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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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wggaoxin
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助理工程师
  • 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 QQ截图20180518214257.jpg
——————————————华丽的分割线——————————————
PCB顶层丝印
1.jpg
——————————————华丽的分割线——————————————
PCB底层走线
2.jpg
——————————————华丽的分割线——————————————
PCB底层丝印
3.jpg

——————————————华丽的分割线——————————————
PCB截图
QQ截图20180518205750.jpg
——————————————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
长园维安
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本网技师
  • 2018-5-7 10:17:32
 
欢迎参加,期待作品。
q3124370489
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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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助理工程师
  • 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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助理工程师
  • 2018-5-24 19:35:12
 
PCB板子已经回来了,准备焊板了。
001.jpg 002.jpg

wggaoxin
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助理工程师
  • 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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助理工程师
  • 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: 43)
wggaoxin
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助理工程师
  • 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: 68)
wggaoxin
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助理工程师
  • 2018-5-24 19:58:28
 
散热片结构试装图

0001.jpg
屏蔽散热片

0002.jpg
MSO散热片

0003.jpg
肖特基散热片

00043.jpg

SPU120 -散热片 001.pdf

56.66 KB, 下载次数: 17

1

SPU120 -散热片 002.pdf

58.53 KB, 下载次数: 18

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SPU120 -散热片 003.pdf

51.92 KB, 下载次数: 16

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wggaoxin
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助理工程师
  • 2018-5-24 20:04:12
 
变压器规格书

TPO40-20.pdf (364.16 KB, 下载次数: 32)
wggaoxin
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助理工程师
  • 2018-5-25 15:48:48
 
001.jpg 002.jpg
wggaoxin
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助理工程师
  • 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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助理工程师
  • 2018-5-28 20:10:03
 
初步调试结果:
QQ截图20180528200948.jpg
wggaoxin
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助理工程师
  • 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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助理工程师
  • 2018-5-28 20:33:14
 
工作台比较乱 ,测试现场。
QQ截图20180528202119.jpg 测试记录
QQ截图20180528202141.jpg
VCC 90V
QQ截图20180528202211.jpg
230V待机功耗
QQ截图20180528202223.jpg
115V待机功耗
QQ截图20180528202248.jpg
90V VCC
QQ截图20180528202429.jpg
90V 驱动
QQ截图20180528202437.jpg
230V驱动
QQ截图20180528202452.jpg
230V CS 电流波形
QQ截图20180528202504.jpg
90V CS 电流波形
QQ截图20180528202514.jpg
90V VDS
QQ截图20180528202522.jpg
230V VDS
QQ截图20180528202528.jpg
230肖特基 波形
QQ截图20180528202542.jpg


QQ截图20180528202551.jpg
长园维安
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本网技师
  • 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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助理工程师
  • 2018-5-29 10:57:43
  • 倒数10
 
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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助理工程师
  • 2018-5-29 11:04:32
  • 倒数9
 
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。
QQ截图20180529110315.jpg
wggaoxin
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助理工程师
  • 2018-5-31 20:49:57
  • 倒数7
 
电源整机温度测试结果出来了。

001.jpg

002.jpg


温度测试报告.pdf

64.82 KB, 下载次数: 13

wggaoxin
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助理工程师
  • 2018-5-31 20:53:39
  • 倒数6
 
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。
003.jpg


004.jpg



长园维安
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本网技师
  • 2018-6-12 23:31:51
  • 倒数4
 
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......
长园维安
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本网技师
  • 2018-5-25 09:02:35
 
期待继续更新。。。
wulana
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高级工程师
  • 2018-5-29 14:45:12
  • 倒数8
 
很努力,期待进一步的更新
wggaoxin
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助理工程师
  • 2018-5-31 20:54:09
  • 倒数5
 
你的期待就是我的动力

zzzjt
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本网技师
  • 2018-7-3 12:33:29
  • 倒数3
 
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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助理工程师
  • 2018-7-3 15:26:38
  • 倒数2
 
一次和二次侧尽量采用多股细线绕制
wggaoxin
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助理工程师
最新回复
  • 2018-7-19 09:05:03
  • 倒数1
 
用多股线确实是比较好。散热好。
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