| | | | | 500W的全桥硬开关,95%的效率,貌似不可能的,楼主有没有核算过MOS的开关损耗,整流二极管的损坏,变压器损耗,整流桥的损耗。 |
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| | | YTDFWANGWEI- 积分:109774
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| | | | | 全桥硬开关,AC/DC 小于95%。。。。。矛盾呀,80也小于95,70也小于95,如果是做大于95。还得看输出参数, |
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| | | | | | | 当输出整流电路的形式确定后,输出参数对整体效率的影响确实很大!
输出部分我本来打算用同步整流做的,但觉得有人做了,再拿出来啰嗦有些不好,所以我决定将输出电压定位48V。
嘿嘿 |
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| | | | | | | | | 你做110输出吧,48V输出,500W FULL BRIDGE做不到95的,能做到91 92就不错; |
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| | | | | | | 是 >95% ,标题敲错字了 !!!!!!!!!!!!!!!!!
挺郁闷啦,标题都打错字 ,不知道能不能改过来。 |
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| | | | | 大家都来说说吧!
为什么都认为全桥硬开关做不到95%?
要能做到95%又应该怎么做?
(我之前做过一个半桥的硬开关电源,效率做到了96%,怎么做的暂时不告诉大家,想让大家先讨论讨论!) |
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| | | | | | | 不加PFC,输出电压高一些,在230Vac输入的情况下,也许差不多。 |
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| | | | | | | | | 输入电压高,输入整流部分的损耗会相对减少!
输出电压高,输出整流二极管的导通压降相对于输出电压就会相对减小,进而效率会提高! |
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| | | | | | | | | | | | | "高压系统较纤瘦,单位少了,总损耗也就少了" 具体什么意思我不理解,望能指点一下! |
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| | | | | | | | | | | | | | | 整流管的压降是有极限的,输入输出电压愈高,功耗占系统的份额就愈小,这是其一,
同样功率,电压高,流量就可小,在电子领域,最能反映这道理的是整流管,整流管的压降没变,功耗正比于电流。 |
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| | | | | 我一直玩ZVS的全桥,最高也才搞到97.6%的效率,楼主的硬开关都上了95%,我很汗颜啊。 |
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| | | | | 先抛一块砖,希望能再引一些玉出来!
先谈谈输入整流部分损耗的减少方案!
1 从电路上下手!
常规全波整流的导通压降为两只二极管的导通压降!
常规半波整流的导通压降为一只二极管的导通压降(可将输入整流的损耗降低一半),但滤波电容上的电压变化全波整流的大(滤波电容容量相同的前提下)!
倍压整流的导通压降为一只二极管的导通压降,但整流后的输出电压较高!
半控整流(或称为无桥PFC)的整体损耗由导通损耗、开关损耗和控制损耗组成,可通过控制的优化+强劲的半导体器件将整体损耗做到小于全桥整流,且完成了APFC工作,但EMI问题折腾起来要复杂一些。
全桥式全控控整流(的整体损耗由导通损耗、开关损耗和控制损耗组成,很容易通过控制的优化+强劲的半导体器件将整体损耗做到小于全桥整流,且完成了APFC工作,但EMI问题折腾起来要复杂一些。
电容分列式全控控整流(的整体损耗由导通损耗、开关损耗和控制损耗组成,很容易通过控制的优化+强劲的半导体器件将整体损耗做到远远小于全桥整流,且完成了APFC工作,且EMI问题不突出。但输出电压较高!
…………望大家踊跃讨论 |
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| | | | | | | 重载时,倍压整流是错相串联,输出电压理论上不会像半波及全桥拓扑那样跌落太甚。 |
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| | | | | 为提高电源的整体效率,且兼顾EMI问题,目前最佳的输入整流电路方案为倍压整流及电容分裂式全控整流。
考虑到本次设计的电源最大功率不超过500W,若用电容分裂式全控整流会使得整体电路及控制变得非常复杂,且成本也会高出很多,说以暂时定为被压整流结构。
大家若对电容分裂式全控整流方案感兴趣,可参考我的另一个DIY贴 https://bbs.21dianyuan.com/80452.html 我会在后期将所有设计过程及结果发布出来。 |
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| | | | | 减小输入整流损耗的方案
2 减小输入电流有效值
我个人归纳的减小输入电流有效值的三种方法
(1) 提高输入电压……
(2) 改善电流波形,提高其占空比……
(3) 提高功率因数…… |
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| | | | | | | 大家有疑问或其他看法的请只管提出来,这里热烈欢迎! |
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| | | | | 减小输入整流损耗的方案
3 器件详细类型、详细生产厂家及参数的合理选取
(1) 不同类型的二极管其导通压降会有所不同!
(2) 不同厂家的二极管生产工艺及技术水平各有所不同,其制造出二极管导通压降也略有所不同!
(3) 通常情况下,二极管耐压越低,其导通压降越低。
(4) 在相同输入电流的情况下,电流额定值越大的其导通压降越低 |
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| | | | | 减少输入整流损耗的方案
4 结温
(1) 肖特基二极管——通常结温度越高其导通压降越低(当然也不能太高,否则会使漏电流过大)
(2) 普通二极管——通常结温度越低其导通压降越低。
降低结温的途径有3
(1) 环境温度低(例如加半导体制冷——当然这里完全没必要用这招!)
(2) 减小结到壳的热阻(……)
(3) 减小壳到空气的热阻(……)
提高结温的途径……………… |
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| | | | | 500W、95%,输入量就是526.32W。
这 26W 损在周边或管中,意义不一样,
市电倍压整流可以整出 526V 的电压,那么管子搭载的电流就是 1A,
耐压千V、可载流 2A 的开关管,请注意,是开关,不是强放, Pcm 不过就是那么 三二十W,这意味着,管效若不超过 95% 的话,管子根本就活不成! |
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| | | | | | | | | 看楼主选取的MOS管,是用在桥臂上的还是输入整流?
如果用在桥臂上的未免大材小用了,800V MOS?FA |
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| | | | | | | | | | | 大材小用,那得看的看你的侧重点放在哪了,如果是做低端的低成本电源,用这个确实很不划算 ,我用这些管子的单纯目的是将效率做到最高!并不打算做什么实际的产品!(将DIY的狂热精神发挥到极致 )
800V的MOS管确实可以用,这个我以前就用过,从没出过什么问题!空载264V输入时的最大母线电压不会超过740V,即使电网上遭受感应雷,直流母线电压瞬时也不会有上升太高! |
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| | | | | | | | | 可以回答网友的质疑,一个质疑0.1分哦,你回复又是0.1分哦,得大奖的希望很大哦 |
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| | | | | 硬开关做到>95%,那示波器非你莫属了!成本应该不菲吧! |
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| | | | | | | 兄弟不要误会,我说的是实际生产成本会不会比一般效率的成本要高些,不是针对此次DIY |
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| | | | | | | | | 成本不菲到不至于,可以肯定的是成本绝对会比低端的电源产品高!
还有一点可以保证的是效率绝对可以做到95%以上(这次的电源方案是根据我之前的1kW半桥硬开关电源改编出来的,整体思路上没做任何改变,唯独主功率拓扑变了!)。
电源的整体效率我也做了仔细核算的,典型效率预计会大于96%,最高效率预计可达到97%以上。
如果效率做到95%以上就能那示波器的话,那示波器我要定了!!! |
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| | | | | | | | | | | 效率是怎么达到的?我先留个悬念给大家琢磨!!!
接下来继续讲解我个人提高电源效率的思路!
————浪涌抑制电阻器损耗的减小思路————
1 浪涌抑制电阻器采用具有负温度系数的热敏电阻!
2 在浪涌抑制电阻器上并联开关,开关先是断开的,待电源进入正常工作后将开关闭合!
以上两招大家估计都会,其它的我确实也想不出来了!如谁有其他的招数请尽管赐教!热烈 |
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| | | | | | | | | | | | | 就上面两种方法说说他们各自的优劣!
1 采用负温度系数热敏电阻
优:(1)简单方便!
(2)成本低!
(3)通常由于热敏电靠近在电网的接入处,它极大的改善了EMI电路对低频部分的滤波效果。改善的原理与阻尼吸收的关联最大。(实际的效果演示及原理我会在后期通过传递函数和仿真向大家说明。当然,如果有谁已经非常了解,可以在这提前向大家介绍清楚 )
劣: (1)不能完全消除电阻上的损耗!
2 在电阻器上并联开关
优: (1)能完全消除电阻器上的损耗。
劣: (1)多了一个开关,成本会高些。
(2)开关需要特地的去控制,相对比较复杂。 |
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| | | | | | | YTDFWANGWEI- 积分:109774
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积分:109774 版主 | | | | | | | | 对于500W的功率,输入电流已经不小了,有这样功率等级的热敏电阻吗?这种热敏电阻正常工作的损耗会有多少?能否提供一个技术资料学习一下? |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 相应的热敏电阻肯定是有的,热敏电阻的损耗大概不到2W,我发一份数据手册你看看!看完你就能了解实际情况了。
热敏电阻.PDF |
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| | | | | 现在再来说说最关键的地方:如何将硬开关MOS管的损耗降下来!!!
最聊撇的两招如下:
1 从器件的选择上着手!
2 降低开关频率!
大家想不到吧?就这么简单??? |
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| | | | | 下面我再把上面内容的第2点说的深入一点!
降低开关频率的利与弊:
利:1 开关损耗的大小与开关频率的大小成正比,开关频率低了,开关损耗自然就低了!
2 EMI方面的问题也明显会得到好转!
弊:1 需要的磁性元件的体积会相应变得更大(功率变压器、次级滤波电感),不利于整机体积的减小!
2 对输出电压的调整速度会明显变慢(开关频率低了,反馈环路也应该相应的响应频率点也会变低) |
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| | | | | | | 开关频率再低也不应该低过20kHz,相应的反馈环路的响应频率也不会低到那里去!几kHz就足以使输出电压相对很稳定了。
现在最关键的问题是如何减小磁芯元件的体积??? |
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| | | | | | | | | 卤素电珠变压器通常是半桥拓扑、磁环驱动,频率一般不超过 100KHz,那个主变压器磁芯也许适合阁下的案例。 |
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| | | | | 如何在开关频率比较低的情况下减小功率变压器的体积??
我们先看看影响变压器输出功率的几个关键因素!
1 占空比
2 磁芯截面积Ae
3 窗口面积Wa
4 窗口利用率
5 变化磁感应强度
6 开关频率
7 磁芯的损耗特性
8 变压器的最大允许温升
……………… |
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| | | | | | | 就上面因素,我们在反推减小变压器体积的最好切入点!
1 窗口利用率应尽可能的高
2 允许的变化磁感应强度应尽可能的高
3 磁芯的损耗特性至少要保证在频率较低的点应尽可能的低
4 最大的允许温升应尽量高一些! |
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| | | | | 提高窗口利用率的方案又有哪些呢?
1 采用喷涂绝缘漆的环形磁芯直接绕制,将骨架给直接省去!
2 采用三层绝缘线(通常仅次级采用三层绝缘线,初级采用常规漆包线),直接省去初级与初级间的绝缘胶带
3 综合优化绕组匝数、线径及股数,合理避免窗口面积的浪费!
…………(有补充的朋友可以跟帖发表一下观点!) |
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| | | | | 允许的变化磁感应强度应尽可能的高、 磁芯的损耗特性至少要保证在频率较低的点应尽可能的低、
上面两点通常可通过磁性材料的选取来解决!
1 铁氧体:低频到高频的整个频段内损耗很低!但饱和磁感应强度太低,且就算工作频率很低时变化磁感应也不能取得太高!并不适合低开关频率小体积的应用!
2 铁硅铝:饱和磁感应强度比较高,但变化磁感应强度不能取的太高,否则损耗会非常大!
3 MPP:饱和磁感应强度和铁硅铝相差不大,损耗比铁硅铝低一些,但变化磁感应强度也不能取的太高,否则损耗会非常大!
4 铁硅:饱和磁感应强度比铁硅铝更高,但变化磁感应强度取的太高得话,损耗会铁硅铝更大!
5 超薄的硅钢片(厚度大概在0.1mm):极限工作频率通常不超过30kHz,也不适合在这里使用!
6 非晶:最大工作频率至少可达100kHz,饱和磁感应强度也很高,就算变化磁感应强度取的很高,磁芯损耗也不会特别的大!非常适合低开关频率小体积的应用!
7 超微晶:最大工作频率至少可达200kHz,饱和磁感应强度也很高,就算变化磁感应强度取的很高,磁芯损耗也不会特别的大!非常适合低开关频率小体积的应用! |
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| | | | | | | 最大的允许温升应尽量高一些!!!
应对这点通常所采取的方法是使用绝缘等级较高的漆包线(通常磁芯的耐温性能要比漆包线强很多。当然,国内生产的垃圾磁芯除外!)!让整个磁性元件能直接承受高温! |
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| | | | | | | | | 不错不错,不要鄙视国产的磁芯哈,DIY就不要带任何偏见, |
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| | | | | | | | | | | 我没有鄙视国产磁芯
我只是说国内多数小厂做的铁氧体磁芯性能很差,这是事实,没有任何偏见 |
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| | | | | 磁性材料我打算选用超微晶!
生产厂家就选德国的VAC吧 ,下面是VAC的中文资料,大家可以一起借鉴!
德国_VAC_公司的超微晶材料在高频开关电源.pdf
磁芯型号选030-W376 (做成环形变压器后最大外径估计在36mm以内,最大高度估计在22mm以内)
开关频率选为35kHz,根据实际情况在30kHz~40kHz之间调整! |
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| | | | | | | 飞哥就是玩的不一样,连磁材都是德国的,叫铂科磁材怎么见人呀,铂科的人反应也太慢了,怎么没铂科的人和飞哥联系呢,送大把样品给飞哥呀。 |
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| | | | | | | | | 做变压器材料铂科实在没有对应的产品呀! ,次级的滤波电感会使用铂科的磁芯的! ,铂科的铁硅铝材料还挺不错的! |
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| | | | | | | | | | | 磁环已经找代理要到样品了!别人也确实主动要帮我把变压器做好的,考虑参数上可能要做调整,所以就没让别人做。
大家如果要跟着做可以找非晶的材料替代,美磁也做非晶材料的,小日本的也挺多!国产的也有很多(但整体特性要差一点)。
VAC的050-W434(这个磁环体积很大了一些,实在买不到030-W376或同规格的非晶磁环的话可以用它来勉强替代) 国内有很多拆机货,质量也很好的!到处都可以买到! |
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| | | | | | | | | | | | | 比较关注你这个整体体积多大,控制芯片是什么?还有500W,相对功率也不是很大,为什么要选择磁环来做变压器呢? |
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| | | | | | | | | | | | | | | 貌似前面说了,因为频率选的较低,为了体积,省去骨架,所以选择磁环。阅读不认真!打屁股! |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 这充分证明我认真阅读了,出于鼓励,刘工赶紧让我中个电脑包啊! 那个思睿的我都三天谢谢参与了。。。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | 非晶或超微的磁芯多半都是环形的,而且环形变压器的散热相对其他形状的要好一些!
整体体积得等画了PCB后才知道!
控制IC打算选UCC2808之类的! |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 飞哥,以后电源都不用变压器了,都用磁环如何。可行度高不高呀,反激100瓦以下也这么干 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 还没开始画
最近事情比较多,别催我啦,有时间大话我会赶快做的 |
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| | | | | 期待楼主的杰作,您说的全桥没有搞过.学习中...... |
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| | | YTDFWANGWEI- 积分:109774
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积分:109774 版主 | | | | 500W的套件50元?你也不怕电话让人家打爆了啊。 |
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| | | | | | | | | | | 慢工出细活,飞哥那边的板子我看了,做的挺讲究的。标题取的很吸引人,但是电路方面好像没什么突破 |
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| | | | | | | 坐等楼主的电路图,对楼主的方案很感兴趣,让人耳目一新。 |
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| | | | | | | 输入为什么不用全桥整流,为什么用半波倍压整流?
输出是否应该再加两个二极管,这样子输出电流断续的效率是不是会受影响?
MOSFET驱动建议你加个加速关断的二极管,否则容易爆的。 |
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| | | | | | | | | MOS管的驱动上完全可以不加关断加速二极管,也不存在容易爆的问题(常规的断续模式的反激电源为了减小EMI问题 又不想降低效率才加关断加速二极管——这样会使MOS管开通慢关断快) |
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| | | | | | | | | 输入被压整流的效率要比全桥整流高。帖子前头有说明。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 顶一下,楼主最近忙,早点结束吧。完了专心给我们搞这个, |
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| | | | | 板子画好了,自己还得再检查两遍!要没问题再去打样!
电路板整体尺寸预计为(长、宽、高):145mm*90mm*45mm
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| | | | | | | | | | | 如果电源不加金属外壳的话,MOS管背后的散热片必须要串Y电容接初级的静态参考点,不然辐射问题会比较严重。 |
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| | | | | | | | | | | | | 目前在开发一个PFC+辅助电源+全桥/400W产品,在测试辐射超标严重(传导OK),该加的对策都加了,任然无效,不过散热器确实是直接接地的,不知串Y电容然后接地效果如何?
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| | | | | | | 嗯,是的。效率,稳定性都不错,跟着大师的脚步。也希望自己能学点东西。 |
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| | | | | 怎么楼主也去分享TI资源去了,你的电源成品出来了没,调试好了吗。 |
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| | | | | 板子昨天到的,已经焊了一块,网上订的MOS管和热敏电阻还没到,估计下星期能整完!
等哈搞个相机了上几张图给大家看看,电源尺寸为(长宽高)145mm*90mm*41mm。 |
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| | | | | | | | | | | 现在做的怎样了?我现在也在搞UCC2808的半桥,学习下! |
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| | | | | | | | | 淘宝上买的器件有问题,还没调完。
电路上的部分元件参数还没有确定,你急着要的话我就把临时的贴出来给你。
500W电源.pdf |
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| | | | | | | | | | | | | | | 很不错,楼主,套件什么时候能出来啊,希望能学习下,谢谢,能否把这板的资料发一份。Q邮箱:407214944@qq.com |
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| | | | | | | | | | | 你好,1、看过实物后,发现都用的磁环,一直觉得功率大了,就需要用铁氧体磁芯变压器,你这功率这么大,为何不用变压器呢,
2、什么时候用变压器,什么时候可用磁环呢,菜鸟提问,渴求指点。谢谢 |
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| | | | | 好象你这个牛吹大了吧?结果啊?做出结果了吗?把结果拿出来给大家交代啊! |
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| | | | | 应该是APFC部分
我以为是DC/DC的全桥硬开关那
这样大于95%的效率可吓死老夫了!
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| | | | | 从2012年的6月调到2015年的8月,还没有结果,楼主是哪个科研院所的,享受国家政策资金扶持的吧? |
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| | | | | | | 应该是牛皮吹大了收不了场。按他的思路后面用同步整流前面用氮化镓的管子工作在20-30K有可能会实现,毕竟同频率下氮化镓损耗更小。但是也只是理论
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| | | | | | | | | 这个电源电路,还有很有精简特色的,关键看数据和实际成品,不要计较那么多,又不是产品,多学习下不是更好麽,不知道什么时候有成品出来哦
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| | | | | | | | | 这个电源电路,还有很有精简特色的,关键看数据和实际成品,不要计较那么多,又不是产品,多学习下不是更好麽,不知道什么时候有成品出来哦
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