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【龙腾DIY】小功率电源之12V5A QR反激式电源

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jimmy
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  • 2014-9-28 09:04:34
借龙腾之名DIY一款100-240V输入12V5A输出的开关电源。
规格如下:
1,输入电压100-240V
2,输出电压12V5A
3,输出电压纹波100mV pp
4,QR反激式
之前没有玩过QR的电源,所以此次真的是从零开始的DIY,DIY的全过程的心得体会将会全部放上来,让我们一起DIY!
cmg
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  • 2014-9-28 09:24:49
 
加了个中括号
jimmy
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  • 2014-9-28 09:34:16
 
呵呵
梦开始的地方
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  • 2014-10-10 10:55:45
 
要注意MOS的发热,QR里很容易遇到
ope8363744
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  • 2014-9-28 09:42:54
 
hlp330
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  • 2014-9-28 09:58:28
 
12V/5A,是否做同步整流啊,效率要向92%看起哈
jimmy
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  • 2014-9-28 10:28:26
 
正在考虑要不要做同步整流,还在纠结呢
程英明
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  • 2014-10-5 12:17:51
 
可以用两个LOW VF 的肖特基并联,效率可以做到91%,看你成本有没有要求。
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  • 2014-10-10 10:51:25
 
变压器是第一重点,肖特基的低VF是第二重点
hwx-555
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总工程师
  • 2014-10-10 13:29:31
 
程工,低LOW VF的肖基有没型号介绍,最近在做个2.5A 5V的充电器,也有需要
梦开始的地方
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副总工程师
  • 2014-10-13 23:37:26
 
不确定你能不能用, 我看到的是SIRECT,SBL40L45CT、MBR30U100CTH, 这款比较低, 你可以找相关的低电压低电流的,MBR20100C差不多就可以用用了,更低的也可以尝试下
qq80644864
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  • 2014-10-13 23:51:21
 
Vishy的不错啊,还有Diodes,PFC的都挺不错的,5V输出,具体型号20A45V的差不多啦
hwx-555
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  • 2014-10-15 13:31:23
 
DIODES的就贵用不起了,Vishay的倒可以
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副总工程师
  • 2014-11-13 00:29:58
  • 倒数8
 
还有一种,就是超低的TO247封装,看这个尺寸,多好啊,脚距:5.56mm;宽度:15.8mm;管脚最大宽度:1.29mm, 同比TO220封装的脚距:2.54mm,宽为5.08mm ;管脚最大宽度:1.29mm要好多了,重要的是,可以做更大电流, 温度也低。


梦开始的地方
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副总工程师
  • 2014-11-13 00:31:41
  • 倒数7
 
举个例子,你用10A的4个,和你用一个40A的,因为把220改成了247,那效率提高了很多啊
比如
MBR4060PT TO-247封装
MBR4060PT参数信息
  二极管类型:MHCHXM
  电压 Vrrm≥60V
  电流If 平均:40A
  反向平均电流IR≤10
正向电压Vf ≤0.75V
  封装形式:TO-247

forget
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  • 2014-9-28 10:38:55
 
12V的输出电压,纹波只要求200mV Vpp啊。这个要求好像有点太低了吧。我见12V的电源,纹波一般最大的都是100mV Vpp的。
hlp330
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  • 2014-9-28 11:13:25
 
对于反激,纹波一般不是问题,80mV也是可以做到的。主要是效率,待机功耗。
forget
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  • 2014-9-28 11:35:55
 
只要肯用好电容,再低的纹波也可以搞。QR效率应该不会低。待机功耗主要就看IC了,不知道楼主使用的是什么控制器。
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  • 2014-10-10 10:48:34
 
每步都看看波形就可以了,至于功耗要注意的地方多了,主要还是变压器吧
梦开始的地方
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副总工程师
  • 2014-10-10 10:47:34
 
电路还是没有出来吗,个人建议每一步都直接引用顶楼,这样看的清楚,最好把DIY的每个步骤都写清楚,主要是设计思路,最好带有个人见解和教导,我看了很多人的DIY,都直接上复杂的东西,没能一步步指导清楚
powergd
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  • 2014-10-10 11:02:14
 
12V 5A已经玩透了,重复作业没意义;
发资料给你;
用QR的芯片,高低压的平均效率,待机看能不能比这个高;
主要参数很清楚,变压器PQ2620,肖特PTR20V100,MOS 10N60;
高低压平均线端效率超过89%,高压待机低于50mW,90-264V输入的过流保护点都是6.4A左右;MOS短路过流的电压峰峰值570V,肖特基短路过流的电压峰值82V;
要样机我给你测试;

NE1118 product features 12V 5A DEMOx.pdf




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副总工程师
  • 2014-10-10 11:13:18
 
目前看来,12V5A真的是做的很普遍,每个工厂的芯片都有各自的特点,都会再某一个方面有所突出表现,但是对于个人来说,哪个选择是最好的,还有待研究,主要是大家在DIY的过程中,自己去发现,并不是因为大家做多了,就没有神秘感,还是可以多学习的,甚至于是多多改进
powergd
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高级工程师
  • 2014-10-10 11:40:17
 
也不好做,主要是低压满载元器件温度麻烦,PQ2620做12V 5A,如果变压器的散热片不足够大,外壳不足够大,申请40°安规,线包和磁芯的温度还是难过;
现在又都在追求体积小;
hlp330
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  • 2014-10-10 12:24:52
 
40度安规是什么意思?你指的是线包和磁芯的温升不超过40度吗?
我记得我们做的产品都是直接测试最终的温度,对于CLASS B的线和胶带,最高温度限制在130度。但是不记得有40度这个说法
powergd
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高级工程师
  • 2014-10-10 13:43:05
 
差不多一样的意思;
可以申请环境温度25°,也可以申请40°的;
通用的都是40°的环境,测试元件的温度;变压器的磁芯和线包的温度都要控制在110°以内;
梦开始的地方
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副总工程师
  • 2014-10-13 23:39:24
 
一般的室内温度说起来限制在40度,但有些地方可能会高一点,如果要求60度测试通过的话,除了变压器设计要修改以为,对变压器的磁芯和线包的温度也要求的比较高吧
qq80644864
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  • 2014-10-13 23:53:48
 
做适配器的又不需要时刻都满载,12V5A及时老化的时候变压器温度到110了,到正常使用的时候还是很凉的
程英明
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  • 2014-10-14 13:17:03
 
[size=14.44444465637207px]笔记本电池没电时,充电要两个小时以上,所以这两个小时都是满功率运行的。
qq80644864
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  • 2014-10-14 13:41:00
 
充电的时候载应该慢慢降下来咯
hwx-555
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总工程师
  • 2014-10-14 13:49:30
 
有一段时间是重载吧
qq80644864
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  • 2014-10-14 13:50:39
 
是啊,但是充着充着就小咯,温度也慢慢的不会继续升上去咯
不像搞灯的哟,一直满载真烫。。。
hlp330
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  • 2014-10-14 13:52:33
 
电池充电无非是分成两段了,第一段时间,就是恒流充电了,这段时间,差不多就是满载工作了。
第二短时间,是恒压充电,负载慢慢的降下来了,往后充电电流就越来越小了。直至充饱。
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副总工程师
  • 2014-11-13 00:34:47
  • 倒数6
 
另外还有一个问题,满充满放。尤其是说那种锂电池, 因为没有镍镉电池的记忆效应,所以根本不需要满充满放。
对锂电池,
1、尽量不要等电池耗费完毕。
2、切勿长时间存放,如需存放,尽量充足够的电(70%)并存放保持低温环境。
3、电池有使用寿命,但寿命取决于使用的时间,对充电次数没有特别的要求。
b44d55
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副总工程师
  • 2014-10-15 11:18:52
 
充电在使用了一段时间之后就会老化了。内阻变大,在充电的时候两端电压上升得比较快,这样就容易被充电控制线路判定为已经充满了,容量也自然下降了。充电的衰老是一个恶性循环的过程, 满功率运行损害大啊
xiaodeng1992
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高级工程师
  • 2014-10-10 12:02:04
 
加了SR吗?
powergd
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  • 2014-10-10 12:04:32
 
晕,资料里写的一清二楚;
变压器PQ2620,MOS 10N60,肖特基两颗PTR20V100;
还有线路图参数,变压器设计,测试报告;
梦开始的地方
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副总工程师
  • 2014-10-13 23:41:53
 
这么小的电流,需要用到2个20100的么
b44d55
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  • 2014-10-15 11:32:32
 
变压器有工具可以使用的


程英明
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  • 2014-10-10 12:28:08
 
正好我也用TEA18362+TEA1761 调一个12V5A 13V5A 项目,目标效率93%.
powergd
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  • 2014-10-10 13:24:56
 
你看多好,都给你提供12V 5A PQ2620变压器的饶法和参数了;
按照这个变压器的参数做你的TEA18362+TEA1761 12V 5A;
嘿嘿,保证在低压输入的条件小,你的电源的工作频率没有60K;
言外之意你懂的;
做好了测试一下低压时候的效率;
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  • 2014-10-13 23:46:06
 
测试这个效率的时候需要在低压的情况下,每一V进行测试吗。还是每5V,变压器的温度控制到了多少呢,室内温度可以控制在40度以内吧,那你用2根0.6的线, 温度好想控制不了吧
b44d55
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  • 2014-10-15 11:14:44
 
2根0.6的线可以走多少电流呢?
梦开始的地方
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  • 2014-11-13 00:35:43
  • 倒数5
 
按照国家标准计算1mm²可以承载10A的电流
liuguangfu5
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  • 2015-9-4 15:29:35
  • 倒数2
 
又仔细看了一下,还是对你的变压器参数有疑问!
husimin
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本网技师
  • 2014-11-12 15:48:43
  • 倒数9
 
看了下变压器资料,我算出来饱和 了,各位能否算下看我是否算错了,匝数是33比5,感量580uh,PQ2620做12V5A,我计算出的B值有0.8了,匝比为6.6,占空比0.39,峰值电流5.5A,感量580uh,推算B值0.81。
liuguangfu5
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高级工程师
  • 2015-9-4 15:17:04
  • 倒数3
 
33:5,这个匝比会不会小了?
b44d55
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  • 2014-10-15 11:13:29
 
还没有开始做吗. 电路里会使用到的快恢复二极管和MOS选用10A比较好吧
b44d55
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  • 2014-10-15 11:22:37
 
QR模式对于变压器的设计有时会导致频率低占空比大


hlp330
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  • 2014-10-15 11:38:12
 
频率变低一些事完全有可能的,尤其是谷底检测不好的时候,可能需要连续检测好几个波谷,
有时候甚至是强制导通,有可能导致频率变低,但是占空比变大就不太理解了?为什么会这样?
b44d55
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  • 2014-10-15 15:43:56
 
占空比达60%以上就应该算是很大了吧, 另外, QR基本架构还是Flyback,只不过是利用变压器漏感形成类似共振的效果。有共振当然电压波形就会有出现弦波,再利用弦波的波谷段将MOSFET导通,此时在MOSFET D-S 两端的VDS最小, 以此达到减少切换损失达成高效率的要求。MOSFET导通时VDS最小,就是导通时的dv/dt最小,EMI特性会大大优化. 有时设计的不好就会增加占空比啊.
hlp330
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  • 2014-10-15 15:48:11
 
你这个理解不太对哦。'是利用变压器漏感形成类似共振的效果",你看看这个震荡的频率。计算
下需要多大的漏感?要是有这么大的漏感,还能工作吗。这个震荡是MOSFET的结电容和励磁电感形成的。
梦开始的地方
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  • 2014-10-18 17:03:57
 
占空比一般都是0-50%
jimmy
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  • 2014-10-17 13:12:53
 
抱歉,最近忙工作交接的事情耽搁了。
看到有朋友说12V5A的已经做烂了,不值得做了。其实只是DIY而已,关键是在DIY的过程,而不是在结果。
QR的东西看到不少,但真正做还是没有做过,所以对我这样的新手,还是有一些难度的(PS别一上来就喷我,说什么好做之类的,那是你自己做过或者听别人做过,自己做还是有很多坑要填的)。
芯片打算用OB的OB2202,有个朋友是昂宝的代理,所以可以很容易拿到样片。输出也不打算做同步整流了,直接上肖特基。难度不想设置的太大,不然容易虎头蛇尾的,希望大家能谅解!
帖子的目的是看看主办方龙腾的MOS优势在哪里,所以请大家调整关注的角度。
qq80644864
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  • 2014-10-17 13:23:14
 
这是DIY,不是科技创新,一样的12V5A有不一样的效果,效率高了,低了又何妨?做出来,不出来又何妨?
程英明
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  • 2014-10-18 14:04:13
 
相信自己,不去试试,怎么知道这个过程。
接触一下,对自己肯定有收获。
至少QR的效果会比CCM的效果好多了,因为QR的变压器温升会比CCM的低好多,其中缘由不多说了。
梦开始的地方
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  • 2014-10-18 17:03:27
 
论坛里的某个斑竹曾经详细分析过
DCM、CCM及QR模式电源设计的比较,可以详细看看
https://bbs.21dianyuan.com/176992.html https://bbs.21dianyuan.com/178468.html
jimmy
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  • 2014-10-20 13:23:16
 
楼上兄弟传的链接很详细,正在仔细阅读中……
b44d55
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  • 2014-10-21 11:00:57
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我看到过一个资料, 说是IRIS40xx芯片可以通过QR与PWM切换来提高待机效率, 也可以看看其中的区别
重载时,辅助绕组电压大,R1分压大于0.6V,Q1导通,辅助准谐振信号经过D1,D2,R3,C2构成的延时电路到达IRIS4015的FB脚,内部比较器对该信号进行比较,电路工作在准谐振模式。当电源处于轻载和待机时候,辅助绕组电压较小,Q1关断,谐振信号不能传输至FB端,FB电压小于芯片内部的一个门限电压,不能触发准谐振模式,电路则工作在更低频的脉宽调制控制模式。




梦开始的地方
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  • 2014-10-20 23:21:25
 
QR肯定比CCM好了
有人讲 QR(准谐振技术),可以实现开关管的零电压开通,从而提高了效率、减少了EMI噪声。实际上MOS管在开通时 Vds似乎并不是0。只不过电压处于相对的低位,也就是所谓的低谷。 当然,相对来说效率还是有所提高,EMI也会相应的有所减少
程英明
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  • 2014-10-18 14:27:28
 
https://bbs.21dianyuan.com/196290.html#buttom
345楼有变压器参数,可以参考一下:12-13V 5A的QR设计。
梦开始的地方
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  • 2014-10-18 17:00:30
 
其实怎么看很多的设计,都是原理图,PCB, 变压器,测试波形,然后就说明也没有了,没有一个DIY的详细工程, 缺少详细的设计思路,工作原理,测试的时候没有异常波形的介绍和解决方法, 另外外壳也不一样




b44d55
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  • 2014-10-21 10:58:26
 
只要有电路图, 变压器资料就行了
jimmy
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  • 2014-10-20 13:22:33
 
搞了这么久,先传个原理图上来,这个原理图和OB的应用资料里面那个差不多,个别的参数还得调试之后再确认。 12V 5A QR Demo.pdf
b44d55
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  • 2014-10-20 15:08:29
 
整体画的不错, 就是这个电阻是不是有点大啊


hlp330
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  • 2014-10-20 15:21:21
 
你要看整个电路,这个电阻是IC的BO功能的分压电阻,你看看上面串的几个电阻的阻值,和这个电阻分压。
从而控制IC的启动和关断电压。再取的小一点的话,就直接开不了机了。


jimmy
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  • 2014-10-20 16:29:57
 
OB的65W demo上面用的是两个5.1M与一个47K电阻的分压。
这个回头可以调试的时候定。
梦开始的地方
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  • 2014-10-20 23:18:44
 
好奇的问问为什么没有取同比的小点呢,都要上K上M这么大呢, 其实我觉得,改小点可能更好呢,既然是分压,不至于用到6M这么大吧,是不是和输出的电压要得到的电流有关系啊,这么想的话,倒也是有可能的, 是这个道理

hlp330
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  • 2014-10-20 23:23:26
 
知不知道什么叫做待机功耗,知道30mW的待机功耗是如何实现的吗?这个就是需要这么一点
一点的抠出来的。电阻取小了,扛干扰能力是强了,但是功耗也增大了。
qq80644864
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  • 2014-10-20 23:28:55
 
jimmy
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  • 2014-10-21 10:25:24
 
的确是抠待机功耗的原因。
b44d55
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  • 2014-10-21 10:57:35
 
这不就是一点点的去解决PCB上的元件消耗的步骤吗, 根据现在的电路图, 一点点把每个元件再仔细核对一次, 尽量把每个元件产生的消耗消除一点,用手摸一遍, 凡是热的都去改动
新西比利亚
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本网技师
  • 2014-11-13 00:57:22
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QR反激式+同步整流, 效率可以做到多少?
THTTH1982
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  • 2015-9-5 12:41:16
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不同步90是没问题。
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