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变压器反激升压电路分析

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 楼主| moqi816 发表于 2021-4-1 11:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
变压器, 电路分析, 反激, 升压电路, PWM, 电压
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。

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zyj9490
别听他人瞎扯。  发表于 2021-4-1 14:09

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aprilis999 发表于 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
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。  发表于 2021-4-1 21:14
123654789 发表于 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 发表于 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
这是胡说八道，已经有人拍砖了，就不用再嚷嚷要干货了吧  发表于 2021-4-2 21:12
123654789
胡说八道  发表于 2021-4-1 15:58
 楼主| moqi816 发表于 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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 楼主| moqi816 发表于 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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 楼主| moqi816 发表于 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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 楼主| moqi816 发表于 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
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  发表于 2021-4-1 20:49
深秋王 发表于 2021-4-1 15:36 | 显示全部楼层
还要考虑频率
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 楼主| moqi816 发表于 2021-4-1 15:44 | 显示全部楼层
深秋王 发表于 2021-4-1 15:36
还要考虑频率

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 发表于 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
如何计算这个电压？  发表于 2021-4-1 16:06
zyj9490 发表于 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
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？  发表于 2021-4-2 21:21
yufuming007 发表于 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 发表于 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 发表于 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
所有的功率处理都是能量的处理，瞎扯什么机制不同  发表于 2021-4-2 21:21
 楼主| moqi816 发表于 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 发表于 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
@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。  发表于 2021-4-1 21:02
zyj9490
@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。  发表于 2021-4-1 21:00
叶春勇
@zyj9490 ：按你的公式，电容越大，电压越低，不靠谱的，  发表于 2021-4-1 17:42
zyj9490
@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。  发表于 2021-4-1 17:07
zyj9490
@叶春勇 ：这个问题已经超题了，是磁心的问题，磁心的变化速度也是带宽与磁感应包和度的问题，我们可认为磁心是理想的情况下。  发表于 2021-4-1 17:06
叶春勇
@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。  发表于 2021-4-1 17:03
zyj9490
前提是全耦合，无漏感，整流二极管无压差。  发表于 2021-4-1 16:57
zyj9490
最后电感电流等于0表示全部能量充进C7  发表于 2021-4-1 16:56
zyj9490 发表于 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
恒能量转换原则，恒压转换原则，你可以和HWM做朋友  发表于 2021-4-2 21:24
叶春勇 发表于 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。

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zyj9490 发表于 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
@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。  发表于 2021-4-3 15:42
不亦心
@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。  发表于 2021-4-3 15:37
zyj9490
@不亦心 ：只会伏秒平衡？  发表于 2021-4-3 14:53
zyj9490
@不亦心 ：原边的漏感能量耦合到次边，呵，呵，  发表于 2021-4-3 14:52
zyj9490
@不亦心 ：指的是断开时刻的输出电压。  发表于 2021-4-3 14:49
不亦心
@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  发表于 2021-4-2 21:51
不亦心
”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  发表于 2021-4-2 21:27
不亦心
@zyj9490 ：哈哈哈，这都被你看出来了，本人只会灌水，没有干货  发表于 2021-4-2 21:10
moqi816
@不亦心 ：可否讲一讲你的看法思路？  发表于 2021-4-2 08:41
zyj9490
@不亦心 ：讲不出来的，有本事来得干货，讲不出来吧。  发表于 2021-4-1 21:42
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