谨以 粗劣此文 纪念 人类历史最伟大的发明家 尼古拉.特斯拉 (另一位 达芬奇)
认识尼古拉.特斯拉: http://baike.baidu.com/view/194313.htm
/* 电学连载系列 DIY 之一: */
这个几天比较闲,利用晚上空余时间做了2个开关电源;
说下总结:
开关电源效率非常高,功率密度大到让人刮目相看。
还有一个单端反激的中午玩感应加热,玩烧了MOS 管,工作频率75KHZ ,可以把铁棒加热到几百度(电磁炉 原因初步判定是因为反相电动势太高的缘故,击穿了管子;
下面说说这个实验级的开关电源, 说是实验级别,其实就是用洞洞版焊接的,电路都是非常标准的商业电路模型。 有比较完善的保护措施,过流,过压等;
驱动芯片用的SG3525之。通过图腾电路驱动 MOS 管,在这里我有几个小经验想和大家分享下: 专业名词ZVS :零电压开关技术; 1.MOS 驱动电压不要过低,如果MOS 工作不了开关模式下,就是工作在线性模式,那么发热及高,也谈不上ZVS了。 2.一定要有示波器,我自己没有,找公司借的用的,必须严格的控制波形,因为振铃振荡和那些寄生振荡会毫不犹豫的击穿你的MOS。 3.MOS 管有驱动的等效电容,容量很小,PF级别,但是对于高频而言,就是一个不小的数字了;
针对这个,我购买了4个 TC4420,这个IC 是高速驱动IC,专门用于驱动MOS 用,我准备用这个来代替图腾,在我下个一个作品(微型特斯拉线圈使用之)
变压器用的环牛(小功率,拥有200W的短期最大输出 )
这个电源的工作频率我设定的是55KHZ,频率可以通过3525的2个电阻一个电容计算出来,一个电阻是死区电阻,另外一个电容和电阻是振荡用,3个一起确定频率。
变压器输出的是25V*2,整流后减去桥的压降,差不多是60V,接上负载后电压掉到45V;
2个IRFP250N,散热器不要很大,这点足够。因为连续输出400W 功率是温热,50度左右, 理论上MOS 管在开关下工作, 其耗散功率P = 内阻*内阻*电流, 250的内阻0.几欧,电流按通过的13A 计算,也不超过10W,所以,不需要太大的散热,如果是散热过大,可以检查几个常见问题: 1.MOS驱动电压不够 2.占空比有问题 3.开关变压器有磁饱和
IRFP250N的官方参数是 200V 30A,所以电路设计得非常完善的话,输出1千多W 是没有问题的。
开关电源的变压器选用的 日本TDK高频高性能纳米单晶磁粉,性能优良。(这个磁芯的功率可达几千W) 这里我对铁氧体磁性说一下,这个TDK 的空载电流时100ma, (50V工作电压),连续空载2个小时不发热, 带上负载连续工作2个小时,磁性温度升温由10度升至15度,其中线圈发热占多数, 而使用一般的铁氧体磁性,空载磁芯即升温至20度。
初级我用1.2的线绕了5匝×2,次级用音箱线绕了一匝,大家可以看见,输出的电压可以驱动一只汽车灯泡了 灯泡的电压 12V,65W。
开关电源的优势就在于此,节约铜,好处是电源的内阻及其小,想象一下这不到10cm的焊锡丝的内阻是多少?但是它的感生电压却在12左右,仅仅绕了一匝!
这个电路如果加大散热器或风冷的话,在50V 直流 15A 电流驱动下,可以输出约1200W的功率。 电路的最高工作电流由MOS 决定,MOS 是30A的额定工作电流;
下面实验图片请大家欣赏; 演示说明:次级使用一段12CM 长的焊锡丝,直径在1.2mm左右,在变压器上面绕一匝,输出电压大约12V,驱动一只12V 65W 的卤素灯泡。 灯泡发出炙热的光线
我这个电路针对这个电路有所改变,功率换成一对IRFP250,其他电路基本一致 (2.5KW DC-DC 变换器 电路图下载):
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