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用3845和EI28磁芯設計制作的48V-220V44W反激變換器

    年前就想給“擔挑”的活動鹵菜電動車弄個48V-220V的變換器，到網上一看都是老貴的，而且我僅僅是用來帶24W直管節能燈，太浪費了。

    干脆自己設計吧～

    為了實現這個想法，找了很多資料，開始時想用boost升壓，但是發現升壓倍數太高，電路的占空比達到了80％以上，電感量太大，難以實現，就轉而想用反激變換器或者推挽變換器。

    計算了一下，變換器帶24W節能燈，啟動電流是正常工作電流的1.5倍以上，也就是說40W以上的電源勉強能帶的起，先找夠大的磁芯吧。

    從一開始就想diy，所以就沒有想去買那些不好買的東東，那就拆吧～找來找去，發現家里的廢電動車48V-12V變換器輸出電感挺合適，查了一下參數是EI28磁芯，這個磁芯中柱有氣隙，用來做48V電源的推挽可能會因為漏磁嚴重產生過高的電壓尖峰，剛好反激變換器都需要留一定的氣隙，就用它做反激變換器吧。

    設計思路是取自《單管變換器及其應用》中寬電源電壓范圍變換器設計的二級48V-5V部分。

 

 

 

 

 

    按上面的公式我編了個excel表格

 

   

    變壓器一次繞組選外徑0.66漆包線2股并繞13匝、二次繞組選外徑0.39漆包線單股繞67匝、控制繞組選外徑0.39漆包線繞4匝

    看看半成品，還有一個4.7k電阻和幾根線沒有裝上

 

 

反面

 

裝到外殼里看看

 

設計圖紙

 

電路圖

 

印板簡圖和零件表，零件表中漏了個4.7歐電阻

 


全部回復(32)
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wys111
LV.5
2
2010-02-26 11:44
電路的主體已經焊接完了，晚上把剩下的幾根連線焊好，就可以試機了，希望能夠一次成功，這畢竟是我的第一次設計，激動啊～
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js來了
LV.4
3
2010-02-26 18:50
@wys111
電路的主體已經焊接完了，晚上把剩下的幾根連線焊好，就可以試機了，希望能夠一次成功，這畢竟是我的第一次設計，激動啊～
樓主你那個取樣電阻,(408.9K)體積太小了,用三個串聯比較合適,另可能搞一個直流光管電路可能更好一點.

因倆次轉換效率較低.
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2010-02-26 21:01
成功了沒？？
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wys111
LV.5
5
2010-02-27 08:13
@js來了
樓主你那個取樣電阻,(408.9K)體積太小了,用三個串聯比較合適,另可能搞一個直流光管電路可能更好一點.因倆次轉換效率較低.
謝謝您的提醒！按電阻上損耗的功率算應該沒有問題，不過考慮電氣安全距離，還是您的話有道理，萬一擊穿短路了，電路會燒毀了。
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wys111
LV.5
6
2010-02-27 09:48

 2月26日晚剩下的兩根連線和4.7k電阻焊接完畢，測試結果還不錯：


萬用表：F930c四位半


示波器：CA8020


空載：Vin     48.68V


     Iin      25mA


     Vout    223.8V


     V控     11.026V


空載波形：


IRFP250源極，5us/格，10：1探頭


  

帶24W直管節能燈


Vin   47.90V


Iin   0.315A


輸入功率15W


Vout  223.8V


Iout   0.052A


負載功率11.637W


效率77.5％


 IRFP250源極，5us/格，10：1探頭

連續點燃十多分鐘后，燈管亮度漸漸達到最亮，mos發熱，是手還可以忍受的溫度，此時數據如下：

Vin   47.65V


Iin    0.330A


輸入功率  15.724W


Vout  222.5V


Iout   0.054A


負載功率 12.015W


效率76.4％


從效率來看，性能還不錯，不過怪異的源極波形讓人難受，感覺是3845 的6腳到mos柵極的連線太長造成的。


今天還要去買幾塊絕緣墊片，就可以交工了：）


看看組裝后的樣子


 

 

 

 

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wys111
LV.5
7
2010-02-27 09:55
@wys111
 2月26日晚剩下的兩根連線和4.7k電阻焊接完畢，測試結果還不錯：萬用表：F930c四位半示波器：CA8020空載：Vin    48.68V     Iin     25mA     Vout   223.8V     V控    11.026V空載波形：IRFP250源極，5us/格，10：1探頭 [圖片] 帶24W直管節能燈Vin   47.90VIin   0.315A輸入功率15WVout  223.8VIout   0.052A負載功率11.637W效率77.5％ IRFP250源極，5us/格，10：1探頭[圖片]連續點燃十多分鐘后，燈管亮度漸漸達到最亮，mos發熱，是手還可以忍受的溫度，此時數據如下：Vin   47.65VIin    0.330A輸入功率 15.724WVout  222.5VIout   0.054A負載功率12.015W效率76.4％從效率來看，性能還不錯，不過怪異的源極波形讓人難受，感覺是3845的6腳到mos柵極的連線太長造成的。今天還要去買幾塊絕緣墊片，就可以交工了：）看看組裝后的樣子[圖片] [圖片] [圖片] [圖片] 
昨晚相機忘了帶回家，手繪的波形大家湊合看吧：）
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wys111
LV.5
8
2010-02-27 10:04
忘了說很重要的事情，原電路中Rt選的是12K，測試時發現振蕩頻率才48.8kHz，又并了個12K才達到95.182kHz。
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wys111
LV.5
9
2010-02-27 10:07
電路的頻率穩定度還不錯，室溫14度左右時，振蕩頻率95.181khz，用手指捏住Ct（1500pf）30秒左右，振蕩頻率漸漸降到到95.066khz，頻率降低0.12％。
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2010-02-27 11:46
@wys111
電路的頻率穩定度還不錯，室溫14度左右時，振蕩頻率95.181khz，用手指捏住Ct（1500pf）30秒左右，振蕩頻率漸漸降到到95.066khz，頻率降低0.12％。
不錯！波形正常~！支持DIY!
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wys111
LV.5
11
2010-02-27 12:21
@xzszrs
不錯！波形正常~！支持DIY!
謝謝您的肯定：）這下可以放心了～～
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hbzjcjw
LV.10
12
2010-02-28 04:24
@xzszrs
不錯！波形正常~！支持DIY!
師父過年好。去北京了嗎？
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wys111
LV.5
13
2010-02-28 15:11
@wys111
 2月26日晚剩下的兩根連線和4.7k電阻焊接完畢，測試結果還不錯：萬用表：F930c四位半示波器：CA8020空載：Vin    48.68V     Iin     25mA     Vout   223.8V     V控    11.026V空載波形：IRFP250源極，5us/格，10：1探頭 [圖片] 帶24W直管節能燈Vin   47.90VIin   0.315A輸入功率15WVout  223.8VIout   0.052A負載功率11.637W效率77.5％ IRFP250源極，5us/格，10：1探頭[圖片]連續點燃十多分鐘后，燈管亮度漸漸達到最亮，mos發熱，是手還可以忍受的溫度，此時數據如下：Vin   47.65VIin    0.330A輸入功率 15.724WVout  222.5VIout   0.054A負載功率12.015W效率76.4％從效率來看，性能還不錯，不過怪異的源極波形讓人難受，感覺是3845的6腳到mos柵極的連線太長造成的。今天還要去買幾塊絕緣墊片，就可以交工了：）看看組裝后的樣子[圖片] [圖片] [圖片] [圖片] 
昨晚已經裝好了，帶24W燈管外殼微溫，帶30W電烙鐵發熱大一些，此時電參數如下：

Vin    48.38V

Iin    0.658A

Pin    31.834W

Vo    220.8V

Io     0.118A

po     26.054W

效率83.89％
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wys111
LV.5
14
2010-03-01 17:42
@wys111
昨晚已經裝好了，帶24W燈管外殼微溫，帶30W電烙鐵發熱大一些，此時電參數如下：Vin  48.38VIin  0.658APin  31.834WVo  220.8VIo    0.118Apo    26.054W效率83.89％
看看相機拍的波形

示波器設置：dc

                  柵極電壓5V/格

                  源極電壓 50V/格

                  周期5us/格

基線的位置

 

空載時：

柵極

  

源極

 

RC-D部分fr104陰極

 



帶24W直管節能燈時：

柵極

 

源極

 

RC-D部分fr104陰極

 



帶30W電烙鐵時：

柵極

 

源極在裝上外殼后不好測量，表筆會與外殼短路，所以這里源極波形沒有測

RC-D部分fr104陰極

 
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wys111
LV.5
15
2010-03-04 10:35
@wys111
看看相機拍的波形示波器設置：dc                 柵極電壓5V/格                 源極電壓50V/格                 周期5us/格基線的位置[圖片] 空載時：柵極[圖片]  源極[圖片] RC-D部分fr104陰極[圖片] 帶24W直管節能燈時：柵極[圖片] 源極[圖片] RC-D部分fr104陰極[圖片] 帶30W電烙鐵時：柵極[圖片] 源極在裝上外殼后不好測量，表筆會與外殼短路，所以這里源極波形沒有測RC-D部分fr104陰極[圖片] 
這個電路的損耗問題，在手電論壇和長汀論壇上的高手說可能有兩方面原因：一個是驅動不良，irfp250的輸入電容為2800pf，需要更大的驅動能力才能良好驅動，再者mos源極要加吸收電路。

手頭還有一個壞電動車變換器，同樣是EI28磁芯，有空了準備再做一個試試，這次mos選用irfs630，它的Ron是0.333歐，估計開通損耗會大不少，不過預計驅動不良的問題可以解決。
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yejingang
LV.5
16
2010-03-11 15:01
@hbzjcjw
師父過年好。去北京了嗎？
這個都能用,你厲害
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wys111
LV.5
17
2010-03-16 10:24
@yejingang
這個都能用,你厲害
？？樓上兄弟說的意思，是不能用嗎？話不要說半截，指點一下我這個業余愛好者好嗎：）
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wys111
LV.5
18
2010-11-17 14:10
呵呵，我這電源經過9個多月的考驗，表現很不錯，現在還在盡心盡力的良好工作著。
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dobode
LV.4
19
2010-11-17 21:55
@wys111
呵呵，我這電源經過9個多月的考驗，表現很不錯，現在還在盡心盡力的良好工作著。

你那書叫啥名，我也想買本看看，什么地方有賣的說一下

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moxingkai
LV.4
20
2010-12-30 09:56
@dobode
你那書叫啥名，我也想買本看看，什么地方有賣的說一下

有空，多逛逛書店，對你有益無害

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hbzjcjw
LV.10
21
2010-12-30 11:28

既然是穩壓輸出，電壓應該定在３１０Ｖ比較合理。我用１２Ｖ變２８０Ｖ推挽準閉環，節能燈亮度明顯比市電暗點。（我的是２２０Ｖ市電整流后與逆變整流輸出相并聯要讓調市電電壓高于逆變，以不讓逆變在市電略低時工作）

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wys111
LV.5
22
2011-02-26 12:51
@dobode
你那書叫啥名，我也想買本看看，什么地方有賣的說一下
抱歉，很久沒有過來，剛剛看見你的帖子，書名《單管變換器及其應用》，封面是綠色的薄冊子。
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wys111
LV.5
23
2011-02-26 12:54
@hbzjcjw
既然是穩壓輸出，電壓應該定在３１０Ｖ比較合理。我用１２Ｖ變２８０Ｖ推挽準閉環，節能燈亮度明顯比市電暗點。（我的是２２０Ｖ市電整流后與逆變整流輸出相并聯要讓調市電電壓高于逆變，以不讓逆變在市電略低時工作）
嗯，我還想給白熾燈供電，所以不能選的太高，去年做了個3525+60nf06*2的推挽逆變，也是選的直流234V輸出，帶60W白熾燈，功率超到了67W，不敢再高了，再高燈要燒了。
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panshaller
LV.1
24
2011-03-23 20:06
樓主最近會看到嗎？？我有急事啊,,,panshaller@126.com歡迎聯系啊啊，我求幫忙呢,,,
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wys111
LV.5
25
2011-04-27 08:07
@panshaller
樓主最近會看到嗎？？我有急事啊,,,panshaller@126.com歡迎聯系啊啊，我求幫忙呢,,,
抱歉，剛剛看見你的帖子。如果有什么問題直接問就好了，這里高手很多的，應該會給你很好的幫助。
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wys111
LV.5
26
2011-04-27 08:32

前幾天，擔挑把電源搞壞了，拆開發現變壓器的線圈燒糊了，高壓整流二極管ｈｅｒ２０７短路，吸收電容被高溫烤裂了，63Ｖ100ｕｆ電容皮烤掉了，變壓器周圍的電路板也烤變色了，結果測量后發現，ｍｏｓ和3845等外圍電路都是好的。把變壓器重新繞了一下，換吸收電容為瓷片2200ｐｆ2ｋＶ，63Ｖ濾波換成63Ｖ1000ｕｆ，改驅動電阻22歐為10歐，電源又復活了。

這次故障分析是高壓側引線（電話線且接頭很多）短路，燒毀整流管ｈｅｒ２０７后，變壓器輸出短路，燒毀變壓器，變壓器高溫烤化內部電源線，電源線之間短路，保險管燒毀。

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2011-04-27 20:58
@wys111
 2月26日晚剩下的兩根連線和4.7k電阻焊接完畢，測試結果還不錯：萬用表：F930c四位半示波器：CA8020空載：Vin    48.68V     Iin     25mA     Vout   223.8V     V控    11.026V空載波形：IRFP250源極，5us/格，10：1探頭 [圖片] 帶24W直管節能燈Vin   47.90VIin   0.315A輸入功率15WVout  223.8VIout   0.052A負載功率11.637W效率77.5％ IRFP250源極，5us/格，10：1探頭[圖片]連續點燃十多分鐘后，燈管亮度漸漸達到最亮，mos發熱，是手還可以忍受的溫度，此時數據如下：Vin   47.65VIin    0.330A輸入功率 15.724WVout  222.5VIout   0.054A負載功率12.015W效率76.4％從效率來看，性能還不錯，不過怪異的源極波形讓人難受，感覺是3845的6腳到mos柵極的連線太長造成的。今天還要去買幾塊絕緣墊片，就可以交工了：）看看組裝后的樣子[圖片] [圖片] [圖片] [圖片] 
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2011-04-28 15:41
@wys111
抱歉，剛剛看見你的帖子。如果有什么問題直接問就好了，這里高手很多的，應該會給你很好的幫助。

關注學習

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2011-04-28 17:29
@wys111
前幾天，擔挑把電源搞壞了，拆開發現變壓器的線圈燒糊了，高壓整流二極管ｈｅｒ２０７短路，吸收電容被高溫烤裂了，63Ｖ100ｕｆ電容皮烤掉了，變壓器周圍的電路板也烤變色了，結果測量后發現，ｍｏｓ和3845等外圍電路都是好的。把變壓器重新繞了一下，換吸收電容為瓷片2200ｐｆ2ｋＶ，63Ｖ濾波換成63Ｖ1000ｕｆ，改驅動電阻22歐為10歐，電源又復活了。這次故障分析是高壓側引線（電話線且接頭很多）短路，燒毀整流管ｈｅｒ２０７后，變壓器輸出短路，燒毀變壓器，變壓器高溫烤化內部電源線，電源線之間短路，保險管燒毀。
可惜
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wys111
LV.5
30
2011-07-12 14:44
@tvro
可惜

前兩天變壓器和輸出的ｈｅｒ207又燒毀了，其他東西都是好的，這次我下血本買了各種型號的瑪拉膠帶，重新繞了變壓器，然后把輸出線給換新，這樣就可以杜絕輸出短路對變換器的損壞了。

今天我又拆了一個電動車變換器的變壓器，準備重新設計制作一個一樣的電源，這次的布線應該會比上次好一些，回頭我會繼續發出來。

對于輸出短路的問題，我想做一個保護電路，48Ｖ輸入電流超過0.5Ａ（帶擔挑的24Ｗ直管節能燈后48Ｖ輸入電流0.25Ａ左右），就切斷輸出，保證電源的安全工作。

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2011-07-12 17:48
@wys111
[圖片]前兩天變壓器和輸出的ｈｅｒ207又燒毀了，其他東西都是好的，這次我下血本買了各種型號的瑪拉膠帶，重新繞了變壓器，然后把輸出線給換新，這樣就可以杜絕輸出短路對變換器的損壞了。今天我又拆了一個電動車變換器的變壓器，準備重新設計制作一個一樣的電源，這次的布線應該會比上次好一些，回頭我會繼續發出來。對于輸出短路的問題，我想做一個保護電路，48Ｖ輸入電流超過0.5Ａ（帶擔挑的24Ｗ直管節能燈后48Ｖ輸入電流0.25Ａ左右），就切斷輸出，保證電源的安全工作。
直接做低壓節能燈
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