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未解决

恒流源输入的电源设计

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eric.wentx
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  • 2014-3-26 14:45:42
10问答币
我们的电源输入侧比较多的是类恒压源,如电网,电池,所以基本的拓扑结构BUCK BOOST BUCK-BOOST的设计顺应出来了.
现在,如果我的输入侧变成了类恒流源,那么如何设计BUCK,BOOST, BUCK-BOOST电路?
一花一天堂
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LV8
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  • 2014-3-26 14:47:17
 
学习 ~
eric.wentx
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  • 2014-3-26 14:51:08
 
指导下,最近在转这个问题,从戴维宁等效来看,貌似是可以统一的。
一花一天堂
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LV8
副总工程师
  • 2014-3-26 14:58:05
 
哪里能指导您啊,胡乱地说一下 ~
如果输入侧是电流源那么该电流源的的电压则根据实际的功率的变化而变化,PWM就回忙于奔命,环路的工作点也不能有效的建立。环路也就失去了研究的价值。
eric.wentx
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  • 2014-3-26 15:25:41
 
嗯,逻辑比较扯淡,不好控制,现在连基本的思路也有点晕。
hk1008
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LV6
高级工程师
  • 2014-3-26 14:50:26
 
应用于电池放电? 做BUCK的话可以把滤波电感放在输入侧 采样电感电流做反馈,控制电感电流不管输出电流
eric.wentx
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  • 2014-3-26 15:03:00
 
我需要做个BOOST或是BUCK-BOOST。
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-26 15:04:19
 
什么叫类恒流源?比如实现什么样的功能?
eric.wentx
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  • 2014-3-26 15:25:12
 
就是前面的一级电源是恒流源输出的,而我们的新的电源需要接在这上面使用。
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-26 15:30:29
 
如果前级是恒流源输出,你的电源的负载如果跟前级不匹配,那前级输出电压不是会升高的很高吗?
eric.wentx
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  • 2014-3-26 15:33:22
 
所以我才头痛啊,恒流源的输出电压不受控的。
荨麻草
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  • 2014-3-26 16:34:19
 
没想到什么好办法...
可否在恒流源与后级Boost之间加一级储能缓存装置?比如蓄电池或超级法拉电容之类的东东
eric.wentx
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  • 2014-3-26 16:48:52
 
我才60*30*20mm的体积,估计不可行.
帮我从理论方面想下,我总觉得逻辑说不过去。
荨麻草
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  • 2014-3-26 16:56:43
 
恒流源并个电阻---->诺顿定理------>等效恒压源------>损耗大到不得了
荨麻草
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  • 2014-3-26 17:02:53
 
超级法拉电容,这个体积小....


eric.wentx
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  • 2014-3-26 17:05:37
 
这个耐压太小了,我的功率才30W.
但输入电压这个恒流源可以上到1KV啊,但我实际上只需要几十V。
Coming.Lu
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  • 2014-3-26 17:08:09
 
按1kV设计这个电源算了。
eric.wentx
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  • 2014-3-26 17:11:42
 
老板把我砍了会...
Coming.Lu
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  • 2014-3-26 17:12:47
 
那你说怎么办哦。
难不成,你的30W是固定负载,一直有的?
eric.wentx
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  • 2014-3-26 17:25:11
 
当然我的30W负载一直存在。
荨麻草
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  • 2014-3-26 17:17:14
 
我有个同事正在做70~1000V输入的电源(用在光伏上),初步评估,貌似做下来不便宜哦
jieliu
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LV2
本网技师
  • 2014-3-28 14:41:22
  • 倒数7
 
又一个做日光灯双堵头的苦命孩子!
Coming.Lu
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  • 2014-3-26 16:52:18
 
这个恒流源,总有一个最大输入电压吧。
是不是太阳板输入?
eric.wentx
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  • 2014-3-26 16:59:06
 
有个最大输入电压,但我需要的电压只是他最大电压的几十分之一啊.
Coming.Lu
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  • 2014-3-26 17:00:52
 
这个……
THTTH1982
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  • 2014-3-27 10:44:23
 
哎,变换嘛,
我们怎么把恒压变成恒流? 反过来推一下.
比如说.你恒流源输入100V1A,功率为100W,你现在要输出30W, .前提是输入的功率要大于输出功率

输入功率大于输出功率.足够做这样的就换装置出来..
像这样的换流装置只有要用降压了.也只有降压才能变换电流.
变换电流-相当匝比的变换-相当阻抗变换-实现阻抗匹配.
像以前的高音喇叭--输送的电压能打人,但电流很小.若直接接在喇叭上,功率输出不了.若接一个阻抗变换器,就能以电流的形式推动喇叭了.

说了这么多,不知道文兄理解了没有.
joezzhang
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副总工程师
  • 2014-3-26 17:16:17
 
做电源还是先从功率考虑吧,恒压源我们考量的是最大输入电流,并用保险丝做故障隔离。
那么输入的恒流源最高能支持多高电压?当输入电压高于多少时做隔离保护?
假定1A恒流源,最大功率100W,但客户只需要你做一个10W的converter,于是输入电压20V的时候可以认为电路故障,需切断电源进行保护。用可控硅做一个电压检测,高于20V短路输入。
然后就是功率变换,电压源用电感做储能,因电感电流不能突变,所以P=VI不能突变,方便控制。而恒流源输入就必须用电容做储能了,输出电压控制占空比,如果想做类似电流型控制,再加一个电容峰值电压控制即可。构思了一个类似buck-boost的拓扑,应该还可以简化。





eric.wentx
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  • 2014-3-26 17:28:37
 
22楼在点子上了:
1. 过压切断作电流源短路.
2. 然后再做恒功率控制。


另一个SB的问题:电流源怎么变成电压?直接弄电阻吗?
joezzhang
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副总工程师
  • 2014-3-26 17:43:51
 
占空比啊,电容的电压U=IDT/C,后面用个LC平滑电容电压


就跟电压源I=VDT/L一样的,后面用C平滑电感电流



如果可以找到合适电压和功率的MOV,用MOV做保险丝可能比可控硅好点,毕竟是passive的器件,而且在开机瞬间有抑制浪涌电压的作用。关键是MOV长时间导通的寿命问题不好确定。。。
eric.wentx
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  • 2014-3-26 17:49:24
 
MOV是肯定不能用的,可控硅倒是个思路。
joezzhang
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副总工程师
  • 2014-3-26 17:59:17
 
MOV还是一定要加一个的,类似电压源的NTC,不过最好不用做保险丝。


你这个还是60KHz的交流恒流源。。。还要加上整流二极管,而且最高电压太高了,最好加变压器隔离。。。



储能电容用CBB,加了变压器用类似反激的原理,可以减小一些储能电容的电流压力。
eric.wentx
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  • 2014-3-26 18:14:51
 
你说的这些在60*30*20/30mm的地能塞下不?
joezzhang
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副总工程师
  • 2014-3-26 18:35:28
 
反正你的输出电压已经60V了,那就做个危险标识不隔离,1A/200V左右的MOV个头不大,CBB电容太大就用陶瓷的吧,频率不上很高的话,就用多个陶瓷电容并联,开关器件用300V/1A应该就差不多了,LC也不占多少体积。这样可能还是能布得下。
荨麻草
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  • 2014-3-26 17:45:17
 
后级变换器直接可等效成一个电阻负载
PS:我正在用仿真搭建恒流源输入的Boost,文公可否告知设计参数,我验证一下可行否?
eric.wentx
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  • 2014-3-26 17:48:35
 
输入电流源:Irms=500mA 60KHZ, 最高电压峰峰值3KV.
输出要求: 直流60V 500mA
joezzhang
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副总工程师
  • 2014-3-26 18:07:20
 
输入电源频率太高,converter也不好做,要么巨大的储能电容,要么上MHz的开关频率。。。
joezzhang
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副总工程师
  • 2014-3-26 18:10:54
 
不如用并联分流的线性稳压器来做
效率是低了点,但是简单便宜,做好保护就行了
荨麻草
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  • 2014-3-26 18:16:51
 
开环问题不大,正在尝试闭环
joezzhang
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副总工程师
  • 2014-3-26 18:37:13
 
普通boost?空载或轻载条件下输入电容和电感两端电压?
荨麻草
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  • 2014-3-26 18:40:21
 
失败了,可能我的思路有问题
eric.wentx
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  • 2014-3-26 18:42:21
 
涉及到二个问题:
1. 稳态
2. 瞬态,别变了下就开环了.
joezzhang
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  • 2014-3-26 18:46:56
 
真不如搞线性的。
输入频率太高,如果忽略之,则converter的开关频率可能与其产生差频、和频干扰,输出稳波极难控制,出现低频振荡也不是太意外

如果要滤除这个输入的60KHz,那么环路带宽至少要120KHz,则开关频率至少要500KHz+,最好是1MHz以上。。。玩死人哪。。。
joezzhang
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副总工程师
  • 2014-3-26 18:48:30
 
不过要是真有把握玩到1MHz以上,体积就不是问题了,1/4你给的体积都绰绰有余。。。
THTTH1982
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  • 2014-3-27 10:51:32
 
60KHZ,就可以当做工作频率了.只是用外接的开关暂波就行了
vega_mylove
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高级工程师
  • 2016-11-20 10:32:09
  • 倒数2
 
我最近也在做恒流输入的电源    我的做法和您发的这个图比较类似   恒流进来后控制mos管的占空比    将电压稳定在一个恒定值上(图中D2的阴极)  然后再以此电压作为源  为后级的电路供电     但是这样做的话   整个系统的的差模干扰比较严重(传导低频200K没过)   随后加上了如图的滤波器     传导过了        但是由于是恒流输入   两个x电容在不断的充放电    且这个能量最终都消耗在整流二极管和mos管上    增加发热       在mos导通瞬间    x电容通过二极管和mos放电   瞬间电流也很大    我担心时间长了会对整流管和mos管产生不利得影响(实测中发现 加上前级滤波器后   整流管和mos管的温升增加了不止15℃   且整个板子的功耗增加了1W)         我想问下   针对恒流源输入的EMI滤波器应该如何设计呢
QQ图片20161120102041.png
windh
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LV8
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  • 2014-3-26 18:51:02
 
电压源和电流源,就像水火一样地不相容!


从来都是用电压的到电压。


再有电压获得电流。


没有天然存在的电流源。


虽然也可以说三极管类的3端器件是电流源,但没有电压源,也没有存在的前提。


例如MOSFT也可以成为电流源,但你需要GS间有一个固定电压,这就意味着,没有电压元,就没有电流源。


道理就是这样了。


懂不懂,就是你自己的问题了。
THTTH1982
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  • 2014-3-27 10:54:28
 
你回答的牛头不对马嘴,,

要给楼主解决问题才是.

空谈误国,实干兴坛
windh
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  • 2014-3-26 18:52:20
 
你要非电流输入的话,那么这个电流得先变成电压才能DCDC变换。
Bodoni
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LV10
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  • 2014-3-26 18:59:05
 
讲输入电流作为控制量就可以了。。
东方
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LV8
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  • 2014-3-26 19:58:46
 
很好的思路呀!
楼主:类恒压源基本的拓扑结构BUCK ,如果我的输入侧变成了类恒流源,那么如何设计BUCK?
东方:这一般都可以用对偶电路解决。
XW:你倒是对一下呀!
东方:就从BUCK开始吧,类恒压源是这样的:


XW:我会把电池换成恒流源。下面就不知道了。



东方:挺不错啊!继续变,恒压源串联开关管,变成恒流源并联开关管:

XW:再变二极管……
东方:很容易啊——原来是并联改串联即可:

XW:电感和电容咋的换位啦?
东方:对偶出来的:串联电感该并联电容,后面的并联电容就成了串联电感了。
XW:那电阻这就不变呢?
东方:也变了。变成电导,但画起来符号相同。



eric.wentx
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  • 2014-3-26 20:16:09
 
东方老师,有点意思,我再琢磨下。
windh
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LV8
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  • 2014-3-26 20:40:13
 
嗯,有点道理!


但你无法把电导变成实际电路。


BUCK的本质,就是电压变化,很可能就没有电流源输入一说。


但BOOST肯定是可以的。


当然了,也不是BOOST,而是电流源通过一个二极管给R//C供电,这个电流源作为输入是可以的。


如图所示!











东方
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  • 2014-3-27 06:57:33
 
XW:有人把你的电感拿掉了。

东方:是windh先生吧,可以啊!
XW:这下子你对偶不起来了。
东方:原来的buck也能拿掉对应的器件:


XW:他拿掉的是电感
东方:我拿掉的是电容。
XW:他拿掉电感后把电路接起来。
东方:我去掉电容后把电路断开。
XW:他拿掉电感可以正常工作,你行吗?buck难道可以不要电容吗?
东方:我拿掉电容后也能工作——Q导通时由电压源提供电流,Q断开时有电感续流。只要电感足够大,负载上的电流是稳定的。
XW:那他的电路也能工作——Q截止时由恒流源提供电压,Q导通时有电容供电。只要电容足够大,负载上的电压是稳定的。
东方:这不还是对偶的吗?看来,由恒流源供电的BUCK倒更适合于提供稳定的电压。这对楼主而言可能是件好事,人们比较习惯这个。

eric.wentx
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  • 2014-3-27 09:52:51
 
东方兄弟,如果我前面的恒流源是交流的,咋办啊?先整流?
东方
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  • 2014-3-27 12:34:09
 
想到整流,很好啊!
XW:我也能想到。我给个电路行吗?我还想到整流后用电容滤波:

windh:电压源和电流源,就像水火一样地不相容!
东方:是啊,你把电压源的概念用到恒流源就不行啊。 Q一导通,电容上的电压放光光,还怎么工作?
XW:那不能滤波吗?
东方:不是,把“电压源整流后并联电容滤波”改成对偶句是……
XW:我知道:电流源整流后串联电感滤波。

东方:哎呀,知道就好:


eric.wentx
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东方
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  • 2014-3-27 15:23:18
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理论意义,实际上可以不用。
eric.wentx
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  • 2014-4-4 15:11:55
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在试这个电路,感觉不是特别好调,容易失控。
东方
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  • 2014-4-5 07:50:06
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文公好样的,先赞一个。并祝早日成功! XW:调试容易失控怎么办?
东方:负载很重要,不能开路,短路倒没有关系。
东方
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  • 2014-4-5 09:20:35
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小凡凡
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  • 2014-4-5 10:22:05
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我很早以前是修电话的,电话线就是恒流源,供电、信号传输好像都是通过"VCC"完成。
怎么实现已经忘了,可以去搜搜看。
vega_mylove
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最新回复
  • 2016-11-20 10:58:19
  • 倒数1
 
东方你好   我最近也在做一款恒流(50Hz)输入的电源  如图所示   控制mos的占空比(mos频率10K)将C2上电压控制在一个恒定值上  然后以此电压为源   做DC-DC变换   在实现拓扑的时候 我也考虑到应该在D3、D4阴极与mos的D级间加一个电感(对应恒压输入的母线电容)   但是在实际测试时发现  加不加这个电感   对电路影响不大(由于体积限制  我当时使用的电感47uH)        我就把电感去掉了       之后去测试EMC 传导低频没过    那应该就是mos对电流高频斩波  产生的差模干扰     我又把那个47uH的电感加回去    传导还是没有改观        被逼无奈   只能在输入侧加x电容(因为横流输入端的x电容 在mos斩波时  是不断的充放电的   而且这些能量全部是以热的形式耗散在整流管和mos管上的)   传导通过   但是老化运行时 发现加了x电容后   板载功率上升1W左右   温升较之前增加了15℃(整个板载功率一共才20W)      我想请教下东方    对于此种恒流源输入的滤波器该如何考虑   
QQ图片20161120102041.png
eda技术09
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  • 2014-3-26 20:37:48
 
好做么?
greendot
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  • 2014-3-27 10:31:19
 
文工可以參考一下 Current Source Converter 的資料,偷些概念。
看看下面的一個特徵電路,電流源輸入,電壓輸出 :

。。。




eric.wentx
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  • 2014-3-27 12:39:35
 
greendot老师,CSC的文章还真不多,我再想想.
batteryli
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  • 2014-3-27 14:13:23
 
文老大,这是我以前看到别家的一个兼容电子镇流器的LED电源的应用,那个电子镇流器输出为高频(100多K)三角波恒流源,输出可以给一个PSR的LED恒流驱动供电,再由LED对T8灯恒流输出。不知对你有用否,镇流器的输出空载情况我那时没有注意,而LED驱动的空载情况,我也没有考虑过。
eric.wentx
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  • 2014-3-27 14:19:23
 
那个电子镇流器输出为高频(100多K)三角波恒流源,输出可以给一个PSR的LED恒流驱动供电
那怎么接的PSR?这是关键。
batteryli
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  • 2014-3-27 14:35:17
 

batteryli
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  • 2014-3-27 14:42:34
 
我图示的输入接法有点混乱,时间太久了,我也忘记了,好像是四个接头乱接都可以用的。
eric.wentx
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  • 2014-3-27 14:54:13
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1/2一组,3/4一组,
1/4接市电,1/2及3/4接镇流器。
joezzhang
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  • 2014-3-27 17:01:38
  • 倒数8
 
这个思路就是无视其输入电流纹波,用等于或低于输入电流频率的开关频率来变换


你这个纹波电流也不是很大,只有0.6A左右。可以考虑用50KHz的开关频率,然后输出加个几十uF电解电容即可,你给定的体积应该足够了。



如果你会仿真,可以试试我给你的那个拓扑,两个MOSFET共地(3A/300V)、同开同关,输入电容1-2uF/200V陶瓷,电感1A/3-6mH,输出电容22UF/100V电解,二极管1-2A/300V超快恢(输入整流和电压变换都用这个),220V的MOV并输入电容上,整流之前用可控硅,两个电阻接到输入电容上分压,下端的电阻并个电容延时,避免上电瞬间的电压尖峰误触发。
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