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【必看!】高压包 高压电源 全攻略!!!

 change的 2014-05-11

     通常我们玩的高压包,都是电视里的,高压包的正确名称为行输出变压器,也叫行回扫变压器,工作在反激状态,在英文中反激是 flyback. 所以外国人把高压包的驱动叫flyback drive. 如果你要想在google上找国外的高压包驱动的电路图,只有打flyback drive上去就行了。
     什么是反激?
要玩好高压包,就要了解他的工作原理,我们一般只用到高压输出的绕组,所以我们把高压包简化进行分析。高压包其实就是一个普通的变压器,输入端称为初级绕组(一次绕组,原边绕组,Primary),输出端称为输出绕组(二次绕组,副边绕组Secondary),次级绕组输出串联有一个二极管。


    初级和次级的绕线方向是相反的,所以向初级绕组上端输入一个正脉冲电压的时候,初级线圈上正下负,而根据感应磁场的方向,次级输出则会相反,下正上负,此时二极管截止,次级无输出;         当向初级线圈下端输入一个正脉冲电压的时候,情况就相反了,次级输出上正下负,二极管导通,对外输出电压。
    如何控制这个电压的输入呢? 我们加入一个MOS管进行控制,

    MOS相当于一个开关的作用,当MOS导通的时候,这个开关就合上了,电流流过初级线圈和MOS管,接地,流回电源,此时次级感应的电压方向为上负下正,次级无输出。
    电流流过电感的时候,电感产生一个磁场,磁能储存在磁芯中。当MOS关断的时候,开关断开,磁芯中的磁能由反绕的次级输出。

    这样在开关管截止时变换器输出的工作模式称为反激工作模式。电路拓扑叫反激拓扑。

    现在让我们来看一看我们平常用的一下电路图。
单管自激
   
  
    这是新手入门常用的一张电路图,用单个三极管自激振荡,话说我做的第一个电路是这个,还是搭棚的。
    用正规的电路画出来就是这样了:

    是不是跟上面那个图很像呢?嘻嘻,其实它也是反激拓扑啊,只不过是自激式的而已。
    运行原理:  上电,电源通过R1流过b极线圈(一端跟两电阻相接,一端接入三极管b极),b极正偏,电流开始流过初级绕组,由于互感的原因(b极线圈和初级线圈是同绕向的),b极线圈电流增大,最终导致3极管饱和,初级绕组电流不再变化,于是b极线圈把这个低电平反馈到b极,三极管截止,这时候次级绕组输出磁芯中储存的能量。周而复始。
    制作要点:此图有一个缺陷,导致三极管发热严重,在初级线圈上并联上0.47uF左右(0.1uF-0.6uF)的无极电容即可解决(原因会在后面解释).  b极绕组和初级绕组要同向(同顺时针绕或者同逆时针绕)。

NE555驱动
    说完了自激的,该说他激的了,最经典实用的是NE555做信号发生器来驱动MOS管。网上的电路图多有缺陷,这里给出一幅保证出弧+长时间工作的电路图

    R1取100欧 R2取1.5K  R3为10K可调电阻,C1为1nF(=0.001uF=1000pF=102电容),计算输出频率为60KHz~400Khz,占空比为50%~65%左右,大范围的调节可以方便地找到拉弧时的初级谐振频率,实现软开关,解决开关管发热问题,提高效率。
    运行原理:NE555构成无稳态振荡器(NE555振荡原理涉及RC充放电,电压比较器等,此处不作解释),3脚输出信号,R4进行限流,输出高电平时,s8050导通,电源电流流过8050和R5对IRFP250的结电容进行充电,使IRFP250导通,由于电感上电流不能突变,所以是零电流开通。NE555输出电平的时候,8550的b极电位低于E极,8550导通,迅速抽走IRFP250G极的电荷,截止。截止时电感的反向电动势对电容充电,IRFP250 DS极电压为0,零电压关断。LC回路构成并联谐振,C2C3 初级绕组上电流最大,输出电弧粗壮。
    制作要点: 8050和8550不要装反,无论是NPN管还是PNP管,有字一面向自己,管脚顺序从左到右是EBC,记住了是EBC!!! 上电拉弧后,固定输出端,调节电位器,使电弧变得最粗,此时可认为初级LC回路处于并联谐振。 这里有单独供电,自己考虑要不要单独供电,电源必须是大功率的。

反激可以使高压包处于最大利用效率

经典ZVS驱动
此处超级重点,很多人由于不理解原理,所以不知道 二极管用什么?稳压管要不要?能不能上市电?最高能输入几V?   所以希望大家注意看
这个电路相信玩高压的都做过吧,我是例外的。因为这个电路并不适合推单个高压包。


关于这个,先给大家看点别的东西

看到了吧,其实质是一个电流型推挽变换器。只是它的驱动十分特别,怎么特别?我们来分析
运行原理:电源电压通过限流电阻直接加在两管G极上,由于两个电阻的微小差异和两个管子结电容的微小差异,有一个管子先导通,假设是上管先导通了。电流流过电感经过上管接地,由于导通阻抗(开关管也不是理想的导体,有一定电阻)非常小,所以D极电源几乎为0,

这时候,目光移动到最下面的快恢复二极管(Fast diode)去,它的负极正好接在上管的D极处,D极的电压近似0V,所以二极管正偏导通,负极所接处,是下管的G极,下管G极结电容电流全部流到地,G极电压迅速降到0V,下管由开始的半开通变为截止了。

然后,好像就这样一直不变了?这个状态如何翻转呢?别急,看见线圈并联的那个电容了吗?这个电容起并联谐振的作用,电容在刚上电时就充电了,等上管D极电压降到0V时,电容放电(其实电压开始下降时就开始放电了),对电感充电(指初级绕组,此处可等效为电感),由于电感的续流作用,电感对电容的另一端充电,电容另一端又对电感放电,本来这个振荡应该持续下去的,但是在电容另一端完全放电后,奇迹就出现了!  

原来上管的电压是0V,但现在又被电感充电了,所以原来的下管G极也恢复了供电,下管导通了,反观下管D极,电压降到近似0V,另一个快恢复二极管导通,把原来导通的上管的G极电压给拉低,上管截止了。    这样,一次振荡周期就完成了,接下来的事情,无非就是两个管子一X一X地工作(。。。又邪恶了),所以叫推挽工作状态。此拓扑叫推挽拓扑。

制作要点:稳压管不加也可以,实践证明。
快恢复二极管不可以用普通二极管代替,原因是凡是二极管都有一个反向恢复时间 ,频率高了,每个周期时间很短,而反向恢复时,二极管等效为一根导线,能想象发生什么事情了,G极的波形完全乱掉,不起振或者乱振,烧管子。
谐振电容不能用电解电容。
理论上管子耐压要在电源电压的4倍以上保证不击穿。不过试过用250上90V也没有击穿。。。
限流续流电感必须使用铁粉心磁环,不能用高频的,虽然导磁率高,容易小体积获得大电感,但是容易饱和,而且是硬饱和,一下就失去作用了。铁粉心磁环一般为黄色,可以在电脑电源和电磁炉里拆到。  

开始的时候说了,这个电路不适合推单个高压包,为什么的,初级绕组在正负半周都有能量输入,但是输出只有一个半周的能量,搞不好还会偏磁。。。所以,建议两个高压包初级反相并联,次级初级接一起作正极,负极接一起作负极,组成全波整流输出。

    零零散散的知识整合起来写了几个钟头,现在大脑已经过载了,实在没想到还有什么写的,以后想到在更新进来吧。以后我会多发这种帖子的,让大家多学学,也没那么多疑惑。同时我也尽量把自己知道的都全部抛出,起到抛砖引玉的作用。
    The End。

大家看我写这么长,就给脸回个贴吧,有什么问题提出来,尽力解答

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