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原创 2018 长园维安• 电源原创 DIY 设计分享大赛

长园维安反激电源,120W,48V2.5A.

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1
wggaoxin
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-6 16:46:08
2018长园维安,电源原创DIY大赛给了我和广大工程师一个机会,这是我第一次参加这样的活动,第一次发帖,趁着这个机会和大家一起学习。电源的基本规格参数:
1.输入:100-240VAC  1.5A
2.输出:48V2.5A   120W
3.雷击:差摸4KV 共模2KV
4.静电:空气8KV 接触4KV
5.效率:输出线长1.2M 线端效率90%+ (115V 230V)
6.待机功耗:0.3W MAX 115V 230V
7.由于经费的原因暂时不考虑传到辐射。
功率元件配置如下:
变压器:POT4020 立式5+5
MOS管:长园维安 WMA26N60C2
整流方式:二极管整流
CI:使用OB2269

——————————————华丽的分割线——————————————
原理图
——————————————华丽的分割线——————————————
PCB顶层丝印

——————————————华丽的分割线——————————————
PCB底层走线

——————————————华丽的分割线——————————————
PCB底层丝印


——————————————华丽的分割线——————————————
PCB截图

——————————————华丽的分割线——————————————
    这是我第一次发帖,虽然我做电源也多年了,但也只是一个半桶水,现在我把我的设计思路简单
的说一下,有不正确,或者不专业的,还请大家指导。
   1.首先说下保险丝,这个我还不怎么专业,一个电源选多大的保险我还真不知道怎么选,我都是看别人
同样功率电源用这么大的保险丝,那我也就用那么大规格的保险丝,电源拿去做认证也能过,也么没人说
这个保险丝有什么问题,这么多年也一只这样做,就像这个电源120W 我选择保险丝是T4A250V,电源的输入
电流也就120/0.85/90=1.56A,保险丝是4A的余量是足够的。
   2.压敏电阻,我的要求是差摸4KV 共模2KV,在选型上我选的是10D471,这颗原件我之前有用过4KV的差
摸是可以过的,差摸测试主要是L-N这个全靠压敏来抗,压敏的质量决定的4KV的差摸雷击是否测试通过,同
时测试雷击的时候压敏不能吸收的能量,会漏到共模来,同时共模电感也会吸收一小部分雷击的能量,我放
置有两级的共模电感,对雷击也有较好的帮助,所以4KV的雷击一定是可以过的。
    3.共模2KV 是我保守的估计,共模测试主要是LN-PE 对初次级的距离绝缘要求比较高,变压器的初次距离
越宽,变压器初级级加档墙,2KV的雷击一定可以过,或许还可以过更高的等级。
   4.热敏电阻的选择,热敏电阻主要是针对开机浪涌电流,在冷机的时候,开机测试大电容的浪涌电流第一次
测试的浪涌电流时最标准,开机测试的次数越多浪涌电流越小,因为电源已经是热机了,只有在冷机的时候
测试的结果才是最标准的,当然也是和电容的容量大小有关系,容量越大冲击电流也就越大,所以这个时候就需
要一个热敏电阻来挡一下了。当然热敏电阻阻值越大,浪涌电流也就越小,同时电源的损耗也就越大,所以在选
在热敏电阻的时候也要考虑效率,选择两者的中间值,同时低压测试浪涌电流小于50A,高压小于80A。这个就是一
个大部分的标准值。   5.LF1.CX1.LF2.CX2组成EMC电路,对传导150K到500K有明显的抑制作用,电感在选在上,LF1选择T10*6*5,感量1.2mH,LF2
选择T18*10*9,感量25MH。电感的感量高对和X电容容量大都对传到有很好的抑制作用,但是电感感量要做高,就只能把线径改
细,线径太细电感的温声又回太高,所以点感的线径和感量只能选取一个中间值,又要EMC好,温度有不能太高。
   6.桥堆选择GBU406做120W功率足够了,测试温升在合理的范围内就好。
   7.C1大电容选择400V180UF就可以了,1W,1.5uF到2uF就好120*1.5=180UF,同时还要测试电容温度是否在合理范围内。
   8.MSO 使用的是长园维安 WMA26N60C2 后续会上传测试资料。
      9.VCC选择选择两级启动,第一级电容选择选择22FU, 第二级电容选择选择4.7FU ,两级VCC可以保证IC供电的稳定性,
以及IC快速启动,同时VCC绕线也是放在变压器最外层。之前有遇到过VCC绕在里面,导致VCC带载能力很强,电压比较高,在
短路测试的时候导致VCC保护后,VCC电压永远在0到17V循环,导致MOS管不停的工作,导致短路功率比较高,甚至还有炸鸡的象。同时VCC要串一个电阻,最好串在变压器绕组一出来,这样对变压器的尖峰会有一个很好的衰减的作用,同时吸收掉尖峰。
   10。同时高压启动脚取X1电容泄放电阻之间取电,在串一颗电阻防止泄放电阻损坏,击穿IC。同时也只有这样才能尽量做
到待机功耗降低,才能大道6级的待机功耗。
   11.驱动选择了一颗电阻并二极管在串一颗电阻,好处是调试辐射的时候,可以调试MOS管的速度快慢,尽量放慢MOS管的速度
辐射会好很多。同时选择MOS管的结电容尽量选择大一些的,听说越大辐射越好,同时MOS管的内阻越小越好。内阻越小效率越高。   12.变压器在选在上尽量选择RM环形的,由于磁芯对线包的包裹面积比较大,这种变压辐射会好很多,同时效率也会好很多,当
然磁芯的AE值也很重要,AE值的大小决定了变压器可以做到多大功率。同时变压器尽量选择初级加次级,VCC绕组放在最外层,这样
VCC电压就会比较稳定,同时VCC绕组放在最外面会比放在里面电压第一点。同时变压尽量用铜线屏蔽,用铜箔屏蔽辐射会比较好调
试,同时一层铜箔屏蔽会损耗0.5的效率,同铜线屏蔽损耗效率相对会比较低。
   13.Y电容的选择,1类电源3.5mA泄漏电流,2类0.25mA的泄漏电流。Y电容尽量选择小,Y电容越大辐射越好过,同时泄漏电流也会
增大,2类Y电容最大不能超过222.






























1.jpg (99.66 KB, 下载次数: 80)

1.jpg
收藏收藏7
长园维安
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助理工程师
  • 2018-5-7 10:17:32
 
欢迎参加,期待作品。
q3124370489
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LV2
本网技师
  • 2018-5-17 16:13:00
 
怎么没有更新了,测试MOS管子效果感觉不错!
wggaoxin
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高级工程师
  • 2018-5-18 16:37:37
 
这几天会更新,平时上班事情不叫多。没有太多的时间。
wggaoxin
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高级工程师
  • 2018-5-24 19:35:12
 
PCB板子已经回来了,准备焊板了。


wggaoxin
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高级工程师
  • 2018-5-24 19:45:16
 
    14.二极管的选择,一般都会选择5倍到10倍的余量,我一般选择5倍的余量就好,二极管的压降决定了你的效率是否可以做高,二极管的VF值越低
越好,效率也会越高。
   15.电解电容最好选择高频低阻的,电解的容量越大文波也会越小。电解的文波电流,温度决定了电源的寿命,电解电容在电源里面的寿命是最短的
,也还是电源里面的短命鬼,所以一台电源电解电容的寿命决定了电源的寿命。
wggaoxin
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高级工程师
  • 2018-5-24 19:47:06
 
同时上传一个X电容泄放电阻放电时间的计算公式。这个公式是比较准的,我有做过实验。同时这个文件我也是下载被人的。
X电容和放电电阻计算以及Y电容漏电流计算.xls (28.5 KB, 下载次数: 88)



wggaoxin
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高级工程师
  • 2018-5-24 19:52:21
 
一个是磁芯参数,另一个是变压器计算公式。
变压器磁芯参数表.xls (1.7 MB, 下载次数: 119) 反激變壓器设计軟件 密码是111.xls (70.5 KB, 下载次数: 199)
wggaoxin
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高级工程师
  • 2018-5-24 19:58:28
 
散热片结构试装图


屏蔽散热片


MSO散热片


肖特基散热片



SPU120 -散热片 001.pdf

56.66 KB, 下载次数: 32, 下载积分: 财富 -2

1

SPU120 -散热片 002.pdf

58.53 KB, 下载次数: 27, 下载积分: 财富 -2

2

SPU120 -散热片 003.pdf

51.92 KB, 下载次数: 23, 下载积分: 财富 -2

2

wggaoxin
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-24 20:04:12
 
变压器规格书

TPO40-20.pdf (364.16 KB, 下载次数: 73)

0006.jpg (76.15 KB, 下载次数: 67)

0006.jpg

0007.jpg (101.11 KB, 下载次数: 74)

0007.jpg
wggaoxin
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高级工程师
  • 2018-5-25 15:48:48
 

wggaoxin
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高级工程师
  • 2018-5-25 15:49:30
 
PCB板子已经焊接成功,下一步调试。
wggaoxin
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高级工程师
  • 2018-5-28 20:10:03
 
初步调试结果:

wggaoxin
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-28 20:11:37
 
VI级能效88%  已经符合VI能效.现在只是待机功耗不符合VI级。
wggaoxin
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高级工程师
  • 2018-5-28 20:33:14
 
工作台比较乱 ,测试现场。
测试记录

VCC 90V

230V待机功耗

115V待机功耗

90V VCC

90V 驱动

230V驱动

230V CS 电流波形

90V CS 电流波形

90V VDS

230V VDS

230肖特基 波形



QQ截图20180528202551.jpg (59.23 KB, 下载次数: 67)

QQ截图20180528202551.jpg
长园维安
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助理工程师
  • 2018-5-29 09:35:26
 
波形上毛刺比较大,是否调整一下示波器设置和探头。
效率很不错,MOSFET 温升如何?
wggaoxin
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-29 10:57:43
 
MOS温升还没有测试,这几天会测试,上传数据。另外输出肖特基应力比较高,在90V 和230V都比较接近,应该是变压器没有设计好引起的,现在具体原因还没有找到。
wggaoxin
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高级工程师
  • 2018-5-29 11:04:32
 
不知道是不是变压器次级圈数多了引起的。 平台上的尖峰很高。

wggaoxin
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-31 20:49:57
 
电源整机温度测试结果出来了。






温度测试报告.pdf

64.82 KB, 下载次数: 27, 下载积分: 财富 -2

wggaoxin
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-31 20:53:39
 
10:00-15:00  测试温度是没有增加屏蔽罩的, 9:00-13:00 是有怎么加屏蔽罩的。图片如下。







长园维安
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助理工程师
  • 2018-6-12 23:31:51
 
亲爱的小伙伴,这款MOSFET 固定可以不使用绝缘垫片,器件已经做了热点分离。

赶紧拆掉绝缘片测测温升......
xuhui717841162
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副总工程师
  • 2019-7-28 21:25:27
 
多谢分享,正需要这样的资料呢
长园维安
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助理工程师
  • 2018-5-25 09:02:35
 
期待继续更新。。。
wulana
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LV8
副总工程师
  • 2018-5-29 14:45:12
 
很努力,期待进一步的更新
wggaoxin
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高级工程师
  • 2018-5-31 20:54:09
 
你的期待就是我的动力

zzzjt
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LV6
高级工程师
  • 2018-7-3 12:33:29
 
楼主,方便加一下qq吗,我最近也在做一款120W的反激电源,有好几个问题,请教一下。我qq876644429
yxc1992
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LV4
初级工程师
  • 2018-7-3 15:26:38
 
一次和二次侧尽量采用多股细线绕制
wggaoxin
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LV6
高级工程师
  • 2018-7-19 09:05:03
 
用多股线确实是比较好。散热好。
xinyu12137
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LV6
高级工程师
  • 2019-8-8 11:21:16
  • 倒数10
 
原理图D7是不是反了
wggaoxin
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LV6
高级工程师
  • 2019-8-10 16:55:43
  • 倒数9
 
感谢指正,确实是反了。
qiouchen2
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LV8
副总工程师
  • 2020-3-30 08:47:23
  • 倒数8
 
您好!  能不能说下你120W变压器的参数,还有你的绕法,和线径,我功率和你一样,我90V的时候效率特别低84,我高端的时候有89还算正常。
wggaoxin
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LV6
高级工程师
  • 2020-4-8 22:02:39
  • 倒数6
 
90V可以不用测试效率,你只用测试115v   和230v效率就好
wggaoxin
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LV6
高级工程师
  • 2020-4-8 22:03:45
  • 倒数5
 
我有上传变压器资料   你可以先看看

Haeju
  • Haeju
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LV6
高级工程师
  • 2020-3-30 18:54:26
  • 倒数7
 
谢谢你的资料
qiouchen2
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LV8
副总工程师
  • 2020-4-18 09:36:06
  • 倒数4
 
你好!
我想问你这是常温状态下测试的温度吗!
wggaoxin
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LV6
高级工程师
  • 2020-11-5 12:53:07
  • 倒数3
 
是的 30度环境温度

风雨风情
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高级工程师
  • 2022-5-25 10:58:35
  • 倒数2
 
楼主,好像没有见EMC数据情况呢
wggaoxin
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高级工程师
最新回复
  • 2023-4-21 15:48:20
  • 倒数1
 
没有经费就没去测试
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