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變壓器設計問題討論

我做了個DC/DC變換的變壓器,輸入36伏,多路輸出,分別為12v/,5v,24v,15v.輸出電流都不到1A,f=100kh.
   初級繞了8圈,12v--3圈,5v--2圈,24v--9圈
   發現反激電壓只有18v,原來設計時Vf設為25v,我改變12v的圈數為4圈之后
反激電壓上升到22v多了,而且占空比也變小了,我百思不得其解,為什么副邊的匝數變化會引起占空比的變化而使反激電壓增加呢?

   請問反激電壓是有什么決定的呢?與副邊有關嗎?那主要與我上面的哪個繞組有關呢?24v,5v,12v,15v哪個起主要作用呢?為什么?
   變壓器會發熱,還有MOS 管很燙,為什么?是我的設計有問題嗎?
  
  請各為大俠指教,謝謝!!!!!!!!!!!
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xingyong
LV.7
2
2004-06-16 23:28
沒人回啊,那我就來說說,
首先,你這變壓器總功率并不大,就不要刻意追求高頻了,高頻開關管會較熱,我看做個20KHZ就不錯了,這樣開關管的熱量就下降了很多.
還有輸入電壓變化范圍,如果輸入電壓變化范圍很大,又想要多路輸出,交互電壓調整率是個大問題.想要多路電壓輸出穩定是不現實的,
取樣電壓應該選輸出功率較大,工作時輸出電流較穩定的一路為準.
變壓器很熱分兩種,一是磁芯熱,就是選用的磁芯太差了,或是工作頻率取太高了,二是銅線過細,散熱不好,三是變壓器過小,本身功率不大.輸出功率過大.
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willen
LV.3
3
2004-06-17 09:44
@xingyong
沒人回啊,那我就來說說,首先,你這變壓器總功率并不大,就不要刻意追求高頻了,高頻開關管會較熱,我看做個20KHZ就不錯了,這樣開關管的熱量就下降了很多.還有輸入電壓變化范圍,如果輸入電壓變化范圍很大,又想要多路輸出,交互電壓調整率是個大問題.想要多路電壓輸出穩定是不現實的,取樣電壓應該選輸出功率較大,工作時輸出電流較穩定的一路為準.變壓器很熱分兩種,一是磁芯熱,就是選用的磁芯太差了,或是工作頻率取太高了,二是銅線過細,散熱不好,三是變壓器過小,本身功率不大.輸出功率過大.
是啊,確實存在不少問題.不過下面這一個問題尤其不能理解,能否幫忙分析一下?
條件如下:
Vin=36v
Vout1=24v/0.6A
Vout2=12v/0.2A
變壓器上暫時只有三組線圈(兩組輸出加一組輸入),其他幾路暫不考慮.
取樣電壓為Vout2,既取樣12v做反饋控制.
第一次取Vin,Vout1,Vout2分別為8,8,3圈,此時原邊反激電壓為18v;
第二次取Vin,Vout1,Vout2分別為8,8,4圈,此時原邊反激電壓為23v;
疑問:為何12v繞組由3圈-->4圈,會引起反激電壓如此大的變化,還有為什么反激電壓不降反而升高啊?
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willen
LV.3
4
2004-06-17 13:15
@willen
是啊,確實存在不少問題.不過下面這一個問題尤其不能理解,能否幫忙分析一下?條件如下:Vin=36vVout1=24v/0.6AVout2=12v/0.2A變壓器上暫時只有三組線圈(兩組輸出加一組輸入),其他幾路暫不考慮.取樣電壓為Vout2,既取樣12v做反饋控制.第一次取Vin,Vout1,Vout2分別為8,8,3圈,此時原邊反激電壓為18v;第二次取Vin,Vout1,Vout2分別為8,8,4圈,此時原邊反激電壓為23v;疑問:為何12v繞組由3圈-->4圈,會引起反激電壓如此大的變化,還有為什么反激電壓不降反而升高啊?
怎么沒有人來看看呢?
  難道沒有人知道嗎?
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藍黑
LV.9
5
2004-06-17 16:05
反激電壓是Uout*N
你說增加N會使反激電壓會增高原理上是不可能的,可能是測試錯誤吧?
對于你說的變壓器發熱不知道你是銅損還鐵損引起的,如果是銅損引起
則按二樓的兄弟說的改進就OK了,當然鐵損也可以按他的建議去修改,
小弟學藝不精,還望樓上樓下的多指教!
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2004-06-17 17:03
反激電壓=Vout*Np/Ns
所以你說的情況我也很奇怪.你的反激電壓是怎么測量的,還是用示波器看的?
另外把電路圖貼上來看看?
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ridgewang
LV.8
7
2004-06-17 17:41
唯一的一個解釋,初次級偶合極差,漏感太大.
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willen
LV.3
8
2004-06-17 18:06
@乞力馬扎羅的雪
反激電壓=Vout*Np/Ns所以你說的情況我也很奇怪.你的反激電壓是怎么測量的,還是用示波器看的?另外把電路圖貼上來看看?
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/18/1087478492.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
   圖已貼出
  
   反激勵電壓我是用示波器看的,是測的變壓器初級兩端
  
   還有一個問題就是我的原邊電流在開關管導通瞬間電流尖峰很高,而且出現振蕩;副邊在導通瞬間也有尖峰電壓產生.請問這是為什么呢?怎么解決?
   謝謝!!!!!!!
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willen
LV.3
9
2004-06-17 18:08
@ridgewang
唯一的一個解釋,初次級偶合極差,漏感太大.
那請問解決初次級偶合,有什么方法呢?
    漏感是由什么決定的啊?
    謝謝!
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2004-06-17 21:32
@willen
[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/18/1087478492.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">  圖已貼出    反激勵電壓我是用示波器看的,是測的變壓器初級兩端    還有一個問題就是我的原邊電流在開關管導通瞬間電流尖峰很高,而且出現振蕩;副邊在導通瞬間也有尖峰電壓產生.請問這是為什么呢?怎么解決?  謝謝!!!!!!!
開關管導通時的電流尖峰與變壓器的分布電容、次級二極管的反向恢復、二極管上并聯的電容都有關系.
副邊導通瞬間的尖峰電壓與變壓器的漏感有關系.
你是否已經確定反激電壓的數值,并排除了是變壓器漏感引起的尖峰?
能給出變壓器的電感量和漏感嗎?還有磁芯的參數?
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willen
LV.3
11
2004-06-17 21:50
@乞力馬扎羅的雪
開關管導通時的電流尖峰與變壓器的分布電容、次級二極管的反向恢復、二極管上并聯的電容都有關系.副邊導通瞬間的尖峰電壓與變壓器的漏感有關系.你是否已經確定反激電壓的數值,并排除了是變壓器漏感引起的尖峰?能給出變壓器的電感量和漏感嗎?還有磁芯的參數?
謝謝雪老師的指點,我調試時把輸出二極管上并聯的電容去掉了,并在二極管的前端用了一個電容和一個100 的電阻接地之后好了點.
  我用你的公式算的Vf=Vmos-Vdax-150
  取了Vf=25v
  變壓器的電感量我算了是200多uh,EE-30的磁芯
  我不知道算變壓器的漏感,請雪老師指教,謝謝!!!!
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xingyong
LV.7
12
2004-06-18 07:21
@willen
怎么沒有人來看看呢?  難道沒有人知道嗎?
大家說了半天,說的都不對,
3匝4匝的問題還是我上面說的,變壓器材質過差,就不要做100KHZ的了,還有電路另件說明也太差,也不能上到100K,要想完全說明白,字太多了,最簡辦法,把輸入繞組加多點匝數,效果會更好.
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overstep
LV.5
13
2004-06-18 08:09
@willen
那請問解決初次級偶合,有什么方法呢?    漏感是由什么決定的啊?    謝謝!
把變壓器的結構貼上來看看.
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lin5918
LV.4
14
2004-06-18 08:50
@willen
那請問解決初次級偶合,有什么方法呢?    漏感是由什么決定的啊?    謝謝!
初次級耦合,最好的是三明治繞法,及初級分為兩層,也可以初級為雙線,第一層,和最后一層各一根.
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2004-06-18 09:13
@willen
謝謝雪老師的指點,我調試時把輸出二極管上并聯的電容去掉了,并在二極管的前端用了一個電容和一個100的電阻接地之后好了點.  我用你的公式算的Vf=Vmos-Vdax-150  取了Vf=25v  變壓器的電感量我算了是200多uh,EE-30的磁芯  我不知道算變壓器的漏感,請雪老師指教,謝謝!!!!
你的變壓器開氣隙了沒有,怎么初級8圈,EE30的磁芯,電感量就有200uH?

測漏感是這樣的:將所有的次級繞組短路,測量初級的電感量.
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willen
LV.3
16
2004-06-18 10:55
@乞力馬扎羅的雪
你的變壓器開氣隙了沒有,怎么初級8圈,EE30的磁芯,電感量就有200uH?測漏感是這樣的:將所有的次級繞組短路,測量初級的電感量.
我的變壓器沒有加氣隙,今天我調了一下,把初次級各加了2圈,漏感及電流尖峰都減小了很多,但占空比只有了30%了.反激電壓實際有了45v了(原來定為25v)
為什么會跟理論值相差那么大呢?
還有就是我上面跟二極管串聯的那個100的電阻發熱很大,請問去多大的值比較合適呢?
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willen
LV.3
17
2004-06-18 10:59
@xingyong
大家說了半天,說的都不對,3匝4匝的問題還是我上面說的,變壓器材質過差,就不要做100KHZ的了,還有電路另件說明也太差,也不能上到100K,要想完全說明白,字太多了,最簡辦法,把輸入繞組加多點匝數,效果會更好.
確實是這樣,我增大了匝數就好了很多了,但發熱的問題還是解決不了啊
  還有就是請問一下我的那個電路圖的設計是否還可以改進些啊?請指點,謝謝!
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willen
LV.3
18
2004-06-18 11:08
@lin5918
初次級耦合,最好的是三明治繞法,及初級分為兩層,也可以初級為雙線,第一層,和最后一層各一根.
我初級只有8圈,分兩層不太好吧!
  我是用雙線繞的,你說的第一層和最后一層各一根是什么意思啊?請明示.
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lin5918
LV.4
19
2004-06-18 13:43
@willen
我初級只有8圈,分兩層不太好吧!  我是用雙線繞的,你說的第一層和最后一層各一根是什么意思啊?請明示.
就是你的雙線繞分為,第一層單線,最后一層也單線,但腳位及方向是一樣的
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2004-06-18 14:23
@willen
我的變壓器沒有加氣隙,今天我調了一下,把初次級各加了2圈,漏感及電流尖峰都減小了很多,但占空比只有了30%了.反激電壓實際有了45v了(原來定為25v)為什么會跟理論值相差那么大呢?還有就是我上面跟二極管串聯的那個100的電阻發熱很大,請問去多大的值比較合適呢?
你的電源是flyback電路,變壓器沒有氣隙恐怕有問題.
你的磁芯應該是厚型的EE30吧,Ae=110mm^2的那種.
你按這個數據試試看:
Np=22Ts
5V繞組3Ts
12V繞組7Ts
15V繞組8Ts
24V繞組13Ts
按照輸出功率30W,效率0.6考慮的話.
加氣隙調節初級電感量為193uH左右.繞線工藝參考其他朋友的建議.注意同名端.
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willen
LV.3
21
2004-06-19 19:01
@乞力馬扎羅的雪
你的電源是flyback電路,變壓器沒有氣隙恐怕有問題.你的磁芯應該是厚型的EE30吧,Ae=110mm^2的那種.你按這個數據試試看:Np=22Ts5V繞組3Ts12V繞組7Ts15V繞組8Ts24V繞組13Ts按照輸出功率30W,效率0.6考慮的話.加氣隙調節初級電感量為193uH左右.繞線工藝參考其他朋友的建議.注意同名端.
雪老師你好,我用的磁芯正是你說的那種
  我按你的參數按三明至繞法繞了個變壓器經調試發現
1, 漏感減小了很多,而且電流尖峰也沒有了,發熱的問題也解決了.只是我 有一個疑問:我發現原邊電流減小到了〈1A了,但是3842依然能夠起關斷的作用,3842第三腳不是要大于1v才關斷嗎?為什么還會起作用呢?請指教.

2, 還有5v,24v,15v輸出都不夠啊,只有4.5v,21v,11.5v
   5v繞組應該按9v繞(7805的Vin取9v)還有24v,15v是不是應該多加幾匝  啊?

3, 你的Vf是不是取40v啊?怎么我算的與你的有這么大的差別啊?請問你的Bw取多大啊?
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2004-06-19 21:17
@willen
雪老師你好,我用的磁芯正是你說的那種  我按你的參數按三明至繞法繞了個變壓器經調試發現1,漏感減小了很多,而且電流尖峰也沒有了,發熱的問題也解決了.只是我有一個疑問:我發現原邊電流減小到了〈1A了,但是3842依然能夠起關斷的作用,3842第三腳不是要大于1v才關斷嗎?為什么還會起作用呢?請指教.2,還有5v,24v,15v輸出都不夠啊,只有4.5v,21v,11.5v  5v繞組應該按9v繞(7805的Vin取9v)還有24v,15v是不是應該多加幾匝  啊?3,你的Vf是不是取40v啊?怎么我算的與你的有這么大的差別啊?請問你的Bw取多大啊?
對不起,沒注意你有幾路的輸出是用線性穩壓的.如果電壓不夠,是需要增加匝數.
3842的3腳的1V是指限流保護值.正常時是按照IC內部誤差放大器的輸出值來比較的.你看看3842的內部框圖就知道了.
Vf我是按照42V左右計算的.因為你這個電路是多路輸出,我為了提高每路的精度,對計算方法作了調整.不完全按照我以前寫的那個帖子的方法.
有空的話,我會把這次的計算方法寫出來供大家參考的.
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willen
LV.3
23
2004-06-21 09:15
@乞力馬扎羅的雪
對不起,沒注意你有幾路的輸出是用線性穩壓的.如果電壓不夠,是需要增加匝數.3842的3腳的1V是指限流保護值.正常時是按照IC內部誤差放大器的輸出值來比較的.你看看3842的內部框圖就知道了.Vf我是按照42V左右計算的.因為你這個電路是多路輸出,我為了提高每路的精度,對計算方法作了調整.不完全按照我以前寫的那個帖子的方法.有空的話,我會把這次的計算方法寫出來供大家參考的.
大師太客氣了,非常感謝你的幫助,以后還請多多指教!
  我急切的想了解你的算法,可不可以盡量快點貼出來給我一個參考呢?  
  非常感謝!!!!!
  Emil:willen089110@126.com
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