CCPS设计[翻译屎涕夫原文]

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CCPS设计[翻译屎涕夫原文]

金坷居士2012/10/27高电压技术 IP:广东

应奇侠的要求我翻译了屎涕夫的这篇CCPS Design（

）希望对大家有帮助~

在这页里我将展示我的CCPS设计，其他人可以作为借鉴。该项目的很大一部分是Sean Taylor同时帮助搞定的。

我们的目标：最初的想法是“用一个小的50lb的逆变器或者变压器代替那个大的工频变压器是不是很爽？”当然答案是肯定的。我们计划用两个大型U磁芯，每个分3Kw，俩供6Kw。15Kv的充电电压听起来相当不错并且可以做个能输出那个电压的变压器。这将在次级输出11Kv 500-600mA。

我们早期的尝试：我们做的第一件事是“尝试一下”。我们需要搞清楚我们在面对什么。先前的经验让我意识到50KHz Ac的绝缘绝非易事。因此我们绕了几个新的线圈，他们几乎都有3层的24-26awg漆包线（0.41mm的吧），次级250匝。初级是10匝的12awg的THHN（类似多股漆包线的东西？）直接用我那最简单的IGBT全桥驱动（输出方波）。问题是变压器几乎是纯感性的。这个造成了一个完美的三角波，使得开关管动作发生在电流最大时！（反语= =）在我简易我们需要曹永谐振软开关拓扑前，IGBT的开关损耗巨大，还炸过管

可靠的H桥。需要注意到我们用接线柱来连接IGBT。这是因为我们不喜欢焊下来IGBT，现在更换IGBT更快了，同时也没那么痛苦了

这是我们的俩线圈。俩都经过真空浸漆。每个线圈有3层24awg的绕组，每个大概250匝。每个产生峰值10Kv，两个加起来有20Kv峰值

这是我们拉出的最大的弧。电流巨大，但是电压很小（重点！）。弧消管炸，之后我开始思考SLR拓扑（Series Load Resonant串联负载谐振）

这是弧刚消失时留下的火焰

SLR拓扑：几乎我所有的资料从Marco Denicola（马抠地你抠拉）的网站来的（很不幸网站关闭了），非常感谢他，我会继续总结关于该拓扑的有用资料。

简单来说，我们给变压器初级串了个电容，用来和初级漏感谐振，谐振频率等于：
Fo=1/(2*pi*sqrt(L*C))

我发现谐振频率工作在100-200Khz工作的比较好

现在,我们用“峰值阻抗”来决定LC谐振的电流。知道这个很重要：峰值阻抗只是一个半拉的周期（可能翻译不对）。这个拓扑不符合“振升”效应，因此我们只用算出阻抗：

Z=sqrt(L/C)

然后用欧姆定律：
V/Z=I

这就是初级的峰值电流

我发现在我需要给初级串个电感，因为我的变压器漏感太小（常用伎俩）

现在，IGBT驱动对该拓扑的正确驱动很重要。驱动波形是50%死区时间的，如图：

蓝色是初级电流，黄、绿的是IGBT驱动信号。注意观察绿色的IGBT开启，电流呈正弦样儿然后在5us时过零然后冲到负的几乎相同的幅度。由于正弦波不那么陡峭，IGBT有一些空余时间去开关。同时，IGBT的开关速度不需要那么快了，因为电流在开关的时候几乎是零（ZCS！），同时开关损耗显著减小！现在在10us的地方黄色IGBT开启同时逆转LC电流的流向。我们再一次得到了同样的波形，只不过是相反的一个方向，完整周期是20us。我们会发现驱动在50KHz但是初级LC谐振在正好2倍频率，100KHz。

神图两张（第二张带电流控制）