np)]

看分母中的 NR/Np,不同 NR/Np 比值可得到不同的Dmax值,當NR/Np = 1 時,DMAX = 0.5

但是不同的 Dmax 對電路有不同的影響,究竟有什么影響呢?


心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-11 18:59:52
 
謝謝!
有什么影響?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-12 10:15:52
 
上一樓提到復位線圈在復位過程中產生的“反射電壓”為:
VR = (Np/NR)* Vin
Np:復位線圈的匝數
NR:勵磁線圈的匝數
Vin:輸入電壓


所謂反射電壓就是復位線圈產生的電壓感應到勵磁線圈上,而勵磁線圈的總的承受的電壓為 Vin + VR, 如果VR如果大了則MOS管承受的電壓應力就大了,而 VR 與 Np 和 NR 匝比有關,從上述公式中可以知道 Np/NR 愈大則 VR 愈大,也就是說 NR 越小感應電壓越高,復位線圈中的瞬時電流也越大,但是復位時間短了(電流大消磁快),線徑需要比較粗。反之,復位線圈圈數多了,反射電壓也低了,MOS管承受的電壓也低了,線徑可以細一點了,但復位時間長了。
綜合考慮,通常取 Np = NR,這樣加工線圈比較方便,占空比也因此為0.5, 總的性能折中下來比較好。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-12 12:37:00
 
以上所談的正激,用了一個MOS管,又是正激,因此這樣的拓撲就叫單管正激。相信各位常常聽到這樣的叫法,到此你應該對單管正激的工作原理有了基本的了解。單管正激通常用于100W-300W的電源。

這樣的單管正激是不是很理想?不,問題很大,比如,做一個輸出20A的單管正激,很明顯,輸出二極管的的功耗非常大,粗略估算,20A的二極管其正向壓降可達1.8V,那么功耗差不多會有 20 * 1.8 = 36W,這二極管那個燙啊你手都摸不上去,如果你的外殼是塑料,用不了多久外殼變形啦,周圍的元器件被烤燙了。

怎么辦?
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-13 08:03:52
 
弱弱的回答一下,加散熱不就行了
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-13 08:24:35
 
加散熱是一種方法,但屬于比較消極的方法,因為這些熱量仍然存在,換句話說,效率低的問題沒有解決,只有提高效率才是更本之道。
zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-12-13 10:06:11
 
可以同步整流啊
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-13 15:23:54
 
目前看來同步整流似乎是最有效的提高效率的方法。(對輸出端整流而言)
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-13 18:46:35
 
Low VF的整流管也很多了,直接換,最直接。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-14 14:18:17
 
Low VF 也沒用,低壓降的二極管無非就是肖特基二極管,在20A時壓降也有0.5-0.6V,算算損耗也有10W左右,損耗太大了。而MOS管損耗大約為:0.2V * 20 4W。差距很大。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-14 14:36:45
 
還有超低VF
同步整流比較適合低壓大電流場合
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-14 14:55:20
 
沒錯,同步整流比較適合低壓大電流場合。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-15 09:59:10
 
有同步整流那么有沒有非同步整流呢?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-15 15:01:10
 
這個世界是對立的同一,有男就有女,有天就有地,有反激就有正激,有軟開關就有硬開關,同樣有同步整流就有非同步整流,估計90%的網友不知道還有非同步整流。那什么是同步整流呢?什么是非同步整流呢,看一下圖立刻就可以明白了。



見圖,左邊是非同步整流,右邊是同步整流,非同步整流就是最常見的的二極管整流,同步整流又稱為有源整流(active rectification),一般通過有源器件進行控制的整流。

分析一下上面的圖可知:
左圖上面的開關是用MOS管代替開關的,無論MOS管處于怎樣的狀態都不會使電路失控,而右邊的兩個開關就需要掌握好時序,一旦兩個開關同時接通MOS管立刻燒毀,因此一開一關需同步,上管接通必須下管是斷開的,上管斷開下管才能接通,而且這一開一關需要留有一定的余地,也就是說上管斷開后稍微等待一段時間下管才能接通,這個時間差就稱為死區時間。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-15 15:16:26
 
同步整流主要應用場合是低壓大電流,同步整流解決了大電流的場合,那么正激還有什么問題要解決呢?

前面提到,復位線圈會在勵磁線圈中產生感應電壓,此電壓稱為反射電壓,且與輸入電壓是串聯的,其大小為 VR =  Np/NR * Vin,

MOS管兩端的電壓為 Vmos = Vin + Np/NR * Vin,。
Vmos:MOS管兩端電壓
Np/NR:勵磁線圈匝數
NR:復位線圈匝數
Vin:輸入電壓


如果勵磁線圈和復位線圈的圈數相同則 Np/NR = 1,也就是說復位過程中MOS管要承受兩倍的輸入電壓,如果輸入電壓比較高那對MOS管來說可不是什么好事。

怎么解決兩倍電壓問題呢?
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-15 16:52:54
 
RCD箝位,有源箝位呼之欲出
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-18 14:17:24
 
RCD箝位,有源箝位我們暫且按下不表,先來看一下雙管正激(Two-Switch Forward Converter)是怎么做到MOS管不再承受雙倍的電壓應力而的,請先認識一下雙管正激的基本拓撲,各位請不要吝嗇時間,花半分鐘的時間默默記下雙管正激的拓撲構成。




雙管正激中,MOS承受的電壓與輸入電壓相同,那是怎么做到的呢?且聽下回分解。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-22 15:28:57
 
好久沒有更新了,這段時間太忙了,見諒。
其實雙管正激原理相當簡單,我們用示意圖來表示如下:見圖,雙管正激總是兩個MOS管同時導通和同時關閉。不難看出雙管同時導通時MOS管承受的電壓為電源電壓,二極管 D1 和 D2此時是反向截止的。


兩管同時關閉時,原邊勵磁線圈電壓極性反轉成下正上負(如果不能理解這一點則需要翻一下電磁學的書了),大小與輸入電壓相同。此時二極管D1和D2導通,MOS管承受的電壓不會高于電源電壓


如果這兩個圖看懂了,那么恭喜你雙管正激的的原理你已掌握。
雙管正激的不便之處在于兩MOS的管驅動通常需要用采用驅動芯片。


YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-12-22 17:05:55
 
不難看出雙管同時導通時MOS管承受的電壓為電源電壓。。。。。。。。。。。。。。MOS管導通時,是不承受電壓的,此時承受電壓的是變壓器原邊。

心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-22 22:04:51
 
版主好眼力。
嚴謹
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-22 23:50:06
 
你說的也沒錯,這句話其實我也想過,MOS導通后才不承受電壓,導通需要一定的時間,在這過程中MOS可能承受最高電壓為電源電壓。這樣說可能比較好。謝版主。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-22 22:03:29
 
用驅動變壓器或電感也是可以的。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-23 08:36:41
 
嗯,“心如刀割” 其實是深藏不露的高手。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-23 10:04:41
 
過獎了,我是來聽課學習的。偶爾糊弄上一句。
YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-12-23 10:55:48
 
驅動變壓器常用,用電感怎么驅動上管?
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-23 11:01:39
 
一樣的3個繞組,做好絕緣處理。
YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-12-23 13:16:19
 
那不還是變壓器?
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-23 13:43:43
 
是吧。形狀不同而已
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-24 10:33:01
 
電感和變壓器定義可是不同的哦,電感只有自感,變壓器需要互感,變壓器至少需兩組線圈,電感只需一組線圈,因此這兩者不可混用名稱。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-24 19:55:19
 
是的,說得對。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-24 10:26:00
 
RCD 鉗位是一種低效率的方法,但電路相當簡單,而且占空比不再局限在小于 0.5,可以大于0.5,這是通過調整電阻的阻值來實現的,電阻阻值小了放電自然就快了。 RCD 鉗位對于不在乎效率的場合不失為一種簡單有效的方法。同時 RCD 鉗位并不是單管正激所特有,其鉗位原理和反激變換器的 RCD 鉗位完全一樣,比較一下兩者的電路拓撲自然就明白,左邊的是反激,右邊的為正激,可以看出除了變壓器的同名端不同外,其余完全一樣。


lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-28 11:57:24
 
有源鉗位也是常用的鉗位方法,我們先看看“有源鉗位” 這四個字是什么意思?有源----有什么源?為何叫有源鉗位?估計很少有人知道。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-29 09:43:19
 
我們常??吹交蚵牭?“主動PFC”, “被動PFC”,“有源濾波”,無源濾波等,名稱叫得的很亂,其實這是翻譯的問題,在英文里元器件就兩種:Active 和 Passive。
Active 就是什么晶體管、集成電路之類的半導體器件,Passive 就是電阻電容電感什么的。所謂主動 PFC 就是用到了 晶體管或集成電路,“有源濾波”也一樣。

所謂 “Active” 是指半導體器件,中文翻譯常常翻譯成“主動”、“有源”。Passive 中文常常翻譯成“被動”、“無源”。實際指電阻電容電感。


因此,一看到有源就知道電路里一定用到了半導體器件,諸如三極管、繼承電路等


一看無源必然是 電阻、電容、電感組成的電路。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-4 09:11:39
 
這段時間因為買房子耗費了不少精力,帖子也沒有及時更新,現在基本告一段落,今天起開始每日更新。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2018-1-4 13:25:00
 
成為有房一族了,恭喜
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-4 13:29:12
 
謝謝,在洛杉磯買的房子,從此成為房奴了。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2018-1-4 15:22:41
 
我想當房奴 ,    都沒資格
CK2727205032
  • 積分:1848
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:60
積分:1848
LV6
高級工程師
  • 2018-10-13 16:55:26
 
L神是在美國生活工作???
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-4 09:19:00
 
單端正激最有效的鉗位莫過于有源鉗位,這有源鉗位聽上去很高大上的樣子,實際電路并不復雜,一個MOS管一個電容而已,由于用到了有源器件(active)于是稱為有源鉗位,不過鉗位電路本身雖不復雜但控制電路要求很高,我們以理解鉗位原理為主,控制部分交給專門集成電路去做。

我們先來認識一下有源鉗位的電路構成,有源鉗位分兩種:

1)Low Side Active Clamp, 如圖:

lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-4 13:32:04
 
2)High Side Active Clamp, 如圖:

lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-4 14:23:06
 

比較一下高位驅動鉗位和低位驅動不難發現除了鉗位電路連接點不同外,所用的MOS也不一樣,一個是P-MOS,一個是N-MOS。

有源鉗位目前應用很廣,是最好的單端正激鉗位方式,器好處主要表現在:
1)MOS管的電壓應力小
2)零電壓切換
3)EMI小
4)占空比可做到大于50%
5)損耗小

順便說有源鉗位電路不但可以用在正激上,同樣可以應用在反激電源的鉗位。


chaos2008
  • 積分:4722
  • |
  • 主題:58
  • |
  • 帖子:556
積分:4722
LV8
副總工程師
  • 2018-1-4 14:30:05
 
還可以有源嵌位正反激
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-4 15:32:50
 
不太清楚 “有源嵌位正反激” 是怎么回事,可否說說?
chaos2008
  • 積分:4722
  • |
  • 主題:58
  • |
  • 帖子:556
積分:4722
LV8
副總工程師
  • 2018-1-5 07:47:38
 
就是副邊整流的時候用全波或者全橋整流,這樣既是正激也是反激了
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-5 08:31:37
 
我還是不太理解為何這樣就是正反激了。一般來說正激或反激是以同名端+付邊導通情況判斷,全波整流或橋式整理能量并不反彈,因此我覺得不應該稱為反激。
對于單端正激來說,變壓器需要復位就是因為有了反激(flyback)的能量,而這與整流無關。

不知你怎么看?
chaos2008
  • 積分:4722
  • |
  • 主題:58
  • |
  • 帖子:556
積分:4722
LV8
副總工程師
  • 2018-1-5 09:09:00
 
這是我們老師一本書中介紹的,具體原理我還沒有弄清楚,不過這個好像可以應用在目前比較火的電動大巴車上的DC/DC變換器上

QQ截圖20180105090531.png (182.23 KB, 下載次數: 60)

QQ截圖20180105090531.png
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-5 09:19:19
 
謝謝。以前也沒注意到這種拓撲,稱其為正-反激實際還是看變壓器的同名端,當然與二極管連接方式有關系,上面一組是正激,下面一組線圈是反激。這個還需要學習研究。
chaos2008
  • 積分:4722
  • |
  • 主題:58
  • |
  • 帖子:556
積分:4722
LV8
副總工程師
  • 2018-1-5 09:29:05
 
這個拓撲變壓器設計是難點
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-5 09:51:29
 
初步想了一下也覺得這個變壓器的設計有難度。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-5 08:48:18
 
我們先看兩個實際電路認識一下高端驅動和低端驅動(花一分鐘看一下受益無窮):

1) 高端驅動



2)低端驅動
低端有源鉗位由于必須使用P-MOS管,因此 gate 的驅動電壓必須為負,借助于專用IC,這個負電壓的問題就很好解決了。



有源鉗位內容有點多,我們先擱置一下,稍后再輪轉回來繼續。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-29 19:12:51
 
RCD 鉗位占空比可以大于0.5,但太大會導致效率更低。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-30 09:00:45
 
是的,說的沒錯,雖然RCD鉗位可以做到占空比大于0.5,實際還要看是否需要。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-15 15:22:40
 
小知識:有源的稱為器件,比如三極管、二極管、集成電路等,無源的稱為元件,比如電阻電容電感等。故有半導體器件廠,無線電元件廠之分。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-15 16:56:23
 
原來器件和元件是這樣區分的,一直都是亂叫,統稱零件
為我所控
  • 積分:105
  • |
  • 主題:1
  • |
  • 帖子:11
積分:105
LV2
本網技師
  • 2017-12-29 14:40:00
 
我都是統稱元器件,
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-29 15:47:36
 
統稱元器件是很好的方法。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-13 13:00:21
 
那是要開始講SR了?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-13 15:20:29
 
沒錯,Synchronous Rectification。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-13 15:58:28
 
有牛人用MOS管代替二極管弄出了所謂的同步整流,見下圖,效率大大提高??上Я宋以趺聪氩怀鰜?,不過想想也就釋然了,因為我不是牛人,我們把牛人的思路搞清了也就站在了牛人的肩膀上了。



同步整流更常見的畫法如下:

為何稱為同步整流?什么和什么同步?同步整流怎么就效率高了呢?

心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2017-12-13 18:55:28
 
提高效率的原因159樓不是說了嗎,降低導通電阻。
同步應該是MOS的柵極電壓跟被整流電壓的相位同步。
怎么同步?我等著聽課

YTDFWANGWEI
  • 積分:99983
  • |
  • 主題:139
  • |
  • 帖子:44044
積分:99983
版主
  • 2017-12-14 11:53:14
 
小數點點錯了,是36W,36W可不僅僅是燙手的問題了。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-14 14:00:02
 
謝版主提醒,已更正。
jingzhifuhao
  • 積分:74
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:2
積分:74
LV1
本網技工
  • 2018-2-28 17:27:09
 
請問一下這個反射電壓是不是復位繞組上的電壓折算到初級繞組上的?為什么不是Vr*(Np/Nr)=Vin?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-4-25 07:47:41
 
剛看到您的跟帖故未及時回復見諒。

關于您說的“這個反射電壓是不是復位繞組上的電壓折算到初級繞組上的”, 回答是“No”。初級繞組在導通期間對磁芯進行了勵磁,而此勵磁電流是單向的因此主繞組斷開后在磁芯中有了多余的磁能,該磁能于是通過復位繞組釋放從而在復位繞組上產生了感應電壓,而非復位繞組電壓折算到初級繞組上。

換種思路可以這樣理解,主繞組導通時,原邊和付邊的關系是 VS = Ns/Np * Vin,這付邊的電壓是因為原邊的繞組對磁芯勵磁而產生的,同樣當原邊斷開后,其磁芯中的能量會在復位繞組中感應電壓。

關于公示,你寫的公式是對的,即: Vr*(Np/Nr)=Vin,或者寫成 Vr = (Nr/Np)* Vin, 156樓中我引用的資料上的公式 VR = (Np/NR)* Vin,經你的提示后仔細考慮后發現是錯的。
sg5hwh
  • 積分:81
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:7
積分:81
LV1
本網技工
  • 2018-4-24 16:48:52
 
你好,請問,1、為什么濾波電感不需要磁復位?2、還有反激為什么不能類似正激在輸出加個電感?如果只是加個濾波電感又會什么樣?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-4-26 10:55:56
 
1、為什么濾波電感不需要磁復位?


需要磁復位的是變壓器并且是硬開關,而濾波電感的磁場并不在磁芯中積累,磁場強度和電流大小成正比,電流為零則磁場強度為零,沒有剩余的磁場能量因此也不需要復位。


2、還有反激為什么不能類似正激在輸出加個電感?如果只是加個濾波電感又會什么樣?
正激的電感是儲能元件,而反激也有儲能電感(變壓器),反激能不能在輸出端加個濾波電感能?當然也能。但是反激的特點是反應快,加了濾波電感后,濾波電感和濾波電容組成二價濾波系統,把這個反映快的優點抹掉了。事實上有很多反激在輸出端是有濾波電感的,比如:




通常這個電感的電感量不能取得太大,否則輸出電壓的穩定性會受很大影響。
bbb168
  • 積分:157
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:15
積分:157
LV2
本網技師
  • 2018-11-26 19:37:51
 
學習學習。
seshi
  • seshi
  • 離線
  • LV3
  • 助理工程師
  • 積分:273
  • |
  • 主題:4
  • |
  • 帖子:19
積分:273
LV3
助理工程師
  • 2018-11-29 13:04:41
 
這個buck-boost的Q1帶著續流二極管會不會有問他啊,不會給電源充電?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-11-30 09:44:55
 
原來那張圖的輸出二極管的方向有點問題,那張圖是哪里找來的也不知道了。重新修改了原圖并進行了更換,為了容易說明問題再貼如下:



Buck-Boost變換器的工作其實是分兩步進行的,

1)MOS管導通對電感充電,電感兩端電壓為上正下負和供電電源一致。此時D1截止。




2)MOS 關斷,此時電感兩端電壓變為上負下正(楞次定律),MOS管的體二極管是反偏的,不導通,而D1則導通。



因此電感不會對電源充電的。
seshi
  • seshi
  • 離線
  • LV3
  • 助理工程師
  • 積分:273
  • |
  • 主題:4
  • |
  • 帖子:19
積分:273
LV3
助理工程師
  • 2018-11-30 14:01:35
 
感謝解答,想起來 這個輸出電壓其實是負壓
為我所控
  • 積分:105
  • |
  • 主題:1
  • |
  • 帖子:11
積分:105
LV2
本網技師
  • 2017-12-5 10:10:58
 
小學生搬板凳來聽課啦,聽樓主講課比看書有趣多了,給樓主和大師們贊一個!
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-5 15:09:50
 
謝謝。
看書很煩的,一本書能堅持看完看懂很不容易的,我也是很少有書能從頭看到尾的。
我愿永遠失憶
  • 積分:197
  • |
  • 主題:3
  • |
  • 帖子:34
積分:197
LV2
本網技師
  • 2017-12-5 19:38:16
 
樓主我從辦公室里看到的,收藏了回家繼續看,樓主啥時候更新啊。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-6 09:53:42
 
每天更新,有問題盡管提啊,我說不清的也沒關系,論壇里高手如云。
aa20897
  • 積分:7245
  • |
  • 主題:43
  • |
  • 帖子:1613
積分:7245
LV7
實習版主
  • 2017-12-5 22:21:37
 
好書不煩,而且越看心里越舒服,書寫的不好就出來丟人了,也不去買這種書,真遇到這種書心里就罵作者,狗日的出來丟人現眼。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-6 09:57:15
 
好書也是越看越煩啊,除非看小說。小說看了會入迷,這技術書不會入迷。
aa20897
  • 積分:7245
  • |
  • 主題:43
  • |
  • 帖子:1613
積分:7245
LV7
實習版主
  • 2017-12-6 21:15:47
 
呵呵
zhushouw
  • 積分:1209
  • |
  • 主題:6
  • |
  • 帖子:198
積分:1209
LV6
高級工程師
  • 2017-12-6 09:03:47
 
那是因為書的可讀性太差,全是為了湊文字,全篇大部分都是堆出來的。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-6 09:59:51
 
這個說得有點道理,你看大部分的書的頁數都差不多,很多內容都是湊頁數。
我愿永遠失憶
  • 積分:197
  • |
  • 主題:3
  • |
  • 帖子:34
積分:197
LV2
本網技師
  • 2017-12-6 18:40:41
 
樓主今天更不更啊。

Reue
  • Reue
  • 離線
  • LV4
  • 初級工程師
  • 積分:302
  • |
  • 主題:3
  • |
  • 帖子:65
積分:302
LV4
初級工程師
  • 2017-12-6 20:23:13
 
半個小板凳坐等更新
jhcj2014
  • 積分:1906
  • |
  • 主題:7
  • |
  • 帖子:28
積分:1906
LV6
高級工程師
  • 2017-12-9 14:57:18
 
對初學者來說太有用了。還想聽聽DC-DC反激壓器的計算,現在網上找的資料千差萬別的什么樣的計算公式都有,但都沒有講得很明白透徹。希望大師能詳細講解一番,好讓我 這個初學者學習下。
qwchuang
  • 積分:18
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:4
積分:18
LV1
本網技工
  • 2017-12-11 12:55:49
 
一直聽課中,樓主用簡單的說法就把拓撲講的通俗易懂。后面把同步整流,EMC都說一下
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-11 14:21:59
 
謝謝,聽到這樣說我就更有信心把帖子寫得更好。同步整流是必須講的,關于EMC可參考我另一個帖子:http://www.gljgx.tw/thread-292020-1-1.html
這兩天事情有點多更新有點慢,見諒。

lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-11 14:24:34
 
關于反激計算因為論壇里已經有很多帖子,這里就沒有太多的深入,后面應該會繼續反激的內容。
fresher
  • 積分:574
  • |
  • 主題:7
  • |
  • 帖子:45
積分:574
LV6
高級工程師
  • 2017-12-15 22:12:08
 
期待樓主繼續講解,收獲良多
布衣鼓手
  • 積分:16
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:4
積分:16
LV1
本網技工
  • 2017-12-14 12:51:33
 
樓主講解詳細,辛苦了,開始入門學習
yuhua123
  • 積分:535
  • |
  • 主題:50
  • |
  • 帖子:125
積分:535
LV6
高級工程師
  • 2017-12-15 10:36:44
 
樓主這樣講解,確實很容易接受和吸收,比書本效果好!學習!
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-15 14:41:41
 
多謝鼓勵,此貼如能給初學者帶來一點收獲那是發此貼最大的愿望。
為我所控
  • 積分:105
  • |
  • 主題:1
  • |
  • 帖子:11
積分:105
LV2
本網技師
  • 2017-12-26 12:00:05
 
大神,我看你帖子開始倒持電源的,您有空幫我看一下我的問題唄,小弟先謝謝啦http://www.gljgx.tw/thread-295760-1-1.html
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-27 10:35:51
 
那個帖子看過,幾位提出的建議都是不錯的,你先按別人的建議試試,有問題我們再討論。
為我所控
  • 積分:105
  • |
  • 主題:1
  • |
  • 帖子:11
積分:105
LV2
本網技師
  • 2017-12-28 10:02:05
 
恩恩,好的,是不是高電壓的BUCK,用隔離的比較好點?
jhcj2014
  • 積分:1906
  • |
  • 主題:7
  • |
  • 帖子:28
積分:1906
LV6
高級工程師
  • 2017-12-28 20:33:49
 
為什么公司里的產品變壓器的是感量與理論計算的差別很大?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2017-12-28 22:36:59
 
隔離的Buck就成為正激,處理高輸入電壓會相對容易一些。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-5 13:45:42
 
有三種拓撲各位一定聽到過:
1)推挽式 (PUSH/PULL)
2)半橋 (HALF BRIDGE)
3)全橋 (FULL BRIDGE)


其實這三種拓撲都有一個相同的拓撲名稱:對稱變換器
什么是對稱變換器?顧名思義對稱一定是偶數,變化器中什么東西為偶數才能稱得上對稱呢?毫無疑問是開關(switch),電源中用什么東西做開關?不用說也知道MOS管。因此這種變換器中MOS管一定是對稱使用的,或者數量一定是偶數的。


我們先來熟悉一下第一種:推挽式變換器,也稱推拉式變換器,如圖所示:




圖中的T1及T2為開關,實際電路中為MOS管。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-5 15:45:48
 
推挽式變換器實際是兩個正激變換器的組合,副邊的頻率是原邊的兩倍,因此濾波電感電容可用得較小,輸入輸出符合變壓器原理,副邊的輸出電壓為:

Vout = 2Vin * D* Ns/Np

Vin:輸入電壓
D:  占空比
Ns: 副邊繞組匝數
Np:原邊繞組匝數

通常推挽式變換器通常用在低輸入電壓的場合,由于變壓器繞組電流為兩個方向分別導通因此無需復位電路,磁芯的利用率很高,損耗較小。

換一種畫法可能會更容易看出推挽式變換器的結構,如圖:


推挽式變換器通常采用專用IC來完成控制,比如LM5030等,下圖是LM5030應用實例的簡化圖,可幫助理解。

lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-6 09:01:29
 
半橋 (Half Bridge)--- 一個常用的拓撲

何為半橋?顧名思義就是半個橋啦。如圖,Q1 和 Q2 為橋的一邊,橋的那端沒有東西了,好吧,弄兩個電容擱在那里權且支撐一下,于是半橋的名稱由此誕生。



各位,先花半分鐘看一下圖,看看半橋兩個MOS管、兩個電容和變壓器是怎么連接的。

lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-6 14:24:47
 
半橋也是很厲害的一種拓撲,做個500W電源全不在話下,做個1000W也是拿得起放得下。

半橋拓撲其實就是基于變壓器隔離的正激拓撲,既然是變壓器毫無疑問其輸入輸出的關系符合變壓器原理,從圖中可以看出當C3 = C4時,C3和C4的節點為輸入電源的一般,如圖所示,當Q1導通時,加在變壓器原邊的電壓為 C3 上的電壓,即輸入電壓的一半。因此對半橋來說,MOS管的電壓應力較小。



lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-7 14:37:35
 
半橋雖然很厲害的樣子,但也是有很大的缺陷的,由于變壓器的電壓僅為輸入電壓的一半,在相同的輸出功率情況下很,明顯輸入電流會增大一倍,MOS管的功耗明顯上升,因此效率會打折扣。因此半橋比較適合高輸入電壓的應用。



注意圖中的CB為隔直電容,防止直流電流流過磁芯。


lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-8 10:34:36
 
迄今為止我們以認識了不少拓撲形式,但是這些拓撲都有一些難以克服的問題,主要表現在:

1)工作頻率低致磁芯體積大磁芯損耗高
2)開關損耗大,整體效率低
3)硬開關導致EMI噪聲高
4)散熱器體積大
5)整機體積大

其實也沒有什么好辦法來改善這些拓撲的效率、體積及EMI的問題,于是經過不懈的努力諧振拓撲出現了(說的好像是我發明一樣的)。
諧振拓撲(RESONANT TOPOLOGIES)主要由以下三種:

? 串聯諧振變換器(Series Resonant Converter),簡稱SR或SRC
? 并聯諧振變換器(Parallel Resonant Converter),簡稱PR或PRC
? LLC諧振變換器(LLC resonant converter),簡稱LLC

LLC比串聯諧振和并聯諧振強多了。串聯諧振和并聯諧振最大的問題是不適合寬電壓輸入和寬范圍負載。而LLC厲害多了,主要表現在:

1)寬電壓輸入范圍內最大限度的減小開關損耗
2)高電壓輸入時最小化循環能量損耗
3)最小化MOS管開關損耗(零電壓時開即所謂的ZVS,及最小電流時關)

因此我們有什么理由不掌握LLC拓撲呢?精通了LLC拓撲便是達到了武功的最高境界、便可以傲視群雄、因此,各位,要知道LLC如何厲害且聽下回分解。

心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2018-1-8 11:45:53
 
樓主,拓撲的講解很獨特,對原理一針見血,但是說到精通還是遠遠不及啊。建議針對某個拓撲再深入一點。不如就LLC吧
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-8 12:51:59
 
說的非常對,實際上到現在為止討論的都僅僅是入門而已,離精通還差得遠了,計劃是先把各種拓撲過一遍然后再仔細討論幾種拓撲,LLC肯定是重點,反激也應該列為重點,畢竟反激的應用是最多的。
小斯AHUT
  • 積分:1810
  • |
  • 主題:12
  • |
  • 帖子:254
積分:1810
LV6
高級工程師
  • 2018-1-8 14:35:16
 
樓主,移相全橋也不錯吧,可以深入哦。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-8 16:48:16
 
漏說全橋了,稍后再補上。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-8 14:38:13
 
我們先來認識一下串聯諧振(SRC)是什么樣的,既然稱為諧振那就一定少不了電容和電感,如圖所示,電容 CR 和電感 LR 組成諧振腔(Resonant Tank),與變壓器的原邊串聯于是形成了串聯諧振變換器。


lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-9 09:54:03
 
這LC諧振腔有什么用?很神奇的,站著進來躺著出去,方波進來正弦波出去,看看下面這張圖就明白了。


這串聯諧振好雖好但不適合做寬輸入電壓寬負載變化。這圖中的環流能量是什么?這是在LC中來回跑的電流,像無用功一樣,但實際上是有損耗的。隨著負載變化或輸入電壓變化這個環流也在變,目前無法改善。呵呵,機會來啦,各位,看看誰有本事搞個什么簡單的電路能把這幾個問題解決掉,那真大師的稱號非你莫屬了。

那么并聯諧振的電路是怎么樣的呢?看看下面的圖,其實和串聯諧振沒什么太大的區別,看一眼就夠了,只看一眼,不要一眼都不看哦,以后見到能認識就可以了。其存在的問題和串聯諧振一樣。



lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-9 13:57:32
 
LLC Converter

掌握了LLC變換器則是達到了武功的最高境界。LLC太厲害了完全沒有串聯和并聯諧振的缺陷,LLC有多厲害?舉例如下:

1)窄頻 (開關頻率范圍),即使在輕載甚至空載仍然保持開關頻率基本不變。
2)寬輸入電壓
3)  寬負載范圍
4)大功率(KW級)
5)低EMI
6)高頻(100KHz以上),因此整機體積小
7)。。。。請各位添加

LLC有兩個諧振腔,如下圖所示,

諧振腔 1 (LR 和 CR)


諧振腔 2 (LR、CR、LM)

諧振腔 1 的諧振頻率為:


諧振腔 2 的諧振頻率為:



lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-10 09:04:25
 
半橋LLC拓撲我們先混個眼熟,暫時按下不表,需要另外開個帖子,否則感覺會很亂,一個帖子太長看起來也不舒服,望各位理解。
sg5hwh
  • 積分:81
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:7
積分:81
LV1
本網技工
  • 2018-4-28 13:58:20
 
LLC里副邊為什么不需要儲能電感呢?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-4-30 10:38:45
 
LLC本質上是變壓器,就像工頻變壓器副邊也不需要儲能電感一樣。
yly99032207
  • 積分:351
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:27
積分:351
LV4
初級工程師
  • 2019-1-25 09:45:37
 
LZ,我怎么感覺LLC跟前面說的串聯諧振電路是一樣的,串聯諧振也可以有兩個諧振腔啊。

kingbao
  • 積分:394
  • |
  • 主題:7
  • |
  • 帖子:48
積分:394
LV4
初級工程師
  • 2019-1-15 11:17:01
 
多看了幾眼,真不好意思
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2019-1-15 12:24:42
 
多看幾眼怎么就不好意思呢?
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-10 09:25:57
 
全橋(Full Bridge Converter)

我們先來看張圖全橋的拓撲圖,如下:



從圖中不難看出全橋由4個MOS管組成,看上去有點像H,因此全橋也成為H橋。

全橋實際上是“變壓器隔離的Buck變換器”。全橋的基本工作方式是對角線上的MOS管輪流導通,比如 Q1 和 Q2 導通,Q3 和 Q4截止,然后Q1 和Q2截止,Q3 和Q4 導通。這樣就在變壓器原邊線圈上產生了脈動交流電。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-10 09:26:42
 
全橋(Full Bridge Converter)

我們先來看張圖全橋的拓撲圖,如下:



從圖中不難看出全橋由4個MOS管組成,看上去有點像H,因此全橋也成為H橋。

全橋實際上是“變壓器隔離的Buck變換器”。全橋的基本工作方式是對角線上的MOS管輪流導通,比如 Q1 和 Q2 導通,Q3 和 Q4截止,然后Q1 和Q2截止,Q3 和Q4 導通。這樣就在變壓器原邊線圈上產生了脈動交流電。
小斯AHUT
  • 積分:1810
  • |
  • 主題:12
  • |
  • 帖子:254
積分:1810
LV6
高級工程師
  • 2018-1-10 15:52:41
 
大師,問個問題,門極電壓出現100多伏有哪些可能?
幫忙分析下這個問題,現在很尷尬。解決不了,二十多天了。
http://www.gljgx.tw/forum. ... p;extra=#pid1187582
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-11 13:59:59
 
看過那個帖子,你說的門極100V電壓從何而來實在是沒什么思路,而且你的門極是怎么驅動的都沒有看出來。
小斯AHUT
  • 積分:1810
  • |
  • 主題:12
  • |
  • 帖子:254
積分:1810
LV6
高級工程師
  • 2018-1-11 15:04:50
 
  這是滯后臂兩管驅動,超前臂是一樣的(說明一下,鉗位二極管是現在剛加的,以前沒有)輸入信號是3875直接產生的。驅動測試沒有問題。變換器用調壓器調輸入,空載至滿載均可以正常工作。380v直接啟動不行。附上啟動時序圖。
黃色為三相輸入電,綠色為輸入電容充電,藍色為繼電器動作三極管BE兩級電壓,紅色為3875軟啟動引腳SS端波形。
  


lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-13 08:42:35
 
研究了兩天仍然不得要領,真的是很抱歉了,只能幫你呼吁一下請各位高手出面相助。
小斯AHUT
  • 積分:1810
  • |
  • 主題:12
  • |
  • 帖子:254
積分:1810
LV6
高級工程師
  • 2018-1-16 16:53:30
 
謝謝,現在把門及前衛了,晚上在啟動試試。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-11 14:19:32
 
本人鄭重聲明:
本人的這個帖子沒有一句話是從什么書上復制粘貼過來,帖子中引用了大量的插圖那是為了簡化問題的說明,圖是從各種資料中截下來的,否則需要自己畫那是萬萬畫不出來的,一張圖可以頂100句話,如果用文字表述而沒有圖鬼才知道在說什么。


各位如有發現本帖是靠復制粘貼蓋樓的請立刻指出,本人會在第一時間將帖子內容全部刪除,呵呵,什么是“第一時間”?那是官話,學來的。

當然本人也沒有那么高的學識能憑空寫出這么多的內容,一定是參考了很多的資料,消化了資料或什么書中的內容而寫。

參賽那是為了激勵自我學習也是為了和大家一起學習、交流,如果覺得本帖看上去像抄書或者像復制粘貼那很高興,說明帖子有一定的含金量以致被認為是抄書、復制、粘貼而成。
心如刀割
  • 積分:1033
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:229
積分:1033
LV6
高級工程師
  • 2018-1-11 15:15:12
 
支持。
我覺得即使是也沒有什么可恥的。最重要的是大家能一起學到東西。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-11 16:53:26
 
多謝鼓勵。
lahoward
  • 積分:19840
  • |
  • 主題:91
  • |
  • 帖子:5581
積分:19840
LV10
總工程師
  • 2018-1-12 07:43:12
 
之所以發表聲明是因為這個帖子
【年關福利】開“源”計劃·第八期原創DIY電源技術經驗分享大賽

的69樓有網友說 “拿本書一節一節貼上去刷樓層,也算比賽嗎?還延期,是還沒貼完書是吧。。。。。。這樣公平何在。。。
然后本人把所有的參賽帖都瀏覽了一遍,最后鎖定本人就是帖中被指責的那人,呵呵,對號入座了。

因此需要聲明本帖并非“拿本書一節一節貼上去刷樓層”,而是參考了大量的資料,沒有書的,資料均來自網上。

比如:關于MC34063的拓撲認知是從datasheet中截取的圖片然后加以說明。
再比如:107樓 關于 Buck - Boost 衍生出 flyback 的是源于這份資料:


The Flyback Converter-Lecture notes.pdf (139.55 KB, 下載次數: 154)


各位可下載看看。


因此說拿本書一節節貼上去的說法是不對的。