| | | | | 先贴个PCB的截图吧,如果大家感兴趣的话,接着上原理图讲解DIY的全过程。
本板接上工频变压器,市电输入输出插座,电源开关,电池,还有3个指示灯即可工作。
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| | | | | | | 读幼儿园的时候,老师教导我们牛人必拜
读小学的时候,同学教导我逢牛人就拜
今天还默默回想着老师和同学的教导,先来膜拜一下。 |
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| | | | | | | | | 主要相关的器件说明:
T1:工频变压器:
要求输出1000VA的功率,一般功率因素0.8的话,变压器需要800W的功率,因为逆变频率提升到85HZ,所以铁心功率可以大大减小到大约500W,大家知道UPS都是工作几分钟到30分钟的(电池电量有限),所以这个变压器铁芯在50HZ时长期实际功率只要200-300W,实际电流密度可以取到每平方毫米过7-8A的电流。各绕组说明:
0-190V-220V绕组:
这个为市电输入或逆变输出绕组,当市电为输入大于200V时,市电输入接220V这档,输出等于输入。当市电低于200V时,市电输入接190V这档,输出接220V这档,这样市电太低的话就可以升高20-30V了。
双16V绕组:
这个是逆变输入绕组,大家都知道推挽逆变器的原理,需要两半绕组承受电池的最高电压,这里电池电压最高为28V,推挽绕组需要承受的电压(相对于50HZ)为:27.6*50/85=16.23V,取16V .逆变输出固定在220V这个绕组,这样逆变的最大升压比=220/16=13.75.逆变输出空载电压峰值最高=27.6*13.75=380V,相当于AC265V的峰值。
27V绕组:
这个是充电和逆变输出取样绕组
。
J2:连接来自输出打印口和备份口的插座(在PCB板上);
J3:变压器输入插座(在PCB板上);
J4: 打印输出,和市电直通,没有不间断功能(不在PCB板上);
J5/J6:备份输出,有不间断功能(不在PCB板上);
J7:市电输入插头线(不在PCB板上);
RY1-3:继电器,具有市电升压逆变切换功能。图中1,3脚为常闭。 |
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| | | | | | | | | | | 市电正常时的输入回路(零线N 是公共的,这里只分析火线L 回路):
从J7 的3 脚一路直通到打印口J4 ,一路到J2 的2 脚,RY2 (不动作)的3 脚,1 脚,RY3 (不动作)的1 脚,3 脚,RY1 (动作)的1 脚,2 脚. 如下图:
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| | | | | | | | | | | | | 市电偏低(升压后正常不至于切换到逆变)时的输入输出回路:此时变压器起升压作用,市电从190V 输入,220V 输出具体路线为:从J7 的3 脚一路直通到打印口J4 ,一路到J2 的2 脚,RY2 (不动作)的3 脚,1 脚,RY3 (动作)的1 脚,2 脚,变压器190V 绕组,220V 绕组,RY1 (动作)的1 脚,2 脚. 如下图:
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| | | | | | | | | | | | | | | 无市电时的逆变输出回路:打印口断电,此时RY1-3 都动作,具体为220V 绕组,J3 的4 脚,RY1 (动作)的1 脚,2 脚。如下图:
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| | | | | | | | | | | 要求输出1000VA的功率,一般功率因素0.8的话,变压器需要800W的功 ...
请问,这个功率因数是指变压器的还是负载的?
如果是变压器的,变压器的功率因数如何理解?
如果是负载的,那又分两种情况,1. 对于阻性负载,1000VA的变压器一个可以输出1000W,也就是功率因素是1.
2. 对于感性或容性负载,1000VA的变压器一个可以输出1000W*PF,PF是功率因数。
以上理解有没有问题?
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| | | | | | | 您好,可以发份PCB资料我打板学习下吗.谢谢 我的邮箱304839407@qq.com |
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| | | | | | | 能否发一份给我,自己也想做一块学习一下.谢谢!304839407@qq.com |
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| | | | | | | 您好 楼主 你的帖子很给力 能给俺份PCB文件么??谢谢~~~ |
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| | | | | 请问下大师主控芯片采用什么芯片还是纯硬件搭建?输出功率因数多少?
恒流充电充电板暂时没见过,见过的都是恒压限流充电模式,准备跟着大师学习, |
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| | | | | | | 纯硬件SG3524+LM339的经典电路,严格来说,充电在电池和充电输出空载电压相差0.7V以上采用恒流0.7A充电,压差低于0.7V时充电电流慢慢减小直到无限小。 |
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| | | | | | | | | 请问楼主与市电来回切换怎么做,可否上原理图供大家学习,谢谢! |
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| | | | | | | | | | | 谢谢关注!会上详细原理图并讲解原理,不过因为时间有限,可能会慢点,但大赛结束完之前一定会完成的,抱歉! |
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| | | | | | | | | 再发几个波形,输出的空载波形:(频率是由于那个小波没测准。以下面带载的频率为准)
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 钟工,从市电到逆变和从逆变到市电的波形中方波形状好像差别挺大呀,是什么原因呀 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 市电是没有死区的,最后半波的磁通不平衡,需要逆变几个周期才能慢慢达到平衡,所以对MOS的要求比较高,往往很多MOS在切换时损坏。 |
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| | | | | | | | | | | | | 这里要说明下的是,逆变频率为85HZ主要是为了减小主变压器的体积,降低成本,因为这种UPS一般用来带电脑的,频率高点也没有事的。当然我们也可以做50HZ的。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | 请问大师纯硬件设计可否做到纯正弦波输出,可否讲解一下市电切换的原理及方法,请教了! |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 纯硬件设计当然可以做到纯正弦波输出,市电切换的原理及方法稍后会讲到的,市电要快速切换如果用一般的整流滤波的成纯直流的办法推动继电器,那么时间会太慢,如果去掉滤波的话,只整流成馒头波做切换的话,继电器会抖动,一般的办法是整流成馒头波再采用正反馈电路加速继电器的切换。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 感谢您的回复,期待您的进一步详细讲解,并强烈期望能申请到大师的开发套件一套,小弟最近正在研究这块,望能紧跟大师步伐做一次DIY,再次感谢大师不吝赐教! |
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| | | | | | | | | 板子够大的,这个元器件也够多的。
如果能折腾一个纯正玄的出来,那更过瘾了。
吃奶的劲拿出来挺楼主 |
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| | | | | | | | | | | 板子大小为195.6*87.5mm,元件约230个。纯正弦应该也不难,只要把我以前做的纯正弦逆变整合进去就行了,看下下次有机会再说吧,这次就整这个了。 |
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| | | | | | | | | 东西真不错,低频的其实效率也不算低了,高频的可靠性没有那么好 |
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| | | | | | | | | 这都被你看出来了,真细心啊。是的,就是这么做的,变压器的初级两边的线铆上铜鼻用螺丝打在散热片上。牢固,接触电阻小,成本低。 |
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| | | | | | | 谢谢!这个示波器确实不怎么样,只是TEK入门级的的数字示波器,当初TEK推出这个更多地只是为了保留模拟示波器的使用方法。虽然不怎样,但对于DIY来说也足够用了。 |
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| | | | | | | | | 1. 市电取样电路:市电经R57,R59,R60,R62降压,D27,D29,D30,D41全桥整流,C4滤波之后变成20V左右,纹波极大直流电。这里C4不能过大,否则切换时间会过长。
2. 升压控制电路:C4两端的不稳定的直流取样电压分两路,一路经过D33隔离,R76,R65,E13分压RC滤波后变成稳定的纹波比较小的约2-2.5V的直流电压分别进入比较器U5C和U5D的负端.先讲下U5C,U5C的正端基准为5*R82/(R71+R82),约2V,如, U5C的负端也会低于2V,这样U5C的输出端13脚会输出高电平通过R55使D5导通,继电器RY3得电吸合,主变压器处于升压状态。
3. 市电过压保护:这个功能由U5D完成,U5D的正端由R77,R52分压,约等于2.53V, 如果市电高于255V,U5D的负端也会高于2.53V,这样U5D的输出端14脚会输出低电平,这个低电平会通过D5把U5B的正端拉低。U5B的输出端2脚会输出低电平控制U2(SG3524)转入逆变状态。
4. 市电和逆变切换电路,由U5A,U5B完成,先看下U5A,这是一个迟滞比较器(具体可以看下模拟电路),设定了一个窗口点平,避免了受到干扰使继电器频繁切换引起抖动。负端由R64,R27/R37并联分压大约是1V. C4两端的不稳定的直流取样电压分两路,一另一路经过R61,R61分压后约1.2V的电压进入U5A的正端,这个电压代表了市电正常或偏低经过升压后正常的市电电压,如果正常U5A的输出端1脚输出高电平,约5V会大于U5B的4脚的电位,U5B的输出端2脚也输出高电平通过D12,R21关断U2(SG3524)使UPS的输出处于市电状态。如果市电升压后仍然过低,U5A的输出端1脚输出低平,U5B的输出端2脚也会输出低电平控制U2(SG3524)转入逆变状态。另外由于D6,R46的正反馈,U5B具有锁定作用,直到市电过低D5导通,U5B才会翻转。当市电来临之后,由于R45,E10的延时作用,逆变会延时一会儿再切换到逆变,避免了市电来的瞬间的涌浪冲击。 |
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| | | | | | | 开关机电路,5V 基准电路,电池检测电路:
1. 5V 基准点路:5V 基准点路由U1 机器外围R2 ,R74 ,VR1 组成,VR1 可以微调5V 基准电路的幅度。
2. 开机电路:当S1 按下,由于C1 两端的电压不能突变,其充电电流一路通过R35 给N14 提供一个正向偏置,另一路经过R12 ,D11 使N3 导通,N3 的导通使N13 导通,这是一个正反馈的过程,最终N13 饱和导通,N14 ,ZD1 ,R35 构成12V 的辅助电源给控制电路供电。
3. 电池电压取样电路:开机后,N13 的发射极电压基本上等于电池电压,这个电压经R38 ,R75 ,R43 ,分压分别进入比较器U6B,U6A 的负端.
4. U6B,U6A 的正端基准:开机后N3 饱和导通,N11 也饱和导通通过R44 给E3 缓慢充电,所以U6B,U6A 的正端基准是缓慢从0 建立的。这样可以给开机时电池低压和欠压取样一个延时启动,避免了误保护。当电池电压低于约21V 左右时U6A 输出高电平控制后面的低压报警电路。当电池电压约低于20V 时,U6B 输出高电平通过D39 ,R58 关断N2 ,N3 随之关断,N13 也关断,最后辅助电源关断。避免了电池过放电损坏电池。
5. 关机电路:当S 断开,N14 的偏置失去偏置,N14 关断,逆变也被关断。 |
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| | | | | | | | | 蜂鸣器报警控制回路:
U6C 及其外围组成约0.2HZ (0V 电压控制时)的压控振荡器。输出经过N10 扩流后推动蜂鸣器BUZ1 发声。当逆变状态,电池电压正常是。U6A 输出低电平,压控振荡器输出频率约为0.2HZ ,蜂鸣器BUZ1 大约间隔5S 响一次。当电池处于欠压状态时,U6A 输出高电平,蜂鸣器的响声变得急促,间隔约1S 每次。提示电池电量即将用完,要立即关闭电脑避免数据丢失了。 |
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| | | | | | | | | | | 逆变控制回路:
本逆变控制回路由U2 SG3524 及其外围元件构成. 开机后如果市电不正常,U2 的10 脚低电平,SG3524 的PWM 发生器工作后由11,14 脚输出D19-20 隔离后驱动2 路场效应管N15-N18 工作,这是一个大家熟悉的推挽电路。SG3524 的工作频率由6 脚的定时电阻和7 脚的定时电容决定,具体计算请参看其规格书,这里设定振荡频率为170HZ, 内部分频后PWM 频率为85HZ, 最后逆变输出的频率也是85HZ. 逆变的闭环稳压反馈电路由输出变压器的27V 绕组经D36-37 ,D42-43 整流后,R85,R88 ,VR3 分压,调节VR3 可以调整输出电压。R66 隔离后进入SG3524 内部误差放大器的反馈端1 脚,9 脚是误差放大器的反馈补偿端,1,9 脚之间的阻容元件起反馈补偿作用,保证了环路的稳定性。 |
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| | | | | | | | | | | | | 过流短路保护回路:
过流短路保护回路由比较器U6D 及其外围组成,其负端设定一个基准,由R48 ,R3 ,VR4 把5V 电压分压构成。调节VR4 可以调整本机的输出功率。大家知道电池的负极连线有一定的内阻,我们就是对这段连线的电压降进行取样,电流越大,其压降也越大。这个电压经过R18 ,E11 组成的RC 滤波器滤波后进入比较器的正端,如果高于负端,比较器U6D 翻转输出高电平,一路经D26 ,R30 进入U2 SG3524 的10 脚关断逆变输出,这样就防止了因过大的电池输出电流损坏逆变功率管。另一路经D45 ,R15 推动N10 使蜂鸣器BUZ1 发出连续的报警声。R98 ,D25 组成的正反馈回路具有锁定作用,过流短路保护后需要重新开机后方能解除。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | 本机的调试步骤和过程:
了解了本机的原理很容易调试本机:
1. 检查所有的元件组装正确无误后先不接电池,不接市电,不接主变压器,用3A稳压电源代替电池接入电路中把稳压电源调到24V开机,如果空载电流正常,测试辅助电源12V,即VCC节点是否正常?如果正常调整VR2使U1的3脚输出电压为5.00V;
2. 用示波器观看N15-N18栅极的波形是否正常。
3. 慢慢地调低稳压电源的电压,看调到22V是否进入低压报警,继续调低到21V看N15-N18栅极的波形是否消失,空载电流是否回到0.
4. 把市电串一个40W的灯泡接入调压器,接入UPS的市电输入端,慢慢调低到200V看RY3是否动作,再继续调低到180V左右是否会启动逆变。然后调高看会不会切换到市电(看N15-N18栅极的波形是否消失),再调高到255V看又会不会切换到逆变。
5. 关机调整VR2使LM317输出28V.
6. 以上都正常后用接入,接入变压器,调整VR3使输出电压为230V.再换电池或大功率开关电源接入额定负载看是否正常,然后调整VR1刚好保护。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 原理和调试就基本介绍完了,欢迎大家讨论交流!
完整的原理图:
Protel Schematic.pdf
鉴于本产品已经生产太多,不便于这里公布PCB文件,请见谅。如果大家有需要请回帖留下邮件地址,我一个一个给你们发邮件。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 您好 也给我发一份吧 学习学习 谢谢 liujuu@163.com |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 楼主,借点资料学习下,谢谢!邮箱:eric.wen.tx@gmail.com |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 我的邮箱xwj_andy@163.com,感谢钟工! |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 不好意思,钟工,发现邮箱地址错了,我说怎么没收到呢,
yqjwy_2008@163.com麻烦你再发次,, |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 已收到,谢谢钟工!最近两天有些忙,所以才来回复,抱歉! |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 顶楼主,俺是来学习的,没做过电源这块,麻烦给份资料,努力学习,
邮箱:zhmf757@163.com |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 钟工,能否发一份给我,自己也想做一块学习一下.谢谢!
chenhang8789@163.com |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 多谢钟工指导,我也想要一份,在此多谢了!
foggyhlw@gmail.com |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 钟工 我也要一份 谢谢 ! [email=lijintai163@163]lijintai163@163[/email].com |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 楼主,谢谢了!麻烦抽个时间发个资料来学习下。邮箱:jwz0121@126.com |
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| | | | | 谢谢楼主,本人学生正研究关于UPS的东西,能否发我一份资料,谢谢,邮箱:xld111@sina.com |
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| | | | | | | 楼主这是好东西啊,能否发给我一份资料学习一下,谢谢!邮箱:shigan198421@163.com |
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| | | | | | | | | | | 谢谢你的资料,能否把原理图发给我学习一下呢,谢谢~~~ |
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| | | | | 钟工,在不,我邮箱是394683932@qq.com |
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| | | | | | | | | | | 230个元件,单面板搞定了,呵呵。跳线N多啊,省成本就这样啊。 |
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| | | | | | | | | | | 钟师傅,可否发我一份啊!原理图和PCB,让晚辈也学习学习啊!cap65@sohu.com,谢谢! |
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| | | | | | | | | | | | | summeryan_2011@sina.cn
谢谢您,钟工您真是个热心人! |
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| | | | | | | 工频机的特点是几乎没有开关损耗(SPWM调制的工频机除外),选用低导通电阻的MOS就可以使功率管的损耗降到很低,用很小的散热片就可以了。工频机的主要损耗在变压器上。我见过最好的工频机的变压器,磁芯材质是那种很薄很脆的那种,类似于非晶,磁导率达到2T以上,磁芯加工成环形而且截面还是圆的。铜损和铁损都控制到最小,效率非常高。工频机的最大的缺点就是笨重,最大的优点就是高可靠,耐冲击。 |
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| | | | | 好佩服牛人!钟工能给我一份资料吗?yx97310@163.com |
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| | | | | | | | | | | 我也想要一份资料,学习一下!!!QQ:375467184 |
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| | | | | | | | | | | | | 邮件已收到,感谢大师的热心,做技术我只佩服一种人,技术牛,且能分享给大家的,所以还是忍不住要赞一个滴 |
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| | | | | | | | | | | | | 膜拜啊~能发我一份嘛[email=~cumtzhangwang@126.com]~cumtzhangwang@126.com[/email]~非常感谢 |
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| | | | | | | | | | | | | | | 请发一份给我,谢谢 294288938@qq.com |
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| | | | | | | 钟工太帅了。感谢钟工详细的讲解,受益匪浅。以后还得向钟工多多学习,争取也能开帖讲座,回馈电源网。 |
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| | | | | 你好,请问一下有没有比较好的方法解决RDFC开关电源对收音机AM频段的干扰 原理图.pdf |
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| | | | | | | 1.整个电源做一个屏蔽盒装起来;
2.加一级线性稳压。 |
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| | | | | 钟工,为什么不用用单片机去采样保护呢?这样外围电路会少很多。 |
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| | | | | 感谢详细讲解,对初学者很有用。非常感谢,好好学习。 |
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