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海苔醬
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加入日期: Nov 2012
文章: 157
請問電源供應器的功率級一次側問題

主功率級一次側一般分為最古老的半橋式、雙晶順向式、主動嵌位順向式、LLC諧振等,請問這些功率一次側分別有什麼優缺點呢?
     
      
舊 2013-03-25, 11:07 AM #1
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LSI狼
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加入日期: Apr 2004
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文章: 6,019
引用:
作者海苔醬
主功率級一次側一般分為最古老的半橋式、雙晶順向式、主動嵌位順向式、LLC諧振等,請問這些功率一次側分別有什麼優缺點呢?


在下知道的大概講一下
1.BJT半橋,使用BJT晶體驅動,電路簡單,設計難度低,但無法高頻化/高瓦/高效率化,低價低瓦機種中很常見

2.雙晶順向式,使用兩顆MOSFET開關晶體,電路中等,設計難度低,可使用低耐壓晶體,磁性/半導體元件設計得宜可高頻化及高效率化,二次側須搭載輸出儲能電感,變壓器使用率比主動鉗位順向略低,目前市面上大量採用

3.主動鉗位順向,使用一主開關與一副開關(變壓器鉗位&重置用),電路稍微複雜,設計難度中等,同樣改善磁性/半導體元件可高頻及高效率化,二次側同樣要搭載輸出儲能電感,變壓器使用率高於雙晶順向,需使用高耐壓晶體及副開關需有額外驅動電路

4.LLC諧振主要搭配不對稱半橋,使用電感與電容構成諧振槽,達成ZVS交換,減少開關晶體損失,二次側不用設置儲能電感,電路複雜度中等,設計難度較高,諧振槽設計與諧振頻率需依照輸出功率計算,輕負載是在PWM模式,負載提高切換至FM,切換導致暫態反應速度較慢,高頻化設計須使用高速功率元件,目前高效率金牌機種大量採用
 
舊 2013-03-26, 01:43 AM #2
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海苔醬
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加入日期: Nov 2012
文章: 157
引用:
作者LSI狼
在下知道的大概講一下
1.BJT半橋,使用BJT晶體驅動,電路簡單,設計難度低,但無法高頻化/高瓦/高效率化,低價低瓦機種中很常見

2.雙晶順向式,使用兩顆MOSFET開關晶體,電路中等,設計難度低,可使用低耐壓晶體,磁性/半導體元件設計得宜可高頻化及高效率化,二次側須搭載輸出儲能電感,變壓器使用率比主動鉗位順向略低,目前市面上大量採用

3.主動鉗位順向,使用一主開關與一副開關(變壓器鉗位&重置用),電路稍微複雜,設計難度中等,同樣改善磁性/半導體元件可高頻及高效率化,二次側同樣要搭載輸出儲能電感,變壓器使用率高於雙晶順向,需使用高耐壓晶體及副開關需有額外驅動電路

4.LLC諧振主要搭配不對稱半橋,使用電感與電容構成諧振槽,達成ZVS交換,減少開關晶體損失,二次側不用設置儲能電感,電路複雜度中等,設計難度較高,諧振槽設計與諧振頻率需依照輸出功率計算,輕負載是在PWM...


真得很感謝狼大的回答!!這樣看起來好像LLC諧振跟主動嵌位好像設計的比較好的感覺是嗎?我想在請教全橋式的優缺點?
另外二次側調壓機置有最傳統的串聯穩壓、單磁性放大、雙磁性放大以及DC-DC架構,想再請教這些分別有什麼優缺點?
舊 2013-03-26, 12:35 PM #3
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LSI狼
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加入日期: Apr 2004
您的住址: 港都
文章: 6,019
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作者海苔醬
真得很感謝狼大的回答!!這樣看起來好像LLC諧振跟主動嵌位好像設計的比較好的感覺是嗎?我想在請教全橋式的優缺點?
另外二次側調壓機置有最傳統的串聯穩壓、單磁性放大、雙磁性放大以及DC-DC架構,想再請教這些分別有什麼優缺點?


全橋式適用於大功率場合,但需要同時使用四顆開關晶體及驅動線路,電路複雜度增加
部分高效率大瓦數機種採用移相全橋功率級

二次側串聯穩壓就是典型3.3V輸出穩壓,使用一MOSFET或是晶體管從5V輸出穩壓出3.3V,功耗較大
單/雙磁性放大電路,就是指僅3.3V(單)或是3.3V/5V均使用(雙)磁性放大電路調壓,磁性放大電路利用電感在特定B-H曲線下會有如一開關(電抗器)動作,利用控制該電感內部重置電流來達到控制電壓調節的目的,效率較串聯穩壓為高,輸出電流能力受限於該電感繞線尺寸
DC-DC就是經由12V,使用單相同步式交換降壓電路(step-down),轉換出所需的3.3v/5v,效率較磁性放大電路為高
舊 2013-03-26, 11:23 PM #4
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LSI狼離線中  
海苔醬
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加入日期: Nov 2012
文章: 157
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作者LSI狼
在下知道的大概講一下
1.BJT半橋,使用BJT晶體驅動,電路簡單,設計難度低,但無法高頻化/高瓦/高效率化,低價低瓦機種中很常見

2.雙晶順向式,使用兩顆MOSFET開關晶體,電路中等,設計難度低,可使用低耐壓晶體,磁性/半導體元件設計得宜可高頻化及高效率化,二次側須搭載輸出儲能電感,變壓器使用率比主動鉗位順向略低,目前市面上大量採用

3.主動鉗位順向,使用一主開關與一副開關(變壓器鉗位&重置用),電路稍微複雜,設計難度中等,同樣改善磁性/半導體元件可高頻及高效率化,二次側同樣要搭載輸出儲能電感,變壓器使用率高於雙晶順向,需使用高耐壓晶體及副開關需有額外驅動電路

4.LLC諧振主要搭配不對稱半橋,使用電感與電容構成諧振槽,達成ZVS交換,減少開關晶體損失,二次側不用設置儲能電感,電路複雜度中等,設計難度較高,諧振槽設計與諧振頻率需依照輸出功率計算,輕負載是在PWM...


狼大不好意思,關於這篇回文想知道更明白點,有幾點問題請教你!!
1.變壓器使用率高低有什麼影響?這裡的變壓器是指電源供應器的哪裡?

2.輕負載是在PWM模式是指什麼?負載提高切換至FM是什麼意思?,切換導致暫態反應速度較慢會有什麼影響嗎?

3.另外在你的部落格我看到各路動態負載參數設定的測試,這裡是要注意到看什麼數據呢?
舊 2013-03-27, 02:14 PM #5
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海苔醬離線中  
+新同學+
*停權中*
 

加入日期: Aug 2011
文章: 701
輸出有+12V,-12V,+5V,-5V,+3.3V

電源供應器是只有變出+12V,+5V

然後+12V -> -12V

然後+5V -> -5V
-> 3.3V

是這樣的一個架構嗎
舊 2013-03-27, 05:35 PM #6
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+新同學+離線中  
LSI狼
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加入日期: Apr 2004
您的住址: 港都
文章: 6,019
引用:
作者海苔醬
狼大不好意思,關於這篇回文想知道更明白點,有幾點問題請教你!!
1.變壓器使用率高低有什麼影響?這裡的變壓器是指電源供應器的哪裡?

2.輕負載是在PWM模式是指什麼?負載提高切換至FM是什麼意思?,切換導致暫態反應速度較慢會有什麼影響嗎?

3.另外在你的部落格我看到各路動態負載參數設定的測試,這裡是要注意到看什麼數據呢?


1.就是指功率級主變壓器,變壓器使用率就是指說變壓器在一次側開關晶體的正/負半周中,變壓器是否能傳遞電能,一般的順向式,變壓器使用率只有在正半周(<50%),負半周部分變壓器內部殘存磁能會被重置掉而無法轉移能量,而主動鉗位則是利用一副開關將變壓器磁化能量回收,於下一次週期轉到二次側,也就是變壓器使用率提高,並對轉換效率有幫助

2.諧振式電路因為考量到需在諧振點才有最佳表現,而電源供應器負載是變動的,所以在非諧振點以外的負載區間使用不同的操作模式,輕載時使用PWM方式,有如一般功率級的運作,當負載提高進入諧振點頻率區間,就改為調頻(FM)方式,使電路工作在諧振狀態下,當負載變動跨越PWM與FM區間時,控制電路必須在兩種模式間切換,會降低電路對電壓變動的反應速度

3.觀察電壓修正的速度與變動時上下的振幅

引用:
作者+新同學+
輸出有+12V,-12V,+5V,-5V,+3.3V

電源供應器是只有變出+12V,+5V

然後+12V -> -12V

然後+5V -> -5V
-> 3.3V

是這樣的一個架構嗎


不同世代與設計的電源有所不同

目前高效率電源多採用12V分一部分轉換出3.3V/5V,如果是諧振式機種,則-12V可選擇由12V轉換出來或是走主變壓器出來,-5V已經不使用了

而全漢金鈦極/皇鈦極這兩款結構,是轉出12V/5V,然後3.3V由5V轉出,-12V由輸出電感互感而來
舊 2013-03-28, 02:32 AM #7
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加入日期: Nov 2012
文章: 157
[QUOTE=LSI狼]1.就是指功率級主變壓器,變壓器使用率就是指說變壓器在一次側開關晶體的正/負半周中,變壓器是否能傳遞電能,一般的順向式,變壓器使用率只有在正半周(<50%),負半周部分變壓器內部殘存磁能會被重置掉而無法轉移能量,而主動鉗位則是利用一副開關將變壓器磁化能量回收,於下一次週期轉到二次側,也就是變壓器使用率提高,並對轉換效率有幫助

2.諧振式電路因為考量到需在諧振點才有最佳表現,而電源供應器負載是變動的,所以在非諧振點以外的負載區間使用不同的操作模式,輕載時使用PWM方式,有如一般功率級的運作,當負載提高進入諧振點頻率區間,就改為調頻(FM)方式,使電路工作在諧振狀態下,當負載變動跨越PWM與FM區間時,控制電路必須在兩種模式間切換,會降低電路對電壓變動的反應速度

3.觀察電壓修正的速度與變動時上下的振幅

那再請問狼大幾點問題:
1.狼大目前維修經驗來說的話,有碰過什麼日系電容異常的牌子跟系列?另外,松下跟日立電容評價怎麼樣?
2.另外請問主功率級一次側還有推挽式是怎樣運作跟優缺點?
3.以主功率一次側分類來說,狼大心中認為的排名是怎麼樣的?
舊 2013-03-28, 01:51 PM #8
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海苔醬離線中  
doomer19830129
Power Member
 

加入日期: Oct 2012
文章: 630
你的問題很多爬文,搜尋就有的答案,如果你有仔細找過狼大各大論壇..等的文的話

沒有最好的,只有依使用方式,預算,等找出最適合的

此文章於 2013-03-28 03:52 PM 被 doomer19830129 編輯.
舊 2013-03-28, 03:49 PM #9
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doomer19830129離線中  


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