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一粒金砂(中级)

全桥DCDC输出电压不满足Uout=2D*Uin*(N2/N1)?这是什么原因呢请问?

 
大家好。最近要用到一个电路将12V的直流电压抬升到300V左右,我打算用全桥DCDC。在matlab搭建电源仿真发现不容易收敛。。。。所以这次选择的是saber。模型搭好了我先是带上一个很轻的负载,开环工作。仿真中:我的占空比是0.5,输入电压是20V,变压器的变比是P:S=2:20;那根据全桥DCDC输入输出直流传递关系Uout=2D*Uin*(N2/N1).Uout应该等于200V。可是得到的电压只有130V左右,以前做其他电路拓扑的时候用的是matlab仿真,仿真结果应该是跟理论计算几乎一样的。请问原因可能出在什么地方呢?
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先不说输出电压,你的全桥输出整流后没有电感滤波?300V直流输出你用1N4148?

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4148频率高的嘛,4148电流很小,实际当中不这么用,仿真里面我就没考虑这么多嘛,不使用电感滤波啊,我以前只是学过全桥DCDC,以前还没实际应用过这个拓扑呢,直接一个电容滤波按道理说,应该电容上的电压  详情 回复 发表于 2017-1-14 23:18

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一粒金砂(中级)

maychang 发表于 2017-1-14 23:09
先不说输出电压,你的全桥输出整流后没有电感滤波?300V直流输出你用1N4148?

4148频率高的嘛,4148电流很小,实际当中不这么用,仿真里面我就没考虑这么多嘛,不使用电感滤波啊,我以前只是学过全桥DCDC,以前还没实际应用过这个拓扑呢,直接一个电容滤波按道理说,应该电容上的电压,也能满足那个Uout/Uin这个关系嘛,但并不满足。。。。

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说出“应该电容上的电压,也能满足那个Uout/Uin这个关系嘛”这句话来,足以说明你还没有掌握开关电源工作原理。 仿真时不会烧毁什么东西。如果是搭起实际电路来,像你这样没有掌握开关电源工作就上电调试,几乎可以  详情 回复 发表于 2017-1-15 08:36
既然是仿真,调用示波器不过是鼠标点两下的事情。为什么不使用示波器? 搞开关电源,示波器必不可少。搞开关电源对示波器带宽并没有很高的要求,20MHz就差不多。但一定要双踪,单踪示波器不够用。某种程度上,老式  详情 回复 发表于 2017-1-15 08:29
首帖说“可是得到的电压只有130V左右”,仿真时你是怎么知道“得到的电压只有130V左右”的?  详情 回复 发表于 2017-1-15 08:22
“直接一个电容滤波按道理说,应该电容上的电压,也能满足那个Uout/Uin这个关系嘛” 直接一个电容滤波按道理说,不能满足那个Uout=2D*Uin*(N2/N1)这个关系。  详情 回复 发表于 2017-1-15 08:20
“我以前只是学过全桥DCDC,以前还没实际应用过这个拓扑呢” 学过全桥,就应该知道,没有电感是万万不行的。 除反激电流外,其余所有开关电源电路,都必须使用电感滤波(实际上是储能)。  详情 回复 发表于 2017-1-15 08:17

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jonny0811 发表于 2017-1-14 23:18
4148频率高的嘛,4148电流很小,实际当中不这么用,仿真里面我就没考虑这么多嘛,不使用电感滤 ...

1N4148反向耐压仅100V峰值。
至于仿真时是否100V以上击穿,那个我不知道。
另外,全桥的四支MOS管好像是由四个独立脉冲源驱动,而且看不出四个脉冲源相位。这是不对的。

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应该用三角波跟ref比较产生驱动信号,不过不太会用saber,但matlab仿这种带有磁性元器件的模型,感觉收敛性不好  详情 回复 发表于 2017-1-15 10:23

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jonny0811 发表于 2017-1-14 23:18
4148频率高的嘛,4148电流很小,实际当中不这么用,仿真里面我就没考虑这么多嘛,不使用电感滤 ...

“我以前只是学过全桥DCDC,以前还没实际应用过这个拓扑呢”
学过全桥,就应该知道,没有电感是万万不行的。
除反激电流外,其余所有开关电源电路,都必须使用电感滤波(实际上是储能)。

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有一个特列: 逆变器的直流升压部份, 二次侧整流基本上是没有滤波电感的, 直接就是个"直流电子变压器" , 以12V电池输入, 输出220V交流为例, 电池放电电压范围大约11-14V, 直流变换输出310-400V电压, 经SWPM闭环输出稳  详情 回复 发表于 2017-1-15 10:51

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jonny0811 发表于 2017-1-14 23:18
4148频率高的嘛,4148电流很小,实际当中不这么用,仿真里面我就没考虑这么多嘛,不使用电感滤 ...

“直接一个电容滤波按道理说,应该电容上的电压,也能满足那个Uout/Uin这个关系嘛”
直接一个电容滤波按道理说,不能满足那个Uout=2D*Uin*(N2/N1)这个关系。

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哎,好惭愧啊。出洋相了。。。。  详情 回复 发表于 2017-1-15 10:21

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jonny0811 发表于 2017-1-14 23:18
4148频率高的嘛,4148电流很小,实际当中不这么用,仿真里面我就没考虑这么多嘛,不使用电感滤 ...

首帖说“可是得到的电压只有130V左右”,仿真时你是怎么知道“得到的电压只有130V左右”的?

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仿真的时候我调用了示波器,看到是130V左右呢。  详情 回复 发表于 2017-1-15 10:20

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jonny0811 发表于 2017-1-14 23:18
4148频率高的嘛,4148电流很小,实际当中不这么用,仿真里面我就没考虑这么多嘛,不使用电感滤 ...

既然是仿真,调用示波器不过是鼠标点两下的事情。为什么不使用示波器?
搞开关电源,示波器必不可少。搞开关电源对示波器带宽并没有很高的要求,20MHz就差不多。但一定要双踪,单踪示波器不够用。某种程度上,老式的模拟示波器可能更适用。
仿真时,使用示波器看看变压器次级电压波形,整流后电容两端波形,变压器初级两端对地波形……很容易找到错误所在。实际搭起电路来之后也是如此,示波器在实际电路中仍然是强有力的测试工具。

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jonny0811 发表于 2017-1-14 23:18
4148频率高的嘛,4148电流很小,实际当中不这么用,仿真里面我就没考虑这么多嘛,不使用电感滤 ...

说出“应该电容上的电压,也能满足那个Uout/Uin这个关系嘛”这句话来,足以说明你还没有掌握开关电源工作原理。
仿真时不会烧毁什么东西。如果是搭起实际电路来,像你这样没有掌握开关电源工作就上电调试,几乎可以肯定:不是冒烟就是放炮。

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确实,目前还是在校学生。现在的方向是电机控制;做无感FOC的,只是对电源也比较感兴趣,就自己瞎捣鼓。哎,看来开关电源这水很深啊。。。。  详情 回复 发表于 2017-1-15 10:19

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maychang 发表于 2017-1-15 08:36
说出“应该电容上的电压,也能满足那个Uout/Uin这个关系嘛”这句话来,足以说明你还没有掌握开关电源工作 ...

确实,目前还是在校学生。现在的方向是电机控制;做无感FOC的,只是对电源也比较感兴趣,就自己瞎捣鼓。哎,看来开关电源这水很深啊。。。。

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电机控制,目前都是通过开关电源实现的。开关电源不仅仅是DC-DC变换,开关电源的分支多得很。当然,用得最多的是中小功率DC-DC变换。  详情 回复 发表于 2017-1-15 11:16

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maychang 发表于 2017-1-15 08:22
首帖说“可是得到的电压只有130V左右”,仿真时你是怎么知道“得到的电压只有130V左右”的?

仿真的时候我调用了示波器,看到是130V左右呢。

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那就要看看全桥四支功率管电流了。不但要看总电流,更要看每支功率管电流波形。  详情 回复 发表于 2017-1-15 11:18

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maychang 发表于 2017-1-15 08:20
“直接一个电容滤波按道理说,应该电容上的电压,也能满足那个Uout/Uin这个关系嘛”
直接一个电容滤波按 ...

哎,好惭愧啊。出洋相了。。。。

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maychang 发表于 2017-1-15 01:15
1N4148反向耐压仅100V峰值。
至于仿真时是否100V以上击穿,那个我不知道。
另外,全桥的四支MOS管好像 ...

应该用三角波跟ref比较产生驱动信号,不过不太会用saber,但matlab仿这种带有磁性元器件的模型,感觉收敛性不好

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maychang 发表于 2017-1-15 08:17
“我以前只是学过全桥DCDC,以前还没实际应用过这个拓扑呢”
学过全桥,就应该知道,没有电感是万万不行 ...

有一个特列: 逆变器的直流升压部份, 二次侧整流基本上是没有滤波电感的, 直接就是个"直流电子变压器" , 以12V电池输入, 输出220V交流为例, 电池放电电压范围大约11-14V, 直流变换输出310-400V电压, 经SWPM闭环输出稳定的220V交流电, 若是修正正弦波的话, 直流变换输出大约280-350V, 然后调整H桥的占空比, 输出50Hz的矩形波(占空比小于0.5, 非方波就叫修正正弦波), 为节省成本, 这种逆变器一般是进行平均值取样而非有效值取样, 占空比0.5的波形系数是0.45, 半波平均值大约99V, 这里波形系数更小一些, 一般取样得半波平均值90V的输出即认为是220V的有效值了

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这个,还真没有见过。 这样,岂不是功率管的峰值电流非常大?只有变压器漏感起作用。显然对功率管工作是不利的。  详情 回复 发表于 2017-1-15 11:31
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2.5~1000V, 0.5-5000W 主力产品效率最高达98%

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jonny0811 发表于 2017-1-15 10:19
确实,目前还是在校学生。现在的方向是电机控制;做无感FOC的,只是对电源也比较感兴趣,就自己瞎捣鼓。 ...

电机控制,目前都是通过开关电源实现的。开关电源不仅仅是DC-DC变换,开关电源的分支多得很。当然,用得最多的是中小功率DC-DC变换。

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jonny0811 发表于 2017-1-15 10:20
仿真的时候我调用了示波器,看到是130V左右呢。

那就要看看全桥四支功率管电流了。不但要看总电流,更要看每支功率管电流波形。

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PowerAnts 发表于 2017-1-15 10:51
有一个特列: 逆变器的直流升压部份, 二次侧整流基本上是没有滤波电感的, 直接就是个"直流电子变压器" ,  ...

这个,还真没有见过。
这样,岂不是功率管的峰值电流非常大?只有变压器漏感起作用。显然对功率管工作是不利的。

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版主您好,请帮看下我在power版主回复下的再回复,我这次的理解是否到位了呢?而且当初saber仿出来的模型,IRF端的压降很大,有2V左右,我mos驱动电压给的是10V,对于IRF830来说,这驱动是给足了的  详情 回复 发表于 2017-1-16 17:53
[attachimg]279271[/attachimg] 这类逆变器一直都这么弄的, 我曾经帮别人做过几款, 这幅图是不亦心当年在我工作室帮忙时经手的项目, 这图也是不亦心画的, 我们在MOS的源级串了一个检流电阻, 用于限制上电时的电流  详情 回复 发表于 2017-1-15 12:05

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maychang 发表于 2017-1-15 11:31
这个,还真没有见过。
这样,岂不是功率管的峰值电流非常大?只有变压器漏感起作用。显然对功率管工作是 ...

无标题.png

这类逆变器一直都这么弄的, 我曾经帮别人做过几款, 这幅图是不亦心当年在我工作室帮忙时经手的项目, 这图也是不亦心画的, 我们在MOS的源级串了一个检流电阻, 用于限制上电时的电流过冲, 还好了, 一般20个周期将储能电容充满, 大约几百uS时间, 以瞬态热阻法计算, 结温控制在100度

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版主您好,后来我思考了下。其实我之前提的那个问题;是不是这样子的:这个2D*(N2/N1)的公式只能提供一个变比,这个公式通过积分中值求取功率平均值得到的,而N1和N2的匝数是必须要计算出来的而不是我算出来的N2/N  详情 回复 发表于 2017-1-16 17:51
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2.5~1000V, 0.5-5000W 主力产品效率最高达98%

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PowerAnts 发表于 2017-1-15 12:05
这类逆变器一直都这么弄的, 我曾经帮别人做过几款, 这幅图是不亦心当年在我工作室帮忙时经手的项目,  ...

版主您好,后来我思考了下。其实我之前提的那个问题;是不是这样子的:这个2D*(N2/N1)的公式只能提供一个变比,这个公式通过积分中值求取功率平均值得到的,而N1和N2的匝数是必须要计算出来的而不是我算出来的N2/N1=x,然后我就随便设置一下P和S的匝数(满足S/P=X)。正确的做法是先计算出变比,然后根据公式去计算N1和N2.这样子得出来的结果Uin Uout才是满足我之前所说的公式的。

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输出整流没有滤波电感的话, 直接就是一个"电子变压器" (输出=输入*匝比), 至于你的输出达不到或不能接近理论值, 那可能是变压器模型及元件参数的问题, 比如说你用了IN4148  详情 回复 发表于 2017-1-16 21:41

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一粒金砂(中级)

maychang 发表于 2017-1-15 11:31
这个,还真没有见过。
这样,岂不是功率管的峰值电流非常大?只有变压器漏感起作用。显然对功率管工作是 ...

版主您好,请帮看下我在power版主回复下的再回复,我这次的理解是否到位了呢?而且当初saber仿出来的模型,IRF端的压降很大,有2V左右,我mos驱动电压给的是10V,对于IRF830来说,这驱动是给足了的

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驱动电压10V,应该是足够了。 实际电路如果发现不正常现像,通常作法是从后向前或者从前向后一部分一部分检查。例如你的电路,可以将负载、输出端并联的电容(无标号,标注的2000不知道什么单位)以及整流桥逐个去  详情 回复 发表于 2017-1-16 22:51

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