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【武DIY】1000W半桥开关电源 AC-DC

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jaywq
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  • 2015-9-23 08:12:09
主要参数
输出功率1000W
输出电压10-140V连续可调
输出电流最大7.14A
输入波形频率20HZ-2KHZ
用作功率放大器跟随电源,提高电源利用率减小损耗。
选取了龙腾的LSB20N60 和LSB20N65做半桥。
PCB绘制完成,节后能收到板子吧。先主备焊接辅助电源部分再完成调试。辅助电源的变压器还是有一定难度的。
收到厂家的样片,跟IR的IRFP460对比外观。以后会最两个管子替换,测试参数对比的实验。
111.jpg
未命1.bmp
IMG_20150925_112136.jpg
IMG_20150925_112401.jpg
IMG_20150925_113412.jpg

原理图.pdf

204.64 KB, 下载次数: 2666

1000W半桥原理图

20n60.pdf

80.52 KB, 下载次数: 1213

IXFH20N60

CD00001584.pdf

259.88 KB, 下载次数: 1233

IRFP460

LSB20N60.pdf

756.29 KB, 下载次数: 1259

LSB20N60

LSB20N65.pdf

750.47 KB, 下载次数: 1337

LSB20N65

世纪电源网-小王
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  • 2015-9-23 08:38:59
 
感谢支持活动,祝赢取大奖。
本帖最后由 世纪电源网-小王 于 2015-9-23 08:41 编辑

jaywq
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  • 2015-9-23 09:00:55
 
你那个链接里面没有我的帖子呢
         

本帖最后由 jaywq 于 2015-9-23 09:06 编辑

YTDFWANGWEI
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  • 2015-9-23 11:41:02
 
你这原理图应该问题挺多吧?没细看,半桥输出在滤波电感前加电容?SORRY,看错了,那是辅助电源。。。。。
本帖最后由 YTDFWANGWEI 于 2015-9-23 11:42 编辑

jaywq
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  • 2015-9-23 11:48:10
 
我觉得没有问题 哪有问题请指正 本帖最后由 jaywq 于 2015-9-23 11:50 编辑

YTDFWANGWEI
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  • 2015-9-23 12:04:49
 
看错了,我将辅助电源看成主电路了。。。。。
jaywq
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  • 2015-9-23 14:52:58
 
就像画在一张A4纸上所以有点太紧凑,还有什么问题一起讨论,做好封装画PCB了
康雨涵
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高级工程师
  • 2016-3-26 20:52:46
  • 倒数8
 
请问你的驱动变压器绕了多少匝,磁芯选择什么型号,线经多大,那个推挽三极管基极10欧姆是不是太小了

qq80644864
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  • 2015-9-23 11:59:52
 
1、N线接保险
2、保险之前接Y
jaywq
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  • 2015-9-23 14:50:01
 
这样接不可以吗?



本帖最后由 jaywq 于 2015-9-23 14:51 编辑

qq80644864
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  • 2015-9-23 15:27:41
 
工作没问题,安规不允许
jaywq
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  • 2015-9-23 15:30:10
 
确实是这个电源已经做过一版了,为了这次比赛再从新设计一个,安规知识确实贫乏请指教
jaywq
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  • 2015-9-24 11:15:35
 
辅助开关电源为+-15V输出主输出为+15V副输出为-15V,副输出为开环所以加了79L15稳压。在制作过程容易出错的地方是两个输出的极性容易搞反。变压器气隙调整不当不启震,开关IC为调频控制,在接重的感性负载的时候容易产生低频振荡。这个问题的解决需要丰富的经验执着的精神。
jaywq
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  • 2015-9-24 13:23:13
 
jaywq
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  • 2015-9-25 11:28:38
 
PCB绘制完成,马上开始制板节后能到吧。先焊接辅助电源部分并完成辅助电源调试

PCB

PCB
jaywq
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  • 2015-9-25 11:40:15
 
收到龙腾的样片 和IRFP460对比
IMG_20150925_113412.jpg
IMG_20150925_112136.jpg
budaoweng6789
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  • 2015-9-27 10:49:11
 
这个板子是多大功率的?看了看PCB,发现功率布线还能优化,当然功率不大的话也就无所谓了。
jaywq
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  • 2015-9-28 08:37:25
 
1000W -1500W 线细的地方有去阻焊剂层 镀锡
jaywq
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  • 2015-9-28 08:38:38
 
1000W 线细的地方加了去阻焊剂层 镀锡
budaoweng6789
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  • 2015-9-28 09:15:03
 
奥,我倒是没有考虑线粗细。我是说这样不限寄生参数可能会多一些,不过功率不大应该不会有什么问题吧
jaywq
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  • 2015-9-28 09:26:32
 
你觉得哪个部分不合适呢?节点处的覆铜是故意减少减小辐射
jaywq
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  • 2015-9-28 09:28:27
 
我的原理图的驱动就可以,如果觉得功率小可以并联几个开关管着都是没有问题的
budaoweng6789
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  • 2015-9-28 10:04:06
 
以后在你的帖子回,理解。关于你的图我又3个问题请教。1、驱动变压器前级的图腾柱用的三极管8050,我看不少实物用的是MOS,不知两者是否有区别?2、驱动变输出是正负脉冲,你舍去了负脉冲改用钳位。这么做有什么优点?3、这点纯属个人看法,不知道对不对,功率布线的环路面积是不是可以减小一点,最好正反布线会最大可能减小杂散电感。这是我做过的一个板子,也是半桥,欢迎指正

正

反
jaywq
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  • 2015-9-28 11:56:15
 
第一个问题 1、工作性质:三极管用电流控制,MOS管属于电压控制.
2、成本问题:三极管便宜,mos管贵。
3、功耗问题:三极管损耗大。

但是这个三极管就够用了 用四个MOS管驱动一个驱动变压器是不是有点夸张?这个电源是100KHZ的够用了

第二个问题没有舍弃负压,驱动变压器的极性那标错了,应该是反相的。同时导通会爆炸呀
第三个问题 这个环路大吗?
1.jpg
jaywq
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  • 2015-9-28 11:56:55
 
三极管跟MOS管的区别
1、工作性质:三极管用电流控制,MOS管属于电压控制.
2、成本问题:三极管便宜,mos管贵。
3、功耗问题:三极管损耗大。

4、驱动能力:mos管常用来电源开关,以及大电流地方开关电路。
实际上就是三极管比较便宜,用起来方便,常用在数字电路开关控制。

MOS管用于高频高速电路,大电流场合,以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。
一般来说低成本场合,普通应用的先考虑用三极管,不行的话考虑MOS管
实际上说电流控制慢,电压控制快这种理解是不对的。要真正理解得了解双极晶体管和mos晶体管的工作方式才能明白。三极管是靠载流子的运动来工作的,以npn管射极跟随器为例,当基极加不加电压时,基区和发射区组成的pn结为阻止多子(基区为空穴,发射区为电子)的扩散运动,在此pn结处会感应出由发射区指向基区的静电场(即内建电场),当基极外加正电压的指向为基区指向发射区,当基极外加电压产生的电场大于内建电场时,基区的载流子(电子)才有可能从基区流向发射区,此电压的最小值即pn结的正向导通电压(工程上一般认为0.7v)。但此时每个pn结的两侧都会有电荷存在,此时如果集电极-发射极加正电压,在电场作用下,发射区的电子往基区运动(实际上都是电子的反方向运动),由于基区宽度很小,电子很容易越过基区到达集电区,并与此处的PN的空穴复合(靠近集电极),为维持平衡,在正电场的作用下集电区的电子加速外集电极运动,而空穴则为pn结处运动,此过程类似一个雪崩过程。集电极的电子通过电源回到发射极,这就是晶体管的工作原理。三极管工作时,两个pn结都会感应出电荷,当做开关管处于导通状态时,三极管处于饱和状态,如果这时三极管截至,pn结感应的电荷要恢复到平衡状态,这个过程需要时间。而mos三极管工作方式不同,没有这个恢复时间,因此可以用作高速开关管。

(1)场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。

(2)场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。

(3)有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好。
(4)场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。
(5)场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点,因而也被广泛应用于各种电子设备中。尤其用场效管做整个电子设备的输入级,可以获得一般晶体管很难达到的性能。
(6)场效应管分成结型和绝缘栅型两大类,其控制原理都是一样的
budaoweng6789
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  • 2015-9-28 13:08:51
 
布线问题先不讨论。先说原理,你说没舍弃负压,那D10和D12做什么用的 本帖最后由 budaoweng6789 于 2015-9-28 13:13 编辑

jaywq
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  • 2015-9-28 13:26:34
 
阻断反相时产生的正向电压
jaywq
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  • 2015-9-28 13:29:10
 
这个是MOS管不是IGBT
budaoweng6789
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  • 2015-9-28 13:33:15
 
对,MOS一般不需要负压。“阻断反相时产生的正向电压”这句话怎么理解?

jaywq
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  • 2015-9-28 13:48:33
 
驱动变压器是两个极性相反的绕组,在一个变压器产生正向电压的时候在另外一个会产生负的
jaywq
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  • 2015-9-28 14:01:33
 
板子回来了,接下来准备焊接元器件了。

PCB

PCB
budaoweng6789
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  • 2015-9-28 14:21:08
 
期待您的波形图。
budaoweng6789
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  • 2015-9-28 14:20:43
 
原本以为理解的东西又晕了。还是认为你这个管子的栅极没有用上负压而是用的有源钳位。
jaywq
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  • 2015-9-28 14:24:06
 
当R48  R104交点正电压的时候D10阴极为负电压  D12阴极为正电压
budaoweng6789
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  • 2015-9-28 14:29:06
 
D12阴极为正电压的时候不就是阻止了电压加在GS两端吗?不就是相当于没有负压了吗?
jaywq
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  • 2015-9-28 14:46:04
 
Q8集电极为负并没有导通
budaoweng6789
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  • 2015-9-28 14:54:34
 
好像我不太明白这个Q8什么时候动作
jaywq
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  • 2015-9-28 15:54:25
 
加快关断速度,晚上回家慢慢给你解释
budaoweng6789
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  • 2015-9-28 16:31:31
 
加速关断很理解,只是没太研究过,有源钳位。
jaywq
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  • 2015-9-28 16:58:42
 
什么时候开启什么时候截止呢
budaoweng6789
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  • 2015-9-28 18:04:06
 
大哥?您解释一下?
jaywq
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  • 2015-9-28 20:55:30
 
当R48处于高电平MOS管导通的时候 D10阴极为负电平  三极管集电极为高电平 基极为低电平 三极管处于截止状态,当驱动变压器输出高电平突然关断,处于死区的时候,三极管的集电极与MOS管的G相连由于输入电容的存在此处的电压并不立刻为0而是仍然高电平 电感的突然闪断所以D10阴极为高电平 所以三极管导通,把MOS管电压迅速拉低。
能源消耗
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  • 2015-10-26 16:52:42
 
楼主的驱动电路中,D11   D12只是配合3级管的提供正偏置,,电路有加速作用,没有负脉冲消除效果, 这种电路的不足地方是信号驱动损耗特别大,特别在最大

占空比和高频率的时候,驱动变压器前级电流驱动很吃力,容易毁机.   只是在理论上的电路而已.l
本帖最后由 能源消耗 于 2015-10-26 16:59 编辑

能源消耗
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  • 2015-10-26 16:46:34
 
真正高手画的板子,
Coming.Lu
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  • 2015-9-28 18:37:12
 
不错,一般的功放都比较费电。
有电压跟随的开关电源供电的话,应该能省些。
jaywq
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  • 2015-9-28 20:31:33
 
正弦波的跟随 功放的损耗会比较小 所以散热片就会很小,功放的体积就减小很多。
Coming.Lu
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  • 2015-9-28 20:40:38
 
是的,只是这样对电源的响应要求就会高一点。
jaywq
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  • 2015-9-28 20:47:27
 
反馈环路调试比较困难,容易自激
Coming.Lu
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  • 2015-9-28 21:34:11
 
是的,要对功放的输出做响应,还真不容易。
开关电源,环路上的瓶颈很多,或者说是环路上拖后腿的环节吧。
比如:LC滤波,光耦 等。
jaywq
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  • 2015-9-28 21:42:48
 
光耦只是辅助电源上用了一个PC817还有电源控制开关用了,LC还算好调整 ,我觉得还是误差放大器的环路补偿比较难,通过零点极点算出来的值放上去也未必好使,得自己慢慢的去调整,变量太多不好把控,经验成分居多
本帖最后由 jaywq 于 2015-9-28 21:44 编辑

Coming.Lu
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  • 2015-9-28 21:49:42
 
只要各环节不拖后腿,那还是不算难调的。
jaywq
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  • 2015-9-28 22:05:19
 
虽然做过几个但是每次我觉得都挺费劲的,不那么容易,说明还差的很远,这几天比较忙过节之后传一些调试中的波形照片吧
Coming.Lu
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  • 2015-9-28 22:37:08
 
我调过最快的一个,响应10多个开关周期就可以恢复。
我觉得,那基本就是极限了。
jaywq
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  • 2015-9-29 08:09:36
 
没看到那么细致,主要看开关电源的输入跟输出波形的相位有没有相移,还有幅频特性
jaywq
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  • 2015-9-28 22:07:07
 
假期综合症有些范懒没有跟新的动力 本帖最后由 jaywq 于 2015-10-15 14:55 编辑

世纪电源网-小王
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  • 2015-10-16 08:57:47
 
  欢迎更新讨论。。。
jaywq
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  • 2015-9-28 20:56:58
 
用过3525还是觉得TL494的误差放大器好些
本帖最后由 jaywq 于 2015-10-15 15:00 编辑

能源消耗
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  • 2015-10-19 09:55:29
 
tl494最大的优点是内部有2个性能特别优秀的比较器,容易调试电压,电流反馈回路,.3525内部只有一个比较器,,9脚到反相脚用1只0.1--0,22UF的电容基本可以.
如果动态调节差,或有轻微震荡,注意采样回路的地,  点,  和电路旁路电容的位置,电源采样分压点对地不要加电容,这样会使采样回路补偿滞后,
能源消耗
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副总工程师
  • 2015-10-12 11:20:55
 
别的不说:1   ,就这主板的面积。可以说太大了,没有商业产品的价值,    2  用模拟调节电源可调不精准和跑点,  3电路本身的电流无法跟随电压变化的恒功率,保护不准确或速度慢,     只是练手的实验板
jaywq
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  • 2015-10-15 10:02:06
 
太大?你买市场上一个48V500W的铁壳开关电源能比这个小多少?这个电源可以做到1000W,在改改1500W都可以做到如果只是那种恒压的电源就更简单了。没有实际意义没有商业价值?那是对你来说吧,做为一个电流功夫电压功夫的跟随电源不说很完美他也是很大程度了降低了损耗减小了功夫的体积。过压过流保护这个要多准到了预定的范围能被限制住了可以了。我不知道你说的准确度不够跑点是在什么范围之内,自己的设备用满足自己的需要就可以了。
能源消耗
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  • 2015-10-17 09:34:58
 
楼主不服气了.哈哈.  我没有说你电源不行,精益求精,你PCB板主电路电流回路的走线真的细,不是我1个人说,,大家都在说,  不知道你1mM走多大电流,
2,主电流高压环路有点长,这才是辐射和干扰的根源,不是 铜皮面积小和不敷铜来降低辐射,这是没有道理的..   如果你把大电流回路的的铜皮线放宽了,
我想你的电路板面积要加长,或不好走线了,哈哈。你的版子长度应该是200MM长吧,而且大电容容量有不足的嫌疑.隔直CBB单只(1KW).也存在过流不足的
嫌疑,如果把电容容量做足了,板子又要加长,而且不好不线.   
我同样和你一样的1200W(220/80V)半桥版长180MM.电容总容量1000UF, 2只CBB(20脚距).加 输入,   输出   , 控制  ,等继电器.回路铜皮达10mM宽.
前后级2路电流采样,有机会发给你看看
本帖最后由 能源消耗 于 2015-10-17 10:34 编辑

budaoweng6789
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  • 2015-10-17 21:54:21
 
仁兄言之有理,同感同感。别的我不大懂,单就布线来说却有不合理之处,当然楼主这个板子功率不是很大,也就没太大影响了。不过要是需要优化的话,最应该的就是布线了。紧接着布局也不得不改变。说来说去,基本就是的从上到下改一遍。
unique09
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  • 2015-10-18 13:02:21
 
确实,布线布局是个大问题
jaywq
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  • 2015-10-20 10:33:01
 
你说的是交流输入部分吗?镀锡吧或者加上独股1.0的铜线.你说你的1200W电流还跟输出的电压有关系吧看你电压多高了。输入的电容是小了点 满载的时候母线电压会被拉低纹波比较大。输出带的是感性负载有跟随回路的电容不能太大。其实那三根线我觉得用2.5平方的多股线搅在一起飞过去最好了就是看着墨迹点
本帖最后由 jaywq 于 2015-10-20 10:37 编辑

jaywq
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  • 2015-10-20 10:34:42
 
发上来看看呀学习学习
能源消耗
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  • 2015-10-20 11:05:20
 

220/74V16a

220/74V16a
本帖最后由 能源消耗 于 2015-10-21 12:29 编辑

budaoweng6789
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  • 2015-10-20 11:45:09
 
果然不错,学习了
能源消耗
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  • 2015-10-21 12:47:11
 
这是一款1200W充电器板,功能齐全,包括:防行走, 电池监控,输入延时,输出继电器接反保护,真正零电流继电器闭合,快速短路继电器空载关闭,快速 的 整流管击穿后电池大电流回路电流防烧线保护,电池环境温度补尝,   内过温保护,老化简便设置,以及各状态LED指示,用1只STM8F003的最低价1.2元的单片机做为核心控制.
budaoweng6789
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  • 2015-10-21 13:13:38
 
用的8位机,不错。
jaywq
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  • 2015-11-3 11:57:41
 
布线真是不错 一个10-150V功夫跟随电源跟你这个电源的侧重点不一样,固定电压 跟中保护做的精细点,不用考虑频率响应这些。不一样的东西没什么可比性
z478424795
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高级工程师
  • 2015-11-16 09:00:48
 
能源消耗
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副总工程师
  • 2015-11-16 13:42:27
 
这是个双管正激的板子,布线,排放都很合理,整洁,学习了。
jaywq
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  • 2015-12-29 16:50:32
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单层板肯定是好看,我们又不是画画的
未命名.JPG
zhuofengsong
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本网技师
  • 2015-11-2 09:14:52
 
同意,楼主的这个板子布线真的不怎么样
jaywq
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  • 2015-11-3 11:53:12
 
不怎么样给点怎么样的建议啊 给点指导建议
jaywq
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  • 2015-12-29 16:45:41
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我也这么认为了,给点建议啊
闲情逸致
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  • 2015-11-4 19:05:30
 
提醒一個問題.:做功放的电源,隔离光电耦合器注意工作频率需要满足300KHz以上,否则无法满足功放动态跟踪的要求。这将会导致你永远都做不好这个电源的。
jaywq
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  • 2015-12-29 16:44:49
 
您在说哪个电路?

hechenglong14
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本网技师
  • 2015-11-9 21:32:57
 
好贴,支持。
hechenglong14
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本网技师
  • 2015-11-9 21:34:46
 
学习学习
司马仲达
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总工程师
  • 2015-11-18 10:13:34
 
460这个管子又老又挫啊,极限能不能达到1KW还打个问号吧
jaywq
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  • 2015-12-29 16:44:22
 
那就看你做电路的本事了,我是做成功了。
lchqligong
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本网技师
  • 2015-11-26 13:41:26
 
好家伙,高手。
q2892958801
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本网技师
  • 2015-12-22 20:37:24
 
输入波形频率20HZ-2KHZ
用作功率放大器跟随电源,提高电源利用率减小损耗。
这两句话如何理解,是什么意思?功放的输出自动调节电源的电压输出?
jaywq
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  • 2015-12-29 16:43:28
 
功放的输出变压器会有一个跟随的绕组,随着输出的大小而改变 吧这个绕组接入到开关电源信号输入就可以了。
jaywq
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  • 2016-7-22 14:02:31
  • 倒数7
 
http://bbs.21dianyuan.com/forum. ... 398&fromuid=969
A组+48V500W半桥开关电源 OR -500V100W反激开关电源 OR TDA8950TH D类功放?大家过来看看呀
葛克宇
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助理工程师
  • 2016-7-25 13:57:23
  • 倒数6
 
我想做一个0-200V    0V起调   500W  20HZ-2KHZ  能否给一些参考和建议   
jaywq
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  • 2016-7-25 16:33:26
  • 倒数5
 
梦在他乡
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本网技工
  • 2016-12-4 16:51:52
  • 倒数4
 
大神们,有成熟的开关电源提供吗?我公司生产工业用D类功放,需要800-3000W双路输出开关电源,电压+/-80v,电流10-20A左右。
jaywq
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  • 2016-12-5 08:40:23
  • 倒数3
 
还有什么要求吗?
梦在他乡
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本网技工
  • 2016-12-5 10:22:30
  • 倒数2
 
D类功放,就是希望输出响应高点。稳定可靠就行!
梦在他乡
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本网技工
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  • 2016-12-5 10:22:56
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有合适的话可以联系QQ94217335
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