|Ferry|nnt例：勿忘本我，合理利用或掩蔽D&L&C器件的每个参数

vsaciol

给太长不想看的同 志们：法1：将黄白环位置的磁芯损耗变废为宝。法2：节省一个黄白环电感，并且规避或利用了开关管的寄生电容（变废为宝）。法3：一物两用，将LED还兼作二极管在使用，而不是单纯当作电阻在使用。任何带有能量转换作用的二极管都可考虑一肩挑两担。
声明：作者表述能力差，让大家见笑了，请各位同 志见谅。为了阐述作者思前想后的改动的出发点和注意事项就会极其啰嗦。
作者分享的东西随意使用和改动，无需任何告知。因为作者又懒（尤其是画图和发帖）又喜欢想精想怪。淘了些山寨货和硬货，瞻前顾后也弄了很多半成品。成品的话，有一部分丢大街随缘幸运路人。
抛砖引玉，重在分享，禁用专利枷身~|Free|, idea-sharing, not for patent-prisoning~
作者的初萌想法：转坏为好，兼用器件的本质属性。Turn downside up & conceal its inherent characteristic.
例如，中频电感L磁芯的铁损用来加热导磁金属，高频电容C的介质损耗用来焊接某些塑料。换能二极管D在发射电磁波EMW的同时担当起二极管角色（可见光LED。微波磁控管Magnetron，伦琴射线管X-ray tube等高压CRT器件都是二极管啊。而且CRT基本上可以工作在GHz级别的开关频率，虽然其高Vf压降和首次启动在设计时必须考虑进去），不要只是把它当作负载电阻看待啊。

对缺少黄白环电感的山寨版电磁炉，作者的2种改法，市面上的家用电磁炉几乎都是单管并联谐振版本：
1.0) 改法1，将黄白环滤波电感/电流馈电电感L_current feeding的位置的磁芯损耗利用起来，无论放在直流侧还是交流侧都可以。

1.1) 图1为并联谐振感应加热，在利用了谐振电感的高损耗磁芯加热电饭煲锅底的，同时还利用了滤波电感/电流馈电电感L_current feeding的损耗（铁损@2x50Hz肯定存在，作者停机摸过此处的黄白环电感，热度不小）加热电饭煲侧壁。合理设计2个电感线圈的绕向，可以降低相互的耦合。
1.2) 电流馈电电感L_cf（不加以区分也可被称作平波/滤波电感，电容也是同样的遭遇）的实质是将200V&50Hz的电压源VS变成了电流源CS。
1.3) 为了稍微提高电饭煲侧壁的安全性，电流馈电电感L_cf也可以改放到交流侧的零线Neutral位置，但是需要提高感量，铁损只是@50Hz会降低。电流馈电电感若放在交流侧，当母线电容C_bus的高频ESR不良时会对整流桥不利。
1.4) 母线电容C_bus之所以存在，是因为工频整流桥的阻隔，能量无法返还至发电机/电源。如果开关晶体管S和开关二极管D这套组合开关是双向可控的，那么不需要C_bus（图1&图2同理）。图1所画的开关管代表IGBT，基本上只能用在25kHz左右的中频加热领域。
1.5) 并联谐振大致路径：CS→L//C→via S, L→C, C→L, L//C→CS→via D。但是注意！实质上返不回CS，只能到C_bus。

2.0) 作者把并联谐振改成了串联谐振，合理利用寄生电容，省电感但不是简单粗暴。对于缺少黄白环电流馈电电感的偷工减料山寨电磁炉，只需挑起它的谐振电容C的一只脚挪至Gnd即可）。注意前提，原电路最好是带有谐振高压保护（当谐振电容开路时生效），虽然该保护通常带得有。


2.1) 图2为电压源VS直接供电的串联谐振感应加热，既可以利用L的磁芯损耗，也可利用C的介质损耗（例如，塑料的高频焊接。或者用两块金属板煎豆腐，哈哈）。
2.2) 改动后的优势：25kHz左右的中频范围可以少用一个电感器。且图2所画的MOS开关管可以工作于MHz高频级别（但是由于MOS的寄生二极管反向恢复欠佳，MHz级别时前置电感器省略与否不能一概而论），因为其寄生电容C_parasitic和谐振电容C已经合并而被掩蔽了。也就是能更好地实现ZVS off（ZVS on由驱动电路保证）。
2.3) 改动后的优势：如果使用交错并联技术将多颗开关管并联，频率还可以翻倍，而不用担心寄生电容翻倍的问题。
2.4) 改动后的劣势：必须要有限压措施，图2所示的串联谐振又称电压谐振（LC槽路会产生Q倍的电源电压），而并联谐振又称电流谐振（LC槽路只产生π倍的电源电压）。首次启动时，开关S必须承受C的放电能量（相比较而言，如果并联谐振版本缺少L_current feeding，开关S也逃不了要承受C的浪涌电流）。
2.5) 其实注意观察就会发现，图2就是最常见的boost PFC缺少了后方的峰值保持电路的防逆流二极管和大电解电容（把开关管S的寄生电容当作谐振电容考虑进去即可）。
2.6) 串联谐振大致路径：VS→L→via S, VS+L→C, C→L+VS, L→VS→via D。

3.0) 据作者观察，绝大多数带有能量转换功能的二极管都是当作负载电阻在使用，其本我的二极管身份被遗忘得一干二净。

3.1) 所有发射电磁波Electro-Magnetic Wave的二极管都可以考虑利用其本我的二极管身份。以发射光波的LED为例（低压输入时暂未考虑高压领域的CRT这一大类的真空二极管器件），它只需要一个近乎恒定的电流源CS。
3.2) 阻容降压的多串LED是直接可以将桥堆也用或者全部用多串LED代替的，尤其是在AC110V地区。如果有了电解电容和稳压管的钳位，则更加方便。
3.3) 如果设计成DCM不连续模式，Buck电路的续流二极管也可以用LED代替（buck电感也是电流源CS）。作者的设计方案是将buck的电容短接摈弃（Buck-Boost的电容短接也是），并优先使用低边Buck形式利于驱动。注意！Boost电容不允许短接，不支持该方案的改动。

3.4) 由于所有LED都是PN结的载流子复合发出来的光，作者斗胆冒昧的分析，即便Buck工作于CCM连续模式也应该没有问题。虽然某些LED的反向恢复trr性能很差（猜测主要是因为接触面的寄生电容太大导致，因为例如最常见的白色LED。配的是黄色荧光粉，实则是发蓝光的氮化铟•氮化镓InN•GaN，本身工作频率高于硅Si材料），但是只要它耐受得住反向恢复trr的能量，原理上直接能隙的LED反向击穿时，只是加厚了的PN结势垒被暂时击穿，其载流子复合时的导带→价带的能隙Eg没变，其中心频率任然遵从换能公式Eg=hν=hc/wl（例如3.2eV的发紫光+紫外线的氮化镓GaN，算得388nm）。推测反向击穿时LED的发光hν与发热几乎同比例增加。该条由稳压管的Zenner击穿（注意！普通的硅Si材料不是直接能隙半导体，无论正向反向都只发热不发光，tfr和trr期间也类似。空间辐射部分的热IR和可见光visible light本质都是电磁波EMW，勿忘哦！）和特斯拉线圈的反并联LED高频指示灯并无损坏外推，合理性待验证。

qrut

楼主说话就好像用外国人的语法去说中国话，每个字都认识连一起就不知道想表达什么了～

lingyer1

这个好高大上啊，所有的字都认识，连在一起就看不懂了

vsaciol

qrut 发表于 2023-8-7 23:34
楼主说话就好像用外国人的语法去说中国话，每个字都认识连一起就不知道想表达什么了～ ...

语言表达能力欠佳，见谅哈。

vsaciol

lingyer1 发表于 2023-8-8 08:29
这个好高大上啊，所有的字都认识，连在一起就看不懂了

增加了概括部分，一步一步阐述怎么改和为什么就是会啰里吧嗦。