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我的ATX電源設計方案(已經在畫板子了,設計功率在800W左右)

對于Intersil公司的ISL6752全橋ZVS附帶同步整流控制芯片已經關注了很久了,2005年底申請到樣片后因為工作一直抽不出時間來做,丟在那里丟了很久了,最近才重新拿起來做.

設計中PFC部分是用mc33260來做的,頻率定在200KHZ左右,用兩個SPP20N60S5的管子,儲能電感用一對非晶磁環來做,輸入做低電壓設計為AC160V,最高270V,其實國內用的話這樣的低壓設計足夠了,沒有必要做到90V的.
用uc3842推一個4N80來做輔助電源,變壓器用EEL19的,頻率100KHZ二次側輸出5V 3A供給PS224,16V 0.8A供給ISL6752,一次側反饋一個供給自身,以及MC33260的VCC
ISL6752的工作頻率為200KHZ,ZVS全橋模式,功率管也用SPP20N60S5的,變壓器用TDK PC44的PQ40做,用3對IXUC120N10(9.5mj)做同步整流,12V最大輸出60A,另設一獨立繞組,經兩路改良版的磁放大電路分別輸出5V 40A,3.3V20A

ATX時序控制用點晶的PS224,加一片LM339,因為PS224只支持2路12V,而本電源多達4路12V,LM339一路運放是給ISL6752做反饋用的,還有一路是給+5V和+3.3V做負載端電壓反饋的.

目前思路還比較混亂,有不對的地方還請各位老師指正.
全部回復(18)
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2007-12-25 22:58
上幾個參考文件,MC33260的設計指南 2323271198594322.pdf 和白皮書 2323271198594373.pdf
還有ISL6752的白皮書 2323271198594454.pdf
UC3842的白皮書 2323271198594639.pdf

還有PS224的白皮書 2323271198594690.pdf
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kinsim
LV.3
3
2007-12-29 13:43
也很關注這個話題,一起討論一下,聯系方式?
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2007-12-29 16:40
@kinsim
也很關注這個話題,一起討論一下,聯系方式?
看了你的貼子,有幾點需要說說.
1,MC33260是DCM模式的,要做到800W困難;
2,輔助電源可以采用單片IC,比如infineon的ICE3A1065或者fairchild的單片IC,因為PC電源本來空間都不夠,這樣做可以省空間.
3,LM339是比較器,不是運放.電壓取樣反饋可以用運放LM324或LM358.
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2007-12-30 10:18
@dianyuanch
看了你的貼子,有幾點需要說說.1,MC33260是DCM模式的,要做到800W困難;2,輔助電源可以采用單片IC,比如infineon的ICE3A1065或者fairchild的單片IC,因為PC電源本來空間都不夠,這樣做可以省空間.3,LM339是比較器,不是運放.電壓取樣反饋可以用運放LM324或LM358.
謝謝您的建議,我會調整一下的,用MC33262能不能做呢?
2323271198980923.pdf
還有就是PS224可能比較難弄到,改用SG6516,功能一樣,就少了2個引腳
2323271198981047.pdf
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huaihui
LV.5
6
2007-12-31 17:03
@萬里毛叔
謝謝您的建議,我會調整一下的,用MC33262能不能做呢?2323271198980923.pdf還有就是PS224可能比較難弄到,改用SG6516,功能一樣,就少了2個引腳2323271198981047.pdf
考慮一下IR的最新封裝的diretfet的MOS管
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reley
LV.2
7
2007-12-31 20:36
貼一篇:

全橋零電壓開關并具有同步整流的控制IC-ISL6752
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reley
LV.2
8
2007-12-31 20:37
@reley
貼一篇:全橋零電壓開關并具有同步整流的控制IC-ISL6752
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2008-01-01 19:22
@reley
105641199104662.pdf
李老師的元器件方面的文章是相當的權威,當年劉勝利老師都還說元器件李文龍說了才算.
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dianyuanch
LV.5
10
2008-01-02 16:27
@萬里毛叔
謝謝您的建議,我會調整一下的,用MC33262能不能做呢?2323271198980923.pdf還有就是PS224可能比較難弄到,改用SG6516,功能一樣,就少了2個引腳2323271198981047.pdf
PFC控制IC可以選用ON的NCP1653,INFINEON的ICE2PCS01
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caocao0923
LV.1
11
2008-01-04 18:16
@萬里毛叔
李老師的元器件方面的文章是相當的權威,當年劉勝利老師都還說元器件李文龍說了才算.
INFINEON的ICE2PCS01
覺得這個ccm是比較好點.
LM393,339是比較器,跟op要分開哦~
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sealand
LV.4
12
2008-01-08 14:46
@caocao0923
INFINEON的ICE2PCS01覺得這個ccm是比較好點.LM393,339是比較器,跟op要分開哦~
如果從電源的效率和成本考慮,可以用FAN4800,聯合PFC+PWM一個芯片.CCM模式較適合你的要求.功率可以作到1500W.只是你的電源效率不知要求有多高.要過什么能源標準.FAIRCHILD有FAN7530用在PFC上面.此外,還有ST6563.TI 的UCC28019.SG的SG6962.SG的6902.ON的NCP1603.但隨著電源對效率和功耗要求越來越嚴格.今年的IC廠家將大部分會被洗牌.功耗達不到要求.對他們來說是一個較棘手的問題/
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a_jian
LV.5
13
2008-02-29 17:43
@萬里毛叔
李老師的元器件方面的文章是相當的權威,當年劉勝利老師都還說元器件李文龍說了才算.
你選用的PFC控制IC值得重新考慮,MC33260是做不到那么大功率的.
建議你用NCP1654 SO-8,或是ST的L4981,,還有就是Infinion的2CEPCS02.
當然如果要考慮后續的擴展性的話還是建議你用TI的UCC3818或L4981,雖然這個IC外圍零件比較多,但是他的擴展功率可以做到4KW左右,再說了,你的主電路用的是ISL6752,這個IC也是可以做到幾KW級的.這樣在后續的功率上升時會節約時間.
.還有就是5V,3.3V,建議你用二次降壓的方式,再說了,功率做大后,磁放大的穩定性值得懷疑.如果需要UCC3818的樣品的話,你也可以聯系我.Jacky.li@serialmicro.com.cn. 13420949204
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nhy1723
LV.1
14
2008-03-04 15:42
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huaihui
LV.5
15
2008-03-04 15:51
@nhy1723
此帖已被刪除
IR1150S  運用無橋式整流電路實現高效率的PFC設計


  近來,不使用橋式電路的功率因數校正(PFC)電路成為人們注意的焦點.設計人員去掉了轉換器輸入端的常規橋式整流電路,可以減少開關損耗,進一步提高效率.在這樣的電路中,不存在由于導通損耗而降低效率的問題,且設計比較簡單,需要的元件數量較少.

  不使用橋式整流電路的PFC設計

  設計沒有橋式整流電路的PFC電路有一些難點.如圖1所示,電路的輸入端沒有二極管組成的橋式整流電路,而是在交流輸入邊有1個升壓電感器.在這個電路中,輸出和輸入并無直接的連接,于是就存在輸入電壓的感測、電流的感測和電磁干擾噪音等問題.特別是,由于升壓電感器放在交流輸入這邊,因此很難感測作為輸入的電網交流電壓和電感器上的電流.







圖1 沒有使用橋式整流電路的PFC電路

  在討論這些問題之前,先介紹一下圖1所示的沒有使用橋式電路的整流器的工作原理.升壓電感器分成兩半,形成升壓電路.輸出電路由2個MOSFET晶體管和2個二極管組成.在交流電網電壓的每一個半周中,其中一個MOSFET起有源開關的作用,而另一個MOSFET就起二極管的簡單作用.在這對MOSFET晶體管中,處于工作狀態的那個晶體管,與一個二極管和輸入電感器一起,組成DC/DC升壓轉換器.輸入電流由升壓轉換器來控制,隨著輸入電壓而變化.

  單周控制(OCC)方法

  PFC電路中存在的感測電壓和電流的問題與設計人員選擇的控制策略有關.對于常規的升壓PFC電路,最常用的是平均電流控制和峰值電流控制,它們都是使用模擬乘法器的技術.最近,設計人員開始探討其他的技術,其中包括單周控制(OCC)的方法,如圖2所示.







圖2 OCC PFC控制電路

  在這些方法中,平均電流的模擬乘法器控制是最流行的技術,因為其性能很好,也容易理解.

  采用此方法需要使用某種類型的輸入電壓感測電路和電感器的電流感測電路.但是,在沒有使用橋式電路的情況下,感測電壓和感測電流是很復雜的.

  因此,在選用了不使用橋式整流的情況下,OCC控制方法就很有優勢.OCC使用輸出電壓和電感器中的電流峰值來計算前后銜接的每個周期的占空比,所以,在使用OCC方法時,需要的所有信息是從直流母線電壓和電流那里得到的,不需要感測交流電網的電壓,從而最大限度地提高了功率因數.而且,占空比控制著升壓電路輸入和輸出之間的關系,電感器中的電流峰值可以自動地跟隨輸入電壓的波形,這樣就實現了功率因數校正的功能.由于所有必要的信息都是從電感器中的電流峰值和電壓輸出那里得到的,因此不需要感測輸入電壓.

  電磁干擾噪音(EMI)的特性一般與功率級的結構有關.對于常規的PFC,輸出的地總是通過橋式整流器與輸入電網相連,引起共模噪音的唯一寄生電容是MOSFET晶體管的漏極與地之間的寄生電容.對于不使用橋式整流的PFC電路,其輸出相對于作為輸入的交流電網來講是浮動的,這樣就有幾個寄生參數會引起MOSFET晶體管漏極和地之間的共模噪音,以及地與輸出端之間的共模噪音.在這種情況下,共模噪音比常規PFC電路的共模噪音更加嚴重.為了解決這個問題,可以在不使用橋式整流的電路中增加兩只電容器,在輸入交流電網與輸出電壓的地之間形成一個高頻通路.

  OCC方案的測試

  根據上面的分析,在不使用橋式整流的PFC電路中采用OCC方法進行控制,可以將電路簡化,同時提高效率.本文使用一個500W、開關頻率為100KHZ輸入的電網電壓為通用的PFC電路,來測試不使用橋式整流OCC設計的性能.這個電路使用國際整流器公司的IR1150S集成OCC控制器,該器件具備完善的保護功能.IR1150S的開關頻率可以編程,有電壓過載保護、軟啟動、逐周電流限流和欠壓保護等功能.它采用8引腳SOIC封裝,保留了不使用橋式整流的PFC電路節省空間的優點,同時又實現了OCC控制.在樣機中使用了600V、22A、具有超級半導體結的MOSFET晶體管和600V、4A的SiC二極管,為了進行比較,還用相同的器件做了一個常規的PFC電路.

  對不使用橋式整流的蔖FC電路的輸入電壓波形和輸入電流波形進行了測量,結果表明,輸入電流和輸入電壓的波形彼此之間十分接近.這說明,OCC成功實現了PFC的功能.

  在比較上述兩種電路時,關鍵的一項是效率.在不使用橋式整流的PFC電路中,使用1個MOSFET的體內二極管來代替常規電路中2個速度慢的二極管,這兩者的導通損耗之間的差別決定了效率的改善程度.理論計算表明,在滿載功率的情況下,不使用橋式整流的PFC電路的效率應有大約1%的提高.

  對這兩種電路的效率實際地進行了比較,結果與理論計算非常吻合:在輸入電網電壓為90V、功率滿載時,效率提高了大約1%,如圖3所示.在功率較低(低于200W)時,效率改善更為明顯.







圖3 常規PFC電路和無橋式整流的PFC電路的效率

  在輸出功率最大以及輸入電網電壓取不同值時,這兩種PFC電路的功率因數校正的特性是非常相似的.電磁干擾方面的性能在低頻范圍也是相似的,在高頻時,無橋式整流的PFC電路的噪音略高一些,但在可控制的電平之內.

  結語

  設計人員將會繼續朝著無橋式整流的PFC方向發展,以進一步提高效率.然而,去掉了輸入整流器的導通損耗以及簡化電路的設計,造成的代價是:輸入電壓和輸入電流的感測較為復雜,而且,輸出浮動會導致電磁干擾增大.將無橋式整流的電路與OCC控制方法結合起來,工程師就可以用無橋式整流的方法提高效率、簡化設計,并且不需要使用復雜的電流和電壓感測電路.同時電磁干擾問題也可以用一種改進版本的電路來克服.
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scwxm2008
LV.4
16
2008-10-31 13:47
用PS232就直接4路12V了,加7518就6路12V了
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2008-11-17 17:29
你好,請問你的ISL6752的電源做出來了嗎?我也正在用ISL6752做電源,如果你做出來了可以賣給我一個嗎?留個聯系方式可以嗎?手機號碼或郵箱或QQ號碼.
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huaihui
LV.5
18
2008-11-24 12:56
@jiaosheng1981
你好,請問你的ISL6752的電源做出來了嗎?我也正在用ISL6752做電源,如果你做出來了可以賣給我一個嗎?留個聯系方式可以嗎?手機號碼或郵箱或QQ號碼.
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hhf198
LV.2
19
2009-06-27 21:00
@huaihui
**此帖已被管理員刪除**
保護用PS232就搞掂撤,+5SB用綠達GR8835推一顆2N/60,節能又環保.
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