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【龙腾DIY】小功率充电器(完结)

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hwx-555
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总工程师
  • 2014-11-20 15:23:14
赶个晚集,参与下龙腾的小功率电源DIY活动。前段时间做了些较大功率的产品,倒不方便拿上来晒,这次搞个小功率有闹腾下。
        具体参数:
        INPUT:100~240Vac
        OUTPUT:20V400mA
        GS、TUV
        EMI EN55022/FCC
        Efficiency Level:V
        

        设计理念:小功率以低成本通用性取材,包括IC PIN脚可互换、变压器兼容等。低成本方案设计。
        

        电参数测试报告: 66楼
        原理图: 95楼
        PCB文件: 95楼
        BOM: 98楼
        EMC报告: 96楼
        温升测试:110楼
        调试中个别项可从100楼
        
本帖最后由 hwx-555 于 2015-11-12 16:34 编辑

hwx-555
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总工程师
  • 2014-11-20 15:23:34
 
原理图、PCB:



DIY 22V SCH.pdf


刚整理出来的原理图资料
YTDFWANGWEI
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  • 2014-11-21 09:18:59
 
1、原边RCD吸收,电阻的损耗也就是几十mW,看来变压器漏感会控制的很小。
2、输入电压100V-240V,输出22V,不知道变压器变比会控制在多少?100V的整流二极管能够?
3、如果100V的二极管不够,那么换高一些电压的,那么RC吸收的R,功率可就不够了,除非减小C。
hlp330
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  • 2014-11-21 10:04:20
 
Y电容用了两个Y2的串联使用?为什么不直接用一个Y1的呢?
YTDFWANGWEI
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  • 2014-11-21 10:14:27
 
记得哪里提到,安规要求不是一个短路也应该保证安全,是不是基于这个?
hlp330
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  • 2014-11-21 10:42:39
 
以前做小功率的适配器没有这方面的要求,难道是其他的特殊电源,例如医疗电源方面的,有这方面的特殊要求?或者对初次级的耐压有更为特殊的要求?耐压更高?
YTDFWANGWEI
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  • 2014-11-21 10:47:33
 
不知道,我只记得论坛有人提到过,记得好像是LEO
b44d55
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  • 2014-11-21 11:15:23
 
这么高的要求可能是军品之类上面的
hwx-555
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  • 2014-11-21 13:53:29
 
军品看不上这东西
qq80644864
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  • 2014-11-27 22:07:35
 
充电器需要过的是60335标准,若接Y电容,就必须要接两个串联;或者不接Y电容
hwx-555
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  • 2014-12-15 19:36:45
 
60335-2里的要求
hwx-555
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  • 2014-11-21 10:39:46
 
家电类产品用,需要2个串联。
b44d55
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  • 2014-11-21 11:15:53
 
作用和一个是一样的吗
hwx-555
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  • 2014-11-21 13:53:49
 
安规上的要求,与一个是不一样的
hwx-555
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  • 2014-11-21 10:19:22
 
由于有Y,变压器打算尽量不用屏蔽,预计漏感不会太大。
匝比会较大,由于有限流功能,不用担心启动时的Vds尖峰,所以Vor会取得大一些,相对于二极管耐压会小一点。
后面实测看是否满足耐压。
YTDFWANGWEI
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  • 2014-11-21 10:32:07
 
你最大占空比用到多少?
hwx-555
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  • 2014-11-21 10:40:42
 
占空比0.48左右吧,
YTDFWANGWEI
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  • 2014-11-21 10:46:48
 
最低输入100vAC,最小直流电压大概在多少?130V?那么反射电压最大也不过是120V,输出电压22V,变比最大选择多少?5:1?最高直流电压按照340V计算,那么不考虑尖峰,二极管耐压也90V了啊。。。。
hwx-555
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  • 2014-11-21 13:52:54
 
最低要90V哦
低端产品,二极管耐压不留余量,批量不超就,成本考虑。
YTDFWANGWEI
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  • 2014-11-21 14:02:08
 
问题是,加上尖峰呢,而且肖特基电压越靠近耐压值,即使不超漏电流也会增大比较严重。
hwx-555
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  • 2014-11-21 14:08:18
 
按以前设计,尖峰是很低的,当然现在这个规格不敢保证一样,只能说确实超了就只能加大耐压。
上面选材以经济够用主导。
hwx-555
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  • 2014-11-21 13:55:25
 
Vds稍留余量,二极管上不超。
b44d55
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  • 2014-11-21 11:18:28
 
你这个占空比怎么去设计成0.48的, 是经验设计还是公式设计, 过大有什么影响
占空比太大一般会导电流过大,造成变压器磁芯饱和,器件击穿,一般设计时保证45%以下最好.
hwx-555
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  • 2014-11-21 13:55:59
 
48与45没有多大差别
hwx-555
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  • 2014-11-20 15:23:43
 
PCB资料:
暂隐图片
hwx-555
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总工程师
  • 2014-11-24 13:45:48
 
PCB刚出来,给大家给点意见
hwx-555
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总工程师
  • 2014-11-20 15:23:50
 
PCB到,上图:



暂隐去
chen9oooo
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  • 2014-11-20 15:30:18
 
期待555楼主的大作
hwx-555
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  • 2014-11-20 15:32:03
 
多谢支持。
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  • 2014-11-20 15:37:33
 
代表论坛严重欢迎你 加油预祝后来者居上 奔跑吧 兄弟 呵呵
hlp330
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  • 2014-11-20 15:49:21
 
,好多资料需要更新啊。
hwx-555
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  • 2014-11-20 15:51:03
 
文本上的资料来得都快,主要还是调试、波形、数据等等
b44d55
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  • 2014-11-20 16:27:30
 
要快还不容易, 希望是慢工出细活啊, 以你的水平相信2个星期可以完成吧. 支持多出点具体的调试、具体的波形、具体的数据, 具体的原理说明, 最好是非官方的资料转化(非理论的详细说明, 从实验角度说理论)
hwx-555
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  • 2014-11-26 10:51:30
 
暂隐图片









梦开始的地方
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  • 2014-11-27 01:21:39
 
居然这么快就做完了,有些什么与众不同的特点吗?
hwx-555
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  • 2014-11-27 07:53:57
 
还没有,在调试中,目前有些小问题待解决
XIAOTU80
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  • 2014-11-27 14:29:51
 
绿皮的电解电容,采用的哪个品牌啊
hwx-555
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  • 2014-11-27 16:28:07
 
卓昊的。。
梦开始的地方
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  • 2014-11-27 22:56:53
 
质量好还是价格便宜? 性价比高吗?
b44d55
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  • 2014-11-28 18:03:44
 
可以去参考黑金刚 红宝石
hwx-555
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  • 2014-12-1 11:35:21
 
便宜,用在低成本产品上暂时没发现什么大问题
b44d55
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  • 2014-11-20 16:39:18
 
建议楼主在最后写设计报告之后可以把实际完成的设计思路, 电路图原件, PCB文件原件, 插件测试的图表, 电子元件表, 测试报告, 老化报告, 全都都打个包给大家分享
hwx-555
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  • 2014-11-20 17:01:02
 
没问题,所有资料共享
tonyleu
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  • 2014-11-20 22:42:44
 
期待更新
admin
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  • 2014-11-21 09:33:55
 
样片申请了吗
hwx-555
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  • 2014-11-21 13:57:33
 
拿了大功率的样板
b44d55
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  • 2014-11-21 15:06:07
 
这又是一个MOS选择的问题了, 大配置的MOS总可以用在你这么小的设计里了, 只是很浪费
hwx-555
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  • 2014-11-21 15:15:05
 
这个用不上。
b44d55
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  • 2014-11-28 17:56:47
 
你申请了哪些样品?
hwx-555
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  • 2014-11-27 08:44:40
 
调试阶段,初装板,初始参数:
变压器 Np0.18*150T:Ns0.35*25T:Nf0.2*2*16T


目前输出线性调整率稍差,Vds、Vd的电压已满额,看样子需降点余量出来。以下实测图片













暂隐图片
hwx-555
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  • 2014-11-27 08:45:44
 
二极管上电压:













暂隐图片
hwx-555
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  • 2014-11-27 10:17:19
 
更新:
重新改匝比Np150:Ns27:Nf16
EE16,2.2mH
输出:22V 400mA


原边Vds:560V
二极管Vd:103V
线性调整率:5%


以下实测图:













暂隐图片
YTDFWANGWEI
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  • 2014-11-28 11:53:24
 
肖特基不是靠近耐压。反向漏电流急剧增加,你有没有看看长期工作温度如何?
hwx-555
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  • 2014-11-28 13:46:44
 
确实不敢这样用,温度有点高,现在改用SB2150,后面会测所有元件温升数据。
b44d55
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  • 2014-11-28 17:56:03
 
SB2150不是肖特基整流二极管啊
hlp330
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  • 2014-11-28 18:49:51
 
不是肖特基是什么?
b44d55
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  • 2014-12-17 18:41:34
 
选低VF的, 尽量的低
YTDFWANGWEI
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  • 2014-12-18 08:37:46
 
看看你自己说的是什么,然后你后面接着回复的又是什么。别弄的帖子不像帖子,像杂货铺。
qq80644864
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  • 2014-12-18 08:39:20
 
吃杂酱面来了
hwx-555
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  • 2014-11-27 10:23:40
 
现在板子有几个问题想讨论下:
1,输出9W,目前是用EE16调试的,板端效率约79~80%左右。EE16磁芯做9W大家认为怎样
2,输出二极管耐压,据说生产出来的元件比标称值要高一些,大家敢用尽耐压值或超一点点?(以前曾有见过生产用错料100V耐压的管子用在实际耐压150V上出现个别坏的情况,也就是说绝大部份是顶住了,所以觉得二极管耐压挺高的)
hlp330
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  • 2014-11-27 10:37:16
 
9W的小功率电源,80%的效率已经不错了。你说的二极管耐压的问题,超额的话,一般是不允许的,毕竟现在大家都在降成本,供应商肯定也在降,超额的话,批量容易出问题的。
hwx-555
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  • 2014-11-27 11:46:19
 
确实,如果出问题厂商也不承担责任。
b44d55
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  • 2014-11-28 15:26:36
 
首先这个效率不要去指望能超过什么了, 电子元件的选取也尽量使用超过公式计算的定额, 有利无害啊, 至于会不会有什么负面影响, 只要不是脚距或者尺寸相差大, 就没关系
hlp330
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  • 2014-11-28 15:39:42
 
电子元器件也是不能随便乱用的,超过定额这么可能有利无害呢?就像MOSFET的选择来说,本来用一个小电流的MOSFET就可以了,你非要用一个大电流的,不怕驱动不了吗?
b44d55
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  • 2014-11-28 17:45:30
 
这个问题很不懂啊, 求直接指导下,不要绕弯, 为什么说一个小电流的MOSFET可以驱动,反而一个大电流的驱动不了呢 , 是不是和驱动也要消耗电流有关系呢, 大的MOS不是更好的吗
hwx-555
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  • 2014-12-1 11:37:15
 
大电流MOS的结电容一般较大,需要达到同等开关速度时,需要的驱动电流要更大。
hlp330
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  • 2014-12-1 12:27:40
 
说的完全正确,如果驱动电流不够的话,开关速度变慢,大电流的MOSFET效果可能更差。
b44d55
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  • 2014-12-17 18:41:01
 
那以后在选MOS的时候不是很麻烦吗
hwx-555
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  • 2014-12-18 08:05:34
 
所以先用恰当最好,既不浪费,又满足线路要求
b44d55
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  • 2014-12-26 11:55:26
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有没有一张详细的表格呢, 什么设计对应什么MOS型号
hwx-555
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  • 2014-12-26 13:54:02
  • 倒数2
 
MOS选用只能太概的功率范围内用多大管,实际设计时受使用环境、布局和散热条件不同有所差异
b44d55
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  • 2014-11-27 10:59:41
 
好象, 也只能说好象了, 最近压力比较大, 你这个9W的设计怎么用到EE16这么大呢, 可以用EE13来做吗, 这个效率因为低于10W, 还能接受, 至于你的输出二极管, 如果有门路搞到VF低的那种批次的电子元件. 不是效果更好吗,耐压可以选100的, 150无所谓
hwx-555
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  • 2014-11-27 11:45:01
 
13做9W?多高频率?
b44d55
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  • 2014-11-27 17:24:52
 
正激可以做15W, 反激可以做7W
取决于拓扑和电压, 不同拓扑,做到的功率不一样
比如180-265V输入,BUCK,84V/0.25A输出,效率做到92.5%,工作频率85~90K左右
hlp330
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  • 2014-11-27 18:11:01
 
EE13做9W,用反激该如何去设计?
qq80644864
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  • 2014-11-27 23:04:43
 
估计人家就随口说说呢
YTDFWANGWEI
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  • 2014-11-28 11:55:58
 
现在已经超100V了还可以选100的?EE13你有做9W的成品?
梦开始的地方
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  • 2014-11-27 22:58:10
 
EE16做23W都没问题,这个是看功率的 , 一般工作频率是60K。
qq80644864
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  • 2014-11-27 23:03:56
 
你做一个来看看?
梦开始的地方
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  • 2014-11-27 23:06:25
 
我没做过这么高的,但是别人可以做到啊,挑战最大功率的总有人才。
梦开始的地方
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  • 2014-11-27 23:10:10
 
我是在网上看到人家说的,EE16 如果做满足安规要求的反激变压器,只能做到10W内.否则可以做到20~30W。
梦开始的地方
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  • 2014-11-27 23:15:51
 
其实,我也是很疑惑,看了资料里写反激的变压器总表,不能做这么大啊, 奇怪的。


b44d55
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  • 2014-11-28 11:27:13
 
从这张表看起来, EE13正常情况下只能做5W啊
YTDFWANGWEI
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  • 2014-11-28 11:57:07
 
EE16工作频率60K做23W,你不用做,你给我设计一个参数出来就行,有些时候别开口就扯。
chen9oooo
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  • 2014-12-5 08:34:45
 
我见过普通EE-16做12w就要蒙骗才能勉强过关,还是用17的磁芯
YTDFWANGWEI
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  • 2014-12-5 08:43:32
 
所以说他是信口开河,胡说八道。
b44d55
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  • 2014-12-9 11:53:04
 
多看看网上的资料. 山外有山人外有人
YTDFWANGWEI
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  • 2014-12-9 12:24:06
 
那好,你天天在网上复制粘贴,对网上资料很熟悉咯?哪里有这样的资料,你给个连接让大家也开开眼。
YTDFWANGWEI
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  • 2014-12-9 12:24:45
 
请看清楚,是EE16,工作频率60K,做23W,你找一个类似的资料来证明你的人外有人吧。
hwx-555
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  • 2014-11-28 13:50:08
 
接输出线,交给测试员,报告出来:
输出线规格AWG24,1.8M







暂隐图片
hwx-555
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  • 2014-11-28 13:51:09
 
共两块板子,如下样:



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  • 2014-11-28 16:00:20
 
参数已出来,后进行温升测试和EMI。


整个做完后会细说下调试上的一些小问题:
如线性调整率和耐压匝比之间的事


最后会上的资料:
SCH
PCB
BOM
变压器规格书
测试数据
EMI报告
可以直接生产的所有资料。

b44d55
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  • 2014-11-28 17:40:21
 
耐压匝比是什么? 变压器副边匝数多对肖特基耐压不利怎么来理解
hwx-555
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  • 2014-12-4 22:01:44
 
最近接到个重要产品,时间都花那去了,没时间测试其它产品。后面会细说,比影响原边和副边晶体管的耐压,你可看下书本上关于肖特基耐压就明白。
b44d55
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  • 2014-12-5 12:13:23
 
输出电压, 输出二极管电压, 变压器次级电压
这个公式是怎么计算来着
把我搞糊涂了,本来是知道的, 但被文字一饶进去, 就给弄糊涂了
另外无非就是这个次级电压是初级电压和匝数比换算得来的

hwx-555
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  • 2014-12-5 13:35:41
 
Vo+Ns/Np*Vdc min ,还要考虑尖峰
输出电压加初级的反射过来的电压再加叠加的尖峰
YTDFWANGWEI
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  • 2014-12-5 13:57:04
 
他是揣着明白装糊涂,除非他是菜鸟。
hwx-555
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  • 2014-12-5 14:31:02
 
我上面写错,应是Vdc max


怎么说,如果真是这样,在网络上就没必要的。两相不见面,也就不会不好意思,直接点更易于沟通。
b44d55
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  • 2014-12-5 16:12:26
 
要是去计算尖峰, 那又比较麻烦了, 怎么样去计算那个被吸收的不知道多少的波形呢,另外不要见风就是雨, 毕竟没下雨, 如果多加一点电压余量不知道行不行
hwx-555
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  • 2014-12-5 16:21:45
 
尖峰基本计算不了,以实测为准。与变压器、Layout都有关系。也受吸收大小影响。

b44d55
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  • 2014-12-9 11:52:16
 
那只有通过看波形或者调节RCD参数来靠经验推断吗?
YTDFWANGWEI
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  • 2014-12-5 08:45:38
 
副边匝数多,变压器匝比就会变小,当MOS管导通时候,变压器副边折算电压就会大,肖特基反向耐压等于这个电压与输出电压之和,情况会怎样,相信你应该是明白的。
hwx-555
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辐射测试报告:















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  • 2014-12-12 16:56:59
 
垂直未读点数据
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  • 2014-12-12 17:11:56
 
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  • 2014-12-12 17:12:53
 
跑步进场。
趁周末,抽点时间更新。
hwx-555
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  • 2014-12-15 18:41:32
 
调试中的一些问题笔记(抽空细说下):
变压器匝比之Vds、Vd耐压平衡
线性调整率问题
辐射的抑制
温升测试
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  • 2014-12-17 16:04:26
 
关于线性调整率:
在用RM3271D做这款电源,其有一个线压降补偿功能,在3脚INV处,分压电阻阻值影响输出电压线性调整率。
最初为1楼参数(R10-30K,R11-3K,R12-20K),输入电压在120~220V间还能落在5%以内,90~264V时就达到了9%左右。调试增大分压电阻,偏差更大,后减小分压电阻值(R10-15K,R11-2.7K,R12-30K)实现90Vac~264Vac线性调整率在5%以内,对于原边控制的拓扑,算比较满意。


hwx-555
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  • 2014-12-23 10:53:50
 
关于匝比:
原采用150:25 即6:1,实际上Vds580多V,Vd达到了108V,超过二极耐压,后调整匝比到150:27,匝比约5.5,Vds耐压下降到了550左右,二极管耐压换到150V管。
hwx-555
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  • 2014-12-23 10:54:24
 
关于温升:










暂隐图片
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  • 2014-12-25 11:06:03
  • 倒数10
 
开始安排温升测试:



















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更新图片:









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  • 2014-12-26 07:57:15
  • 倒数7
 
数据贴上:


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  • 2014-12-26 07:58:32
  • 倒数6
 
RM3271这款IC厂家标称最大8W,此板设计最大功率到9.8W左右。
b44d55
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  • 2014-12-26 11:54:05
  • 倒数4
 
这宽资料比较少见, 不知道哪个网站可以有详细的PDF
hwx-555
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  • 2014-12-22 15:38:37
 

变压器最里和最外屏蔽 E NpNf Ns E




无屏蔽 Np Nf Ns






Ns夹层屏蔽 Np E Ns E Nf









变压器里最里层屏蔽E Np Nf Ns





在第一图基础上加633磁珠共模4:4T,感时100uH

b44d55
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  • 2014-12-23 16:11:10
 
你左边超过的部分是怎么改善的
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  • 2014-12-23 16:20:28
 
上面不是说了,更改变压器的绕法?
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  • 2014-12-24 10:29:56
 
加了屏蔽层就好了? 可是在设计前不是早该加的吗
hwx-555
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  • 2014-12-24 14:57:51
 
要测试才能知道怎样加最合理
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  • 2014-12-24 15:01:08
 
那在开始饶变压器的时候, 如果测试合格就不考虑加了吧
hwx-555
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  • 2014-12-24 15:02:42
 
满足要求的同时最简单的绕线工艺就是最好的
b44d55
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  • 2014-12-24 15:26:24
 
那以后设计变压器都要经过经过侥幸的这一步了, 行就行, 不行就重饶
hwx-555
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总工程师
  • 2014-12-24 16:09:28
 
搞设计,变压器基本都不是绕一次就可以的,有时为了满足各项参数、效率、EMC综合反复进行调整的结果
b44d55
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  • 2014-12-24 16:49:37
 
以前总是看别人的资料自己同步饶一个, 后来发现这个方法非常好, 抄板多了以后收集了很多转换变压器的数据和样品, 到时候万一不对 , 原样直接用上就行
hwx-555
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  • 2014-12-24 17:10:54
 
抄板是个好的原始积累
b44d55
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  • 2014-12-26 11:52:58
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以前也不懂, 只知道看书, 后来才发现, 要入门最快的就是抄别人的,不要以为别人都对, 但抄了以后就可以去优化和改善线路变成自己的, 抄的越多, 就不在于抄了, 而是在于经验增加了
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  • 2015-12-5 09:35:17
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顶起,这个做的很好,膜拜一下
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