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反激電源制作和所遇傻缺故事分享

各位請稍候,我們先附實物照片、PCB截圖;下面會記錄過程中的各種失誤。

這是第一版的。空板沒大的就用了兩塊小板拼起來,裝在鋁殼里邊。板子很難看,沒有絲印,是自己雕刻機刻出來的。MOS直接外殼散熱了,次級二極管用一個大散熱片風扇對著吹。按鈕和四個指示燈是快慢充電選擇開關,和充電狀態指示燈。18V是按客戶的要求做的,不明白為什么有這么奇怪的電壓。

但肯定的是:絕不是普通鉛酸電瓶,因為電壓是恒定的。電路是3842+324歡迎拍磚。

這是制作中的變壓器,剛繞好,還沒開氣隙就照一個。

參數如下:磁芯EC42,中心柱直徑15毫米:

第二版有點改動了:

次級二極管實在很熱,干脆就裝在外殼上了,飛線依然很多。主要是四個燈的控制小板要電流采樣信號。而這也都是實驗板,只要功率部分沒大問題,就可以去廠家打樣了。

去掉了二極管的散熱片,位置空了很多,可以裝更多的濾波電容了。排線最邊上的兩根線是接風扇用的,10A老化的時候沒有接風扇,就這樣裸著。

一個小時實測溫度:環境溫度22度,變壓器和線圈都在82--85度上下,外殼溫度42--46度。外殼很厚實,各處溫度很均勻。明天裝風扇,滿載老化。


各種的失誤在制作過程中,可以說比零件多,說幾個典型傻缺型失誤:

傻缺故事一:

先是忘記了假負載,結果上電就燒MOS;再是次級濾波電容在第二版中裝的過多,而引起不啟動,醫治的方法是加了3W的假負載。最終選擇了7只1000UF電容和1W的假負載。

傻缺故事二:

昨天看J版在群里說過PQ2020做的550W電源,于是今天就在這板子上重新繞了個變壓器試試看。選了PQ2625,計算好參數。頻率145K,輸出18V10A,次級3匝銅箔,初級18匝,小小個頭剛好繞的下。

電感45uH,氣隙墊起來的。做好就去測試了,結果讓我找不著北。出現了空載電壓飄到26V,加點負載就正常的奇怪情況。晚上拆開改了輔助繞組,由原來的密繞3匝改成蔬繞2匝,IC用3845。現在供電穩定了,空載也不飄了。

老化一個小時,變壓器溫度72--76度。看來還是可以的,不過代價就是MOS熱量高了。隨著開關頻率的提高,損耗也直線上升,雖然用了26NM60。依然也需要4厘米高的散熱片,才維持在42度。

老化的時候自己又用PQ2625做了個13.9V8.3A的變壓器,給我自己的電瓶充電用。是汽車CD改的小功放,用12V20AH的電瓶供電。之所以沒選14.8V的充電電壓,是因為在電壓超過13.9V以上的時候。

電瓶會劇烈析氣,而我自己用也不要求很快充電。不過呢,有8.3A的電流也算很快了。這里也對8.3A這個電流說明下:并沒任何理由,唯一的理由是線徑和變壓器空間利用率。

計算繞滿75%空間,只能這么多線了,按電流算出來,就算了8.3A。變壓器感量是316uH,漏感4uH。頻率94K,功率118W。這個變壓器的溫度始終沒超過56度,當然是在一個5厘米小風扇下工作的。次級的二極管可是個熱源,不吹不行。等周末就可以拿回家給自己小功放用上拉。

這是第二版的PCB截圖,雙擊圖片看大圖。不考慮EMI那些煩人的東東,單純的功率部分。

經過幾次試驗,感覺AP法基本屬于理論指導的,實際中已經完全可以忽略AP來計算變壓器了。而且,之前在電源網論壇看了J版的帖子,就是那個出550W的帖子。

有沒有辦法把變壓器的鐵損轉移呢?按最大飽和磁通密度,如果取0.1 磁芯的熱量的確可以降下來,而且很明顯。但銅損大了,不過證明了鐵損是可以被轉移的。J版的帖子估計就是把鐵損轉移到別的零件上了。不過仔細想想:變壓器空間是有限的,銅線只能那么多,要減小銅損幾乎不可能。只能減小匝數來降低銅損,以此帶來的問題就是頻率得提很高了。

接下來的事就是解決頻率的提高對MOS形成了更高的開關損耗,這個問題可以用軟開關解決。不過整個電路的復雜程度又增高了,有木有更好的、更簡單,或者更容易實現的方法?希望大家能在評論區一起討論。

說個大小波的問題吧,也是這電源調試過程中的事情:本來電源是好的,被我裝上廠家寄來的MOS樣品做測試。樣品是13A的,實際多少電流沒測試,就直接上機了。結果在80W的時候就開始快速發熱,20分鐘后板子炸了,外殼溫度在47度了,很熱很熱.。

換了MOS和IC及其他零件,電流檢測電阻原來是0.22歐姆的,隨手換了個0.1歐的。錯就錯在這里了。開機后出現了聲音,看波形,驅動變成了大小波。前面一個大占空比的方波,后邊緊跟著個小小占空比的脈沖。查看3腳波形,很微弱,但尖峰很大。應該是尖峰干擾到了。于是改動3腳外圍電路,問題解決!

后來換成0.22的電阻,復原3腳外圍,問題不再出現了。之前有同事說是環路問題,試驗證實調環路也是可以解決的。

今天找到那個燒黑一半的電感了,正激的次級電感:

熱敏電阻就用膠貼在電感上的,上面綠色線的那個。結果是半邊燒黑了,熱敏電阻都沒反應的。你說這電感多坑爹。

還做一個14.6V-2.5A的小板,用EE22變壓器的。前段時間幫朋友畫板子,昨晚上剛剛裝完零件。上圖了:

PCB也一次貼上,負載的接入有個指示燈來顯示。紅綠顯示帶載還是空載。初級限流,恒功率輸出;14.6V-2.5A無風扇;25度環境下,變壓器溫度最高,75度的樣子;

MOS在35上下,用5n60,多只管子的均流存在問題。今天在電路上試了下,為了驗證,我使用了三只HER304直接并聯。輸出在3A的時候,三只管子的溫度都正常。繼續加大,4A也正常。到5A的時候一只管子開始快速升溫了。10分鐘后這只管子到了150度,另外兩只在120度附近。另外兩只估計是被烤的熱了。試驗證明同批次的二極管也存在差異性,應該盡量避免滿負荷使用零件。

再測試三只管子帶上均流電阻,分別串入0.22歐3W的電阻。這時候效果明顯了:三只管子溫度均勻了。5A測試溫度都一樣,在95度。但電阻也熱的厲害,有稍微變色了。證實了均流電阻是有效的。

接下來,做個離譜的試驗:用了10只HER304并聯,限流電阻采用10根8厘米長的杜邦線替代,線徑為0.12平方毫米。滿負荷20A總電流測試了1小時,杜邦線都軟趴趴的了。但每個二極管溫度都一樣,都在95度附近。試驗證明均流是可行的。但不推薦這樣搞,畢竟零件越多,出故障的可能性就越大。

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  • dy-N7WUXpwF 2023-08-23 01:36
    次級濾波電容加的過多就引起不啟動是什么原因啊?
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  • 陽光帝國 2020-11-02 09:08
    學習了
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  • jlh213 2020-08-22 13:55
    大小波的問題一筆帶過了,沒有講講具體的解決方法呀!
    回復 1條回復
  • 電源技能成長記 2020-08-20 18:43
    nice
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  • ottffs 2020-08-20 16:40
    實用,可以避坑
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