各位请稍候,我们先附实物照片、PCB截图;下面会记录过程中的各种失误。
这是第一版的。空板没大的就用了两块小板拼起来,装在铝壳里边。板子很难看,没有丝印,是自己雕刻机刻出来的。MOS直接外壳散热了,次级二极管用一个大散热片风扇对着吹。按钮和四个指示灯是快慢充电选择开关,和充电状态指示灯。18V是按客户的要求做的,不明白为什么有这么奇怪的电压。
但肯定的是:绝不是普通铅酸电瓶,因为电压是恒定的。电路是3842+324欢迎拍砖。
这是制作中的变压器,刚绕好,还没开气隙就照一个。
参数如下:磁芯EC42,中心柱直径15毫米:
第二版有点改动了:
次级二极管实在很热,干脆就装在外壳上了,飞线依然很多。主要是四个灯的控制小板要电流采样信号。而这也都是实验板,只要功率部分没大问题,就可以去厂家打样了。
去掉了二极管的散热片,位置空了很多,可以装更多的滤波电容了。排线最边上的两根线是接风扇用的,10A老化的时候没有接风扇,就这样裸着。
一个小时实测温度:环境温度22度,变压器和线圈都在82--85度上下,外壳温度42--46度。外壳很厚实,各处温度很均匀。明天装风扇,满载老化。
各种的失误在制作过程中,可以说比零件多,说几个典型傻缺型失误:
傻缺故事一:
先是忘记了假负载,结果上电就烧MOS;再是次级滤波电容在第二版中装的过多,而引起不启动,医治的方法是加了3W的假负载。最终选择了7只1000UF电容和1W的假负载。
傻缺故事二:
昨天看J版在群里说过PQ2020做的550W电源,于是今天就在这板子上重新绕了个变压器试试看。选了PQ2625,计算好参数。频率145K,输出18V10A,次级3匝铜箔,初级18匝,小小个头刚好绕的下。
电感45uH,气隙垫起来的。做好就去测试了,结果让我找不着北。出现了空载电压飘到26V,加点负载就正常的奇怪情况。晚上拆开改了辅助绕组,由原来的密绕3匝改成蔬绕2匝,IC用3845。现在供电稳定了,空载也不飘了。
老化一个小时,变压器温度72--76度。看来还是可以的,不过代价就是MOS热量高了。随着开关频率的提高,损耗也直线上升,虽然用了26NM60。依然也需要4厘米高的散热片,才维持在42度。
老化的时候自己又用PQ2625做了个13.9V8.3A的变压器,给我自己的电瓶充电用。是汽车CD改的小功放,用12V20AH的电瓶供电。之所以没选14.8V的充电电压,是因为在电压超过13.9V以上的时候。
电瓶会剧烈析气,而我自己用也不要求很快充电。不过呢,有8.3A的电流也算很快了。这里也对8.3A这个电流说明下:并没任何理由,唯一的理由是线径和变压器空间利用率。
计算绕满75%空间,只能这么多线了,按电流算出来,就算了8.3A。变压器感量是316uH,漏感4uH。频率94K,功率118W。这个变压器的温度始终没超过56度,当然是在一个5厘米小风扇下工作的。次级的二极管可是个热源,不吹不行。等周末就可以拿回家给自己小功放用上拉。
这是第二版的PCB截图,双击图片看大图。不考虑EMI那些烦人的东东,单纯的功率部分。
经过几次试验,感觉AP法基本属于理论指导的,实际中已经完全可以忽略AP来计算变压器了。而且,之前在电源网论坛看了J版的帖子,就是那个出550W的帖子。
有没有办法把变压器的铁损转移呢?按最大饱和磁通密度,如果取0.1 磁芯的热量的确可以降下来,而且很明显。但铜损大了,不过证明了铁损是可以被转移的。J版的帖子估计就是把铁损转移到别的零件上了。不过仔细想想:变压器空间是有限的,铜线只能那么多,要减小铜损几乎不可能。只能减小匝数来降低铜损,以此带来的问题就是频率得提很高了。
接下来的事就是解决频率的提高对MOS形成了更高的开关损耗,这个问题可以用软开关解决。不过整个电路的复杂程度又增高了,有木有更好的、更简单,或者更容易实现的方法?希望大家能在评论区一起讨论。
说个大小波的问题吧,也是这电源调试过程中的事情:本来电源是好的,被我装上厂家寄来的MOS样品做测试。样品是13A的,实际多少电流没测试,就直接上机了。结果在80W的时候就开始快速发热,20分钟后板子炸了,外壳温度在47度了,很热很热.。
换了MOS和IC及其他零件,电流检测电阻原来是0.22欧姆的,随手换了个0.1欧的。错就错在这里了。开机后出现了声音,看波形,驱动变成了大小波。前面一个大占空比的方波,后边紧跟着个小小占空比的脉冲。查看3脚波形,很微弱,但尖峰很大。应该是尖峰干扰到了。于是改动3脚外围电路,问题解决!
后来换成0.22的电阻,复原3脚外围,问题不再出现了。之前有同事说是环路问题,试验证实调环路也是可以解决的。
今天找到那个烧黑一半的电感了,正激的次级电感:
热敏电阻就用胶贴在电感上的,上面绿色线的那个。结果是半边烧黑了,热敏电阻都没反应的。你说这电感多坑爹。
PCB也一次贴上,负载的接入有个指示灯来显示。红绿显示带载还是空载。初级限流,恒功率输出;14.6V-2.5A无风扇;25度环境下,变压器温度最高,75度的样子;
MOS在35上下,用5n60,多只管子的均流存在问题。今天在电路上试了下,为了验证,我使用了三只HER304直接并联。输出在3A的时候,三只管子的温度都正常。继续加大,4A也正常。到5A的时候一只管子开始快速升温了。10分钟后这只管子到了150度,另外两只在120度附近。另外两只估计是被烤的热了。试验证明同批次的二极管也存在差异性,应该尽量避免满负荷使用零件。
再测试三只管子带上均流电阻,分别串入0.22欧3W的电阻。这时候效果明显了:三只管子温度均匀了。5A测试温度都一样,在95度。但电阻也热的厉害,有稍微变色了。证实了均流电阻是有效的。
接下来,做个离谱的试验:用了10只HER304并联,限流电阻采用10根8厘米长的杜邦线替代,线径为0.12平方毫米。满负荷20A总电流测试了1小时,杜邦线都软趴趴的了。但每个二极管温度都一样,都在95度附近。试验证明均流是可行的。但不推荐这样搞,毕竟零件越多,出故障的可能性就越大。