变压器反激升压电路分析

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moqi816|  楼主 | 2021-4-1 11:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
请教各位大神,如附件电路所示:
       PWM_HV为5V PWM输入,变压器参数120T:840T,初级感量1.7mH,2脚和5脚为同名端。电路平时空载(只有R10,R12,R14,R18串联耗电。)
同事说只要PWM调整合适,C7两端电压为325V。但是我算了下,C7两端电压,顶大应该是35V(原边副边变比决定),怎么能出325V呢,想请教下各位,这个电压到底怎么算?!最好从数学计算给出答案。万分感谢。
变压器反激升压.png

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zyj9490 2021-4-1 14:09 回复TA
别听他人瞎扯。 

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aprilis999| | 2021-4-1 12:07 | 显示全部楼层
反激理论上只要你管子耐压够高,负载够小,你要多少伏输出都没问题.

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zyj9490 2021-4-1 21:14 回复TA
反激是恒能量传递,因此平均输入功率大于平均输出功率,最后达到电压平衡。 
123654789| | 2021-4-1 12:17 | 显示全部楼层
决定C7电压的因素有
1 . 供电电压
2 . 变比
3 . 占空比

你还忘记了占空比 ,

你把占空比调大 ,C7的电压会升高(不止35V的)

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zyj9490| | 2021-4-1 14:53 | 显示全部楼层
就一个带有倍比的降压开关电源而已,电压只有降,没有升。本质还是BUCK,最高输出电压就是倍比*初级电压。

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不亦心 2021-4-2 21:12 回复TA
这是胡说八道,已经有人拍砖了,就不用再嚷嚷要干货了吧 
123654789 2021-4-1 15:58 回复TA
胡说八道 
moqi816|  楼主 | 2021-4-1 15:28 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2021-4-1 14:53
就一个带有倍比的降压开关电源而已,电压只有降,没有升。本质还是BUCK,最高输出电压就是倍比*初级电压。 ...

我验证过这个电路,C7上电压确实会非常高,想不通为什么

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moqi816|  楼主 | 2021-4-1 15:31 | 显示全部楼层
123654789 发表于 2021-4-1 12:17
决定C7电压的因素有
1 . 供电电压
2 . 变比

占空比为什么会影响到电压比呢(为什么能推高次级电压),我想的极限情况,原边5V电压全部传到次级(占空比接近100%),那次级最大也应该是5V*7=35V啊,为什么会升高那么多呢?这个电压是从哪儿来的?

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moqi816|  楼主 | 2021-4-1 15:33 | 显示全部楼层
aprilis999 发表于 2021-4-1 12:07
反激理论上只要你管子耐压够高,负载够小,你要多少伏输出都没问题. ...

能解释下为什么吗?从能量守恒的角度,原边导通存储的能量转移到次级,次级的电流很小,那电压必然很高?

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moqi816|  楼主 | 2021-4-1 15:34 | 显示全部楼层
我想用电路原理,基本公式算出来次级输出电压与原边电压,变压器变比,以及占空比,以及频率之间的关系。

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zlf1208 2021-4-1 20:49 回复TA
你查一下开关电源相关的书籍,里面都有讲解的,或者搜索:伏秒平衡 
深秋王| | 2021-4-1 15:36 | 显示全部楼层
还要考虑频率

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moqi816|  楼主 | 2021-4-1 15:44 | 显示全部楼层

对,是得考虑频率,但是不知道怎么算出来这个电压

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123654789| | 2021-4-1 15:47 | 显示全部楼层
就一个带有倍比的降压开关电源而已,电压只有降,没有升。本质还是BUCK,最高输出电压就是倍比*初级电压。

========================================

  电压只有降,没有升

  这几个字严重错误

  尝试想一下,三相大功率电机在关断的那瞬间。


  三相大功率电机 = 楼主电路的电感

  闸刀 = 楼主的MOS

  关断闸刀 = 关闭MOS

  三相大功率电机在关断的那瞬间,击穿空气,产生很大电弧,

  如果按照 电压只有降,没有升 , 那么电弧只能少于 380V

  尝试想一下,电弧是不是真的少于 380V ???

  380V 能击穿空气吗 ???


  最后强调一点 , 电机里面变比 , 没有次级绕组

  不要变压器变比 ,都能够击穿空气,电压高到什么程度 ???

  电压是不是不能够升高啊  ???

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moqi816 2021-4-1 16:06 回复TA
如何计算这个电压? 
zyj9490| | 2021-4-1 16:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 zyj9490 于 2021-4-1 16:51 编辑

全耦合,轻负载,初级电感的能量全转移到C7电容,即0.5L*I^2=0.5c7*V^2.即,V=L^0.5*I/C7^0.5,I是初级电感的峰值电流。可通过占空比来调节。如果是重负载,守伏秒平稳原则。反激开关电源,初次级变比可用于初次级电流的转换,(关断时间),符合二个原则,初次级电流之比符合匝数之比,能等量原则。初级电感储存的能量转移到次级输出电容中。(轻负载),因此可以获得高电压输出。

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不亦心 2021-4-2 21:21 回复TA
先不说漏感尖峰及电容的峰值保持,按你这公式跑几个周期,电容不会爆吗。 重载伏秒积平衡,难道轻载就不平衡了? 
yufuming007| | 2021-4-1 16:22 | 显示全部楼层
你是拿工频的50Hz算变比的吧?

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123654789| | 2021-4-1 16:24 | 显示全部楼层
楼主电路当中初级线圈的电压( 就算不与供电电压叠加 )也能够高于供电电压的一个例证

下面的帖子

https://bbs.21ic.com/forum.php?m ... =%E7%94%B5%E6%BA%90

变压器耦合的甲类功放输出信号值能够超过供电电源? [复制链接] 2049|33

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zyj9490| | 2021-4-1 16:30 | 显示全部楼层
123654789 发表于 2021-4-1 16:24
楼主电路当中初级线圈的电压( 就算不与供电电压叠加 )也能够高于供电电压的一个例证

下面的帖子

此主题是恒压输出,而本主题是恒能量原理。这是二种不同的机制。

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不亦心 2021-4-2 21:21 回复TA
所有的功率处理都是能量的处理,瞎扯什么机制不同 
moqi816|  楼主 | 2021-4-1 16:40 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2021-4-1 16:04
全耦合,轻负载,初级电感的能量全转移到C7电容,即0.5L*I^2=0.5c7*V^2.即,V=L^0.5*I/C7^0.5,I是初级电感 ...

我觉得你这个思路是对的。导通瞬间变压器原边的电压是确定的,根据U*I =L*△t  能算出电流,然后原边的存储能量E=0.5*L*I^2 =0.5*u^2*△t^2 /L =0.5CV^2,然后得出C7上电压关系式

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叶春勇| | 2021-4-1 16:50 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2021-4-1 16:04
全耦合,轻负载,初级电感的能量全转移到C7电容,即0.5L*I^2=0.5c7*V^2.即,V=L^0.5*I/C7^0.5,I是初级电感 ...

你的说法有问题呀,由于二极管的存在,电容可以存储若干个周期的电感能量。跟打气筒原理类似。

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zyj9490 2021-4-1 21:02 回复TA
@叶春勇 :如果低负载,多少电容,通过时间累积最后达到平衡。另一个方法就是反馈。增加初级单次传递能量。 
zyj9490 2021-4-1 21:00 回复TA
@叶春勇 :并不是电容决定的,而是负载决定的。电容只能决定暂态,负载决定长期电压。 
叶春勇 2021-4-1 17:42 回复TA
@zyj9490 :按你的公式,电容越大,电压越低,不靠谱的, 
zyj9490 2021-4-1 17:07 回复TA
@叶春勇 :包括脉冲变压器的分布参数的问题,可都认为是理想的。 
叶春勇 2021-4-1 17:03 回复TA
@zyj9490 :次级有个二极管加电容,相当于模电中的峰值采样器。楼主关心的最大电压,这个电压与次级绕组圈数和磁感应变化速度(变压器截面积不变化)有关。 
zyj9490 2021-4-1 16:57 回复TA
前提是全耦合,无漏感,整流二极管无压差。 
zyj9490 2021-4-1 16:56 回复TA
最后电感电流等于0表示全部能量充进C7 
zyj9490| | 2021-4-1 16:55 | 显示全部楼层
叶春勇 发表于 2021-4-1 16:50
你的说法有问题呀,由于二极管的存在,电容可以存储若干个周期的电感能量。跟打气筒原理类似。 ...

没问题,几个周期的能量相等原则。几个周期的能量进行累加,最后看它的电容电压,我以上分析非精密的定量分析,而是提共一个思路,输出电压随负载的轻重可变,表示开关电源以恒能量转换原则,非恒压转换原则。

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不亦心 2021-4-2 21:24 回复TA
恒能量转换原则,恒压转换原则,你可以和HWM做朋友 
叶春勇| | 2021-4-1 16:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 叶春勇 于 2021-4-1 17:00 编辑
moqi816 发表于 2021-4-1 16:40
我觉得你这个思路是对的。导通瞬间变压器原边的电压是确定的,根据U*I =L*△t  能算出电流,然后原边的存 ...

由于时高压输出,二极管导通电压忽略。N为次级圈数。
8847460658b199aa81.png

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zyj9490| | 2021-4-1 17:01 | 显示全部楼层
moqi816 发表于 2021-4-1 16:40
我觉得你这个思路是对的。导通瞬间变压器原边的电压是确定的,根据U*I =L*△t  能算出电流,然后原边的存 ...

关断时刻,原边电感的电流从I变0.次边电感的电流从0变到I/N,N是初次匝数比,输出电压变为R0*I/N瞬间,指数下降。这是没有输出电容的情况。

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不亦心 2021-4-3 15:42 回复TA
@zyj9490 :哈哈哈,越来越有意思了。是的,我早就说过我是水货了,水货能知道伏秒积已经要了老命了。我是一个本分的水货,只专心灌水,从不胡说八道误导别人。比如:“原边电感的电流从I变0.次边电感的电流从0变到I/N,N是初次匝数比)”,这种胡说八道的行为。 
不亦心 2021-4-3 15:37 回复TA
@zyj9490 :拿板砖拍人要拍对点,不要造谣,“原边的漏感能量耦合到次边”这可是你说的,我可不敢这么胡说八道。我说的是变压器漏感很大(120:840显而易见),漏感尖峰会被电容保持,从没提过原边漏感。原边没有吸收,是和加了吸收的对比,多出了0.5*Lr*Ipk^2*Vor/(Vclamp-Vor)的励磁电感的能量。估计你也看不懂,看不懂没关系,但不要造谣诬陷。 
zyj9490 2021-4-3 14:53 回复TA
@不亦心 :只会伏秒平衡? 
zyj9490 2021-4-3 14:52 回复TA
@不亦心 :原边的漏感能量耦合到次边,呵,呵, 
zyj9490 2021-4-3 14:49 回复TA
@不亦心 :指的是断开时刻的输出电压。 
不亦心 2021-4-2 21:51 回复TA
@moqi816 :我是水货,你这个我计算不了,要实际调试。比较理想的情况下,这么小功率,一般DCM模式(Ton+Toff+Td=T),Vin*Ton=Vor*Toff,Vor/Np=Vout/Ns,0.5*Lp*Ipk^2*Fs*n=Pout,即可。实际上,你的变压器漏感很大,原边也没有吸收,负载有很轻,漏感尖峰会被电容保持,输出电压会偏高很多,为避免噪音,Fs不能很低,mcu处理精度Duty也会受限,只能跳周期工作,也就是burst mode 
不亦心 2021-4-2 21:27 回复TA
”原边电感的电流从I变0.次边电感的电流从0变到I/N,N是初次匝数比,输出电压变为R0*I/N瞬间“ 姑且认为全程DCM,你自己好好看看你的红色部分,说你是一本正经的胡说八道冤枉你没 
不亦心 2021-4-2 21:10 回复TA
@zyj9490 :哈哈哈,这都被你看出来了,本人只会灌水,没有干货 
moqi816 2021-4-2 08:41 回复TA
@不亦心 :可否讲一讲你的看法思路? 
zyj9490 2021-4-1 21:42 回复TA
@不亦心 :讲不出来的,有本事来得干货,讲不出来吧。 
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