最近看到一位群友在聊中频感应加热电源，听他说这种东西利润非常可不雅观，搞一台顶我们搞普通电源几十台，以是我不禁去看了下这方面的资料。由于本人并未从事感应加热行业，也无实际项目和事情履历，以是下文全上基于本人的理论推测和剖析，如果与实际项目或产品有出落，请各位帮忙指示，感激。
我首先搜到是这一张系统实现事理，可见拓扑框架为：
很明显，这是一个串联谐振变换器（SRC），输出侧直接用高频变压器隔离和调压，产生高频正弦电流，正弦电流在线圈中产生互换磁场。线圈中的被加热器件，由于磁滞损耗和涡流损耗花费了感应线圈中感应出的磁场功率，从电路的角度可以大略的等效为电阻性损耗来剖析，更多详细的或者更详细的磁损耗和感应加热的理论剖析，我后了研究了有了进展后再来补充。或者大略的把这个当电磁炉来看待就好，根据加热器件的磁损特性和所需的温升以及穿透深度可以来对系统负载电阻R来进行打算和建模。这个电阻还是很主要，由于SRC的输出能否知足设计需求，上须要考虑系统的Q值，也便是这个负载电阻能影响串联谐振的最大功率点输出。
我们搞LLC的都会理解这么一个别系参数设计方法，以是这里略过。 这种高频隔离串联谐振感应加热系统的事情频率为30~100KHZ，功率为5~100KW，三相电压输入，不控整流，以是串联谐振的原边输出电压最高约为500VAC（峰值），须要须要对输出电压进行调节是可以利用高频变压器的匝最近进行设计。其余一点也引出了串联谐振系统的功率掌握方法。这里我先提出我的两个思考点，其一SRC为了实现最高的功率输出和最佳效率，须要把事情点固定在谐振频率上，因此事情起来之后SRC的事情频率上固定的。其二为了实现对输出AC幅值进行调节，须要改变直流母线的电压。
因此我认为在SRC的前面还会串联一级非隔离的BUCK变换器。该级BUCK变换器用来一方面用来掌握直流母线的电压，一方面用来限定SRC的输出功率。BUCK变换器可以通过电感电流和输出电压的双闭环办法来做，能同时实现恒压和恒流的效果，而且掌握成熟可靠，再通过串联SRC来实现对不同功率的感应加热进行功率闭环掌握。 其余为了匹配不同的感应加热负载，或者说知足客户的定制化需求，谐振电容或谐振电感两者个中一个会设计为可调节器件，从难易程度来看。固定谐振电感通过调制谐振电容器能更随意马虎实现这种知足客制化的需求，其余变压器的匝比引入后也能扩大SRC的输出AC电压的幅度调度范围……
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280W电源设计实例
首先在设计前，我们先将须要的技能参数罗列出来：
输入电压范围：AC90V~130V（110V供电）；AC185 V~270V（220V供电）
输入频率：50HZ/60HZ
输出电压：DC28V
最大电流：10A
输出纹波精度：50mV
输出精度：+-2%
首先进入我们的预估计算：我们知道输出电压电流，那我们就可以打算出输出的功率Po=2810=280W，按照80%的效率来算，我们的输入功率为280/0.8=350W。
接下来我们要打算出输入电压的最大值和最小值，在AC110V的条件下，我们可以得到Vin(low)=21.41490=254V；Vin(hi)=21.414130=368V；在220V供电的情形下，我们可以打算出Vin(low)=1.414185=262V；Vin(hi)=1.414270=382V。
从上述打算出来的电压值，我们可以得到电流最大均匀值Iin(max)=350/254=1.38A；最小均匀值Iin(min)=350/382=0.92A；最大峰值电流Ipk=2.8280/254=3.1A。
由于需求是采取半桥式的电路拓扑构造，那我们一样平常为了减小电源启动时的浪涌电压，都会加装一个软启动电路。
我们将电源的事情频率先定在100KHZ，查找知足哀求的掌握芯片，我们就选择34025这款掌握IC。
选好掌握器后，我们要进行变压器的设计，我们还是按照大略的办法来进行设计，选择E-E型变压器磁芯，这款构造的磁芯绕线面积比较大，我们采取的是半桥式的构造，所以为了通过VDE认证，就要加许多绝缘层，这就须要增大变压器的绕线面积，磁芯材料可以利用3C8（铁氧化软磁性材料）或者是“F”材料，这两种材料在100KHZ的事情频率下，磁芯所产生的铁损是可以接管的。
磁芯尺寸预估大约为33mm，而最靠近这一个尺寸的现有的磁芯类型便是F-43515，为了防止我们预估和实际涌现偏差，我们最好还要预定一个比这个尺寸大一号的F-44317，防止绕组尺寸超过变压器的窗口面积。
我们选用F-43515型磁芯时，在打算一次侧的匝数时，要考虑电源刚启动时的一些情形，比如在刚开始事情的那几个毫秒内，全体输入电压都会加载到一次绕组上，以是我们设计时要考虑在这段韶光内，我们的变压器不能饱和；一次绕组须要的匝数为：Npri=(38210^8)/(410028000.904)=37.7匝，我们取整数38匝，二次输出绕组Nsec=[1.1（28+0.5）38]/[(254-2)0.95]=4.97匝，我们取整为5匝，这样我们在最小输入电压时得到的最大占空比为4.950.95/5=94%；对付赞助绕组=512.5/28.5=2.2匝，我们取2匝，那么我们赞助绕组的电压就变为11.4V，这个还是可以接管的……
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开关电源的阻尼振荡
Buck振荡波形
Buck电路电感前面的SW波形，想必大家都丈量过，总的来说，无非下面两种：
不论是连续模式，还是断续模式，都会有上升尖峰或者是低落尖峰，无非是大小的问题。
如果我们拉开来看，尖峰可以看出来是一个振荡波形，频率很高。
或者更明显的，断续模式中，在电感电流降落为0时就开始振荡，幅度不小，并且频率也不高。
对付新手来说，可能在心里打鼓：这个振荡莫不是有什么问题？
上面这些振荡，或是尖峰，要理解为什么长成这样？有没有问题？如何抑制？如果要详细理解来龙去脉，实在并不是很随意马虎。
这些波形，实质上便是LC阻尼振荡，这一节我们先搞明白LC阻尼振荡的各种情形。
LC阻尼振荡
上面说的这些波形，产生的机理便是，在开关断开之前，电感或电容被充电。而在开关断开之后，电感或电容的能量须要开释，因此会找到电路中的寄生电容或是寄生电感，再结合电路中的等效电阻，组成了LC阻尼振荡。
Buck详细是如何构成LRC回路的，由于涉及到很多寄生参数，这个也不随意马虎搞清楚，后面专门细说。
这节的主题便是LC阻尼振荡。
我们就以最大略的LRC串联电路来举例
这个电路其实在大学课程《电路剖析》该当有学过（彷佛《旗子暗记与系统》这门课也有），便是一个二阶电路。
这个电路的波形分为四种情形，分别是：
最近get一个新技能，试着利用了一下LTspice仿真，觉得还不错，比Matlab方便吧。当然，也只能解释两个软件侧重点不一样吧，Matlab是数学工具，如果能用Matlab搞出下面的结果，理解肯定会更加的深入，但是难度更高吧。
下面来看下我做的LTspice仿真：
初始条件：L=10nH C=10nF 初始电感电流I=1A，电容电压为0V。
根据公式2(L/C)^0.5求得临界阻尼电阻R=2Ω。
下面我们只改变电阻R，让R=4Ω，2Ω，1Ω，0.1Ω，0Ω，分别来看看波形：
从上图我们可以得到振荡频率：
我们比拟R=0.1和R=0的波形，可以看到，振荡的周期（两个波峰的韶光差）是一样的，都是62.8ns旁边，实在这就即是LC电路的谐振频率。
知道这个频率有什么用呢？
我们可以根据这个得到电路中总的电感或是电容多大。
实际运用中，我们常日可以用示波器量出振荡尖峰的频率，然后我们可以人为并上一个电容，这时尖峰频率肯定会发生变革，我们再用示波器测出来。
根据前后的频率，增加的电容容量，我们就可以算出寄生电容和电感是多大……
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TEA1716掌握的电源在差模雷击测试时发生电压跌落的办理过程和思考
在这款采取TEA1716T掌握的150瓦电源，进行差模雷击测试时。创造有锁机和电压跌落的情形发生。锁机的办理办法是将OVP的电阻轻微放大一些，但是副边的过压保护是否会超标，还须要进一步的测试。在这里我只是对雷击测试时电压跌落的问题进行剖析。下面是进行差模2KV测试时，输出电压跌落的波形:
（雷击测试时的输出电压）从上图可以看到，在雷击测试时，输出电压从12V开始跌落到9.1V，然后电压再逐步规复。可以想到的是：当差模雷击2KV电压进入电源的LN时，会经由PFC上的Bypass二极管将原边直流母线的电压迅速的提升到一个较高的值。在这种情形下：原边母线会电压快速上升，然而当前的开关频率还坚持在正常事情的值（由于电压模式LLC的反馈掌握的缘故原由，必须要输出有变革才能影响到频率变革，属于滞后掌握系统），以是差模雷击进来后，会将谐振电容上的电压提升到非常高的值。
这种状态和过流保护的的表现非常相似，常日电压模式的LLC的过流保护，都是检测谐振电容上的电压，通过判断谐振电容上的电压上升到某个值后，进入过流保护动作。要么是快速地拉升频率，要么便是重启。 于是我用差分探头不雅观察了谐振电容上的电压，当差模雷击进入电源时，其波形为：
（雷击测试时的谐振电容电压） 可以看到的是，在雷击进入电源后，谐振电容的电压比正常事情电压高了非常多。下面还有展开后细节部分的波形，可以看到谐振电压的电压最高上升到了869V。按监测谐振电容的电压来进入拉升频率的过流保护来看，此时IC肯定将开关频率直接拉到最高频率的极限。其表现为谐振电容上的电压达到OCP设定点后，掌握器快速拉升频率来降落谐振电容电压，表现在输出电压上，便是输出电压跌落到9.1V后，缓慢上升到12V。
（雷击测试时的谐振电容电压） 通过以往履历的判断，首先可以肯定是过流保护这里的问题。究竟选择什么样的值，能将这个三个周期的过流旗子暗记去除，让差模雷击进入时，IC不要实行拉升频率的动作。为了便于判断问题，我首先将过流保护移除，差模测试4K ,5K都没问题。但是，只要我加上过流保护，必定每次输出电压都会掉坑。如果将过流保护放的很大，雷击测试也是可以。只是额度输出13A，到了26A还没OCP。这显然不能接管啊。 检讨IC的运用文档可以看到：
（TEA1716的谐振电流采样内部功能示意图）在CS引脚上有两个功能：1 Over Current Regulation (OCR) slowlyincreases the frequency and the protectiontimer is started. 过流规格 ，缓慢地增加开关频率，同时保护定时器开始计时。2 Over Current Protection (OCP) steps to maximum frequency. 过流保护，直接将开关频率设置到最大值。 可以很随意马虎的得知，在雷击进入后，CS的电压高于了1.75了。IC直接将开关频率拉升到了最高点，以是可以看到输出电压的跌落和谐振电容电压的快速低落。这一个功能，在实现LLC的短路保护确实有非常好的效果。
下面是一个短路保护时的电流波形，个中绿色是原边谐振电流波形，黄色和紫色是副边整流二极管的波形。可以很明显看到，当短路发生后，最高数到第三个周期，IC就开始拉升频率到最大值。可以看到电流的峰峰值才到8.6A。而且电流应力只是发生在10us不到的韶光内，至于管子SOA区域是完备没问题的……
原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-6382.html
互换等效电路，电源相称于是接地，为啥？
做硬件的该当都学过模电，我也不例外，大学还是作为第一本专业书来学习的，当然这是好多年前的事儿。
模电等分析三极管电路的时候，一样平常会剖析2种情形，直流利路和互换通路。
以下截图便是仿照电路教材的互换通路的剖析：
个中有两句话值得看一看：
1、容量大的电容视为短路2、无内阻的直流电源视为短路
关于这一点，有疑问的人该当不在少数，电容视为短路还好理解一点，电源也视为短路，有点懵。。。
我网上查了一下，比如有下面这样阐明：
电源由于其电压恒定不变，即电压变革量即是零，故在互换浸染下相称于短路
电源Vcc的内阻很小，相对付互换旗子暗记来说，电源Vcc与地GND之间相称于短路
不知道大家以为这个阐明如何，我是看不出来有啥因果关系的。。。。
那如何能普通理解呢？
关于这一点，我实在想了不少，也查了不少的，终极自己有个想法吧，供参考。
什么是短路？
这还不大略，两点之间用一根导线连接起来，他们之间的阻抗为0，短路最直接的特色便是阻抗为0。
也可以说，如果两个点之间阻抗是0，那么我们也就说它们是短路的。
短路之后最直接的征象便是，短路的两点旗子暗记波形千篇一律。
觉得像是在说废话。。。。
对付互换旗子暗记来说，电容为什么相称于是短路？
互换旗子暗记便是指有变革的旗子暗记，也便是说有频率，纵然看起来凌乱无章的无周期的音频旗子暗记，经由傅里叶变换展开，也便是各种频率的正弦波，只是有很多频率分量而已。
电容的阻抗是1/jwC-----（w为角频率=2pif，C为电容量）
直流旗子暗记的频率可以算作为0Hz，它在分母上，以是电容对直流的阻抗便是无穷大，也便是说电容对直流旗子暗记来说相称于开路（开路的特点便是之间阻抗无穷大）。
而对某一频率的互换旗子暗记，电容容量越大，阻抗越小。当阻抗小到可以忽略不计的程度，可以算作是0Ω，那也便是相称于短路。
举个例子：
旗子暗记的频率是1Khz，电容100uF，那么容抗便是1/jwC=1.6Ω，相对付电路中其它的1K，2K的电阻，这个1.6Ω确实很小。
因此，为了方便剖析电路，我们纵然把它当作0Ω来看待，也可以得到基本精确的结果（当然，这里对互换旗子暗记来说的，直流肯定弗成），那么便是说，这个100uF此时是相称于是短路的。
当然了，如果电容容量减小1000倍，是100nF，那么阻抗便是1.6K，显然不能忽略了，也就不能相称于短路了。
这也是为什么教材里面说容量大的电容才能相称于是短路的。
我们可以分别对100uF和100nF的情形做一个大略的仿真，看是不是这样……
原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-6252.html
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