8.1 反激电源变压器的绕线制作技巧(尖峰毛刺与耦合问题)(1)

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各位大家好,我是邵革良 现在我们开始进入 反激电源变压器绕线制作技巧的培训 那么这一讲呢 我们主要想围绕着这个怎么样控制 这个 VDS 的毛刺尖峰尖峰毛刺 那么以及一些耦合 怎么改善耦合度的设计的一些技巧 那么大家看到这个画面 福州大学陈为老师编的这个内容 做得非常地简洁明了 把问题呢就是真相呢 一目了然地揭示出来了 那么我们看啊 上面一个是 DCM 是不连续的 底下是 CCM 连续的这两个波形 那么这个示波器里面呢 上面是驱动波形 底下是为 VDS 驱动波形和 VDS 我们看这个地方都有一些毛刺 这个地方有一些振荡 那么我们讲到这个毛刺和振荡的时候 特别是这些毛刺也好,振荡也好 其实它展开都是一个这样的衰减振荡 那么我们讲到衰减振荡 其实有几个内容我们必须要进行强化一下 从这个画面,我们可以很清楚地看到 那么中间这一部分呢 这个红颜色的是指 对我们这个振荡会产生的主要的几个元件 那么像 VDS 上面的毛刺 无论是连续的连续模型 还是不连续模型 上面的尖峰毛刺 它由谁造成的 实际上是由这个 Cp 和 Lk 漏感 那么还有下面 Cds 就是寄生的电容 场效应管寄生电容 由这几个 LC 振荡造成的 我们讲 CP 是我们吸收的电容 这个电容我们为了钳位它的电压 所以是电容呢一般容量都比较大不很小 那么这个电容相对会比较小 但是电压比较高 那寄生电容很小 也就是说这两个地方原则上 都不可以随随便便改来改去 那么唯一我们要控制什么呢 控制这个漏感 那么底下的这个振荡 其实我们从这个图里面看 实际上它是这两个电容跟励磁电感振荡 那么我们知道励磁电感是比较大的 我们前面讲过 选择的时候一般几百个微亨 有的大的甚至毫亨级的 所以说这个呢非常大 因为这个大 所以说这个 LC 的振荡的周期就比较长 所以说我们看到这个底下这部分就比较长 当然了,如果说像这个连续模型 因为后面还没等到它自由振荡的时候已经被导通 所以看不到这个东西 那么我们其实最关心的还不是这个内容 最关心的还是尖峰毛刺是怎么控制 那么尖峰毛刺控制 从这个图上来看 我们实际上啊 它的核心的问题就是这个漏感 为什么说核心问题是漏感 因为在这个尖峰毛刺发生在场效应管关闭的那一瞬间 那关闭的时候实际上是 流过变压器原边的电流达到最大值 那么漏感相当于串联在这个原边里面 那么也就意味着最大值的电流流过了漏感 那么在漏感里面储存的能量 1/2I^2Lf 这就是它的功率 那么所以说这部分的能量 它是不会被释放到后边去的 那它只能在关闭的时候在这里头转圈 给这个电容充电 那么当然呢因为它是个 L 和 C 所以它充完电之后呢 它这个会谐振起来 那么会不断地在里头循环 那么直到它被衰减掉 那么最后的这个地方就被衰减掉了 所以说它这个过程 那么我们要想解决这个毛刺 控制它的幅值 那既然它是一个 LC 的一个振荡 那么我们首先很关心的就是 它的 LCR 振荡的这个网络 那么这个网络哪个是 L,哪个 C,哪个 R 那么前面讲的 R 是在这个回路里面的内阻 讲到这个衰减振荡 所以说我们比较关注的几个方面 第一个是振荡激励源 那么第二个是这个振荡的尖峰电压 因为我刚才讲要把毛刺减小 那么我们就是希望把这个电压降低了 那么第三个呢其实它有个特征 就是它的振荡的频率 频率它是由 L 和 C 来构成的 那么第四个就是衰减速度 也就是说多长时间把它变没了 就是从很高频率进行振荡 最后慢慢就变得没有了 所以说呢一旦我们讲到这个 LCR 振荡 实际上它是有这么几个特征 那么我们最最关心地其实还是希望控制 这个电压的尖峰不要弄得太高 那么我们再回过头来看 怎么样不能太高 其实呢我们讲这个电压主要是激励源的电压 那么在这个电路里面 激励源的电压是在哪里呢 激励源的电压 我们看啊实际上就是说在关闭的时候 那么最高的电压 那一瞬间最高电压它能在哪里 最高电压其实储存在这个电容 电容的一个直流电压 就是我们的最高的电压 LCR 它振荡的时候就是这里头能量 然后在里头,还有这里头能量 在里头来回跑 那么我们要想减小这个毛刺尖峰 那我们最简单的办法 就是要把这个电压降下来 但是这个电压呢我们最低的一个电压是多少? 最低电压我们前面讲过 就等于输出电压乘变比 就把它钳位在这个地方,对吧 那么为什么我们会产生更高比输出这个电压 输出电压其实就是从这一块开始 就这一段,这两个粉线的之间 这个粉颜色的线之间 这个电压是我们的 CP 的电压 那么为什么会冲上去呢 其实我们这里头还有个能量 这个能量呢会继续往里头就是充电 所以这个会冲上去 那么我们如果这个能量特别大 我们这个能量是 每个周期都要被放电放掉的 放电的办法就是这地方有个电阻 我们并了一个 LCR 的吸收电阻 那么如果说我们这个能量非常大 也就是这个 L 非常大 那么这个吸收电阻呢总之就要比较小一点 那么才能把这个电压控制地比较低 但这样一来瓦数就非常大 所以说呢我们要真正解决 它这个电压低的办法 实际上也唯一的一个办法 就是把这个漏感做到非常小 甚至接近于零 那么接近于零这个能量就非常小 也就是说让 CP 上面超出 我们 Vo 的那个部分呢要尽可能地控制少了 所以说那么这个放电的电阻呢 就几乎是很高的一个阻值 或者是它忽略不计 就是它这个阻值太大 引起的损耗可以忽略不计 这是我们所希望的 所以说呢那么真正的最后 如何解决这个尖峰不要太高 实际上就是我们怎么样想尽办法 把这个漏感减小 就是最终我们是围绕这个地方 其它东西都不是我们能够有手段去调整的
课程介绍 共计17课时,3小时3分12秒

精通反激电源变压器及电路设计

电源 变压器 CCM 反激 DCM CRM Vds 电压尖峰毛刺 电压调整率 电源效率 电磁兼容

全面系统介绍反激电源的控制模型,CCM,DCM,CRM的三种工作模式下的变压器,原副边半导体主功率器件的工作特点,推导出各工作状态下变压器设计计算方法;Excel变压器设计计算工具软件,针对电源工作的全范围的主功率器件,电容器,变压器,一目了然地展现出其电流,电压,磁通密度,电流密度,高频纹波,工作状态的实际数值,便于及时全面快速地优化变压器及反激电压的电路设计;针对反激电源设计,普遍困扰的Vds电压尖峰毛刺控制,各绕组间耦合度及电压调整率的设计优化,电源效率,电磁兼容等难题,对其机理及解决方法实例分析讲解,提高针对反激变压器及反激电源设计的实战能力。
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讲师

讲师: 邵革良

田村(中国)企业管理有限公司上海研发中心 所长中国电源学会专家委员会 委员中国电源学会磁技术专业委员会 委员中国电源学会磁元件技术服务专家组 副组长中国电源学会标准化委员会 委员深圳市科技专家协会 科技专家深圳市科技创新委员会 专家 20年的一线电源研发的资深经验,先后从事并主持过电机调速变频器、逆变焊机、通信一次电源系统、电力系统直流操作电源系统、CBB波音商用飞机宽带互联网机载电源系统、高效率DC/DC砖块电源、电流传感器、变频空调及光伏逆变器、新能源汽车等各种新型磁元件的众多研发项目。 拥有众多的与国际一流研发团队的合作经验,并精通于电源和磁元件产品的可靠性研发管理和实践。特别是在新能源磁元件领域,通过大量的原创性技术创新和行业应用推广,引导着世界功率磁元件的技术变革。 其中完成电源及磁技术等领域多国专利申请40余项,并已取得7项国家发明专利受权。

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