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如何制作ZVS升压电路

 杯中的月亮 2014-12-04
发现好多人做ZVS,感觉很好玩,想自己做一个。现在手头有若干个型号为IRF3710的MOS管(VDSS=100V,ID=57A),报废电脑电源上拆的环型的电感2个(电感量不知道)二极管UF4004和UF4007若干,还有几个EI33的磁芯和骨架,4节2600mAH的锂电池。
   我想用这些材料把电池升压到220V左右的带动一些家用电器,请问各位前辈,我该如何用绕制变压器呢?另外我这些材料能做出多大的功率的ZVS呢?(我希望越大越好)
   电路图是论坛上的这个
 



你的二极管是普通的,应该使用高频的快恢复或者肖特基二极管。4节锂电池为14.8V,电流以最大1C的放电率来算为2.6A,功率理论可以做到38.48W(不包括损耗)。变压器按照14比230来绕,不过不能带动某些负载如电动机等等,开关电源可以。





注意稳压管一定要加,防止GE击穿。二极管用400V以上的,还有那个谐振电容一定要有好的,如安规系列,用普通涤纶的会烧爆。



快恢复二极管一般用FR107、
这是论坛里早发过的中文电路图:

电容器不用太贵的,用普通的电磁炉0.3uF电容两个并联就行了。



支持LZ的想法,要是可以用ZVSA驱动家用电器的话,我们就只要去买电池就可以了,电厂就不在是我们的现在家用电器的首选了,



UF4007比FR307快得多,那个管子电流要求不是那么高。



注意.这个逆变器输出是高频正弦波交流电.电动机无法运作.凡是用传统铁芯变压器的也一概不好使.日光灯如果用电子镇流器.请把里面的整流用4007换FR107.节能灯同理.或者在外面用快恢复整流以后直接送进镇流器/节能灯.

开关电源.考虑到内部整流管的能力,也不一定可以.能行的话给开关电源换快恢复.或者干脆外部整流以后送进去.

想要带动电动机之类的需要50hz正弦波逆变器,那个就很很很复杂了.

至于变压器.拆个高压包,在磁芯上面自己绕.初级多股线并绕6圈中间抽头也就是3+3...次级60左右[这个变压器参数12V输入标准.输入电压有变请自行计算.].电容用安规电容.但是功率稍大就发热.可以考虑用电磁炉


我想问下这种电路要是输出超载或者短路,会炸管子吗?好象这电路没什么短路保护的功能啊?



如此说来,ZVS输出的是正弦交流电?



恩,我已经做了好几个了,发现输出是高频正弦交流,频率20KHz上下的样子



注意初级不能开路,会烧管子的,在一个就是多准备些稳压管和快恢复,如果电容不好的话 击穿后容易烧稳压管和快恢复


这一个月来我已经做了8个ZVS电路了,哈哈,这过程中烧了不少管子啊,大部分是接电瓶的瞬间烧的,管子耐压不够,上电瞬间很容易烧。还有是接感应加热线圈的时候烧的,发现感应加热的时候管子发热很严重。
电容刚开始的时间是用的一种红色的电容,工作时候发热很严重,后来用了种白色的专用于IGBT吸收的电容后,就一点热量都没有了。
另外发现这个电路有个缺点,如果用干电池做电源的话,负载接的比较大的时候,干电池电压被拉 的很低,这个时候就会出现一个管子一直导通,另一个管子一直截止的情况,而这种情况又加剧了干电池的电压降低,从而出现短路的死循环,不知道大家有没有遇到过?


经典ZVS原理。这里粗略分析一下,抛砖引玉而已,没有验证,期待有更准确的论述出现。不当之处敬请斧正!

1.    上电瞬间,电源电压流经R1,R2,经过ZD1,ZD2稳压二极管钳位在12V后分别送入MOS1,MOS2的GS极,因此两个MOS管同时开通。
2.    因为元件参数的离散性(例如:MOS管GS钳位电压的离散性、MOS管本身跨导参数的离散性、变压器初级绕组不严格对称、走线长度差异等),导致两管DS电流在上电瞬间就不相同。假设下方的MOS管MOS2流过的电流稍大。即IL3>IL2。因为L2,L3是在同一磁芯上绕制,本身存在磁耦合,所以,对磁芯的励磁电流为IL2,IL3之和。之前提到IL3>IL2,而且从抽头看去,IL2,IL3的电流方向相反,所以对磁芯的励磁电流为Ip1=IL3-IL2。这样就可以等效为仅有L3线圈产生励磁作用(有一部分抵消掉L2的励磁)。明白这点以后,继续往下分析。
 
3.    见图1,在上电瞬间,L2,L3中的等效励磁电流Ip1用红色线条表示,因为具有相同的磁路,Ip1将在L2上产生一个互感电流,图中用蓝色线条表示,L2+L3与C1构成并联谐振,这个互感电流的方向同IL2相反,如此正反馈造成的结果是IL2越来越小,最终可单纯看做只有L3参与励磁。
4.    与此同时,B点电压升高,D1截止,C点电压保持12V,MOS2继续保持开通。因为MOS2开通时VDS很小,A点近似接地,D2导通,将D点电位强行拉低至0.7V左右,MOS1失去VGS而截止。
5.    随着时间推移,L3对磁芯的励磁最终达到磁饱和,大家注意,此时蓝色线条的电流因磁芯饱和失去互感刚好减到0,MOS1的DS上电压为零。而L3失去电感量而近似于一个仅几mΩ的纯电阻,瞬间大电流全部叠加在MOS2的导通电阻Ron上,使A点电位瞬间升高,D2截止,D点电位恢复至12V,MOS1获得VGS而导通(在VDS=0的情况下导通,故称ZVS)。继而B点近似接地,C点电压降到0.7V,MOS2截止,MOS1保持导通。当L2励磁达到饱和时电路状态再次发生翻转,重复第4过程。
6.    整个过程中,翻转的时间由谐振电容C1的容量和L2+L3共同决定,因为有C1构成谐振,初级电压波形呈完美正弦波,谐波分量大大减小,漏感的影响不复存在,因此变比等于匝比。L1为扼流电感,利用电感电流的不可突变特性,保证磁饱和瞬间MOS管的DS极不会流过巨大浪涌而损坏。这也是为什么不接此电感或者感量太小时,电路空载电流会增大,而且MOS管发热严重的原因。
因为利用了磁饱和原理,所以在磁芯工作在滞回线1,3象限的饱和临界点之间,磁芯的储能作用得以最大发挥,传递功率相当大。

中文的电路如下
 



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