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20kv/2kw开关电源

之前在论坛上发了一次,各位大神都特别热情的帮我分析。在此谢过大家。但是之前没有图纸,而且我也把功率说错了! 重新发出来,希望大神能给一些指导!多谢了!!!

这个电源输出是20KV/100mA直流输出,功率是2KW。 输入是220VAC。  主回路如上图所示。思路是通过220VAC整流后输出大约300V的DC,通过变压器升压至6KV,再通过四倍压升压至24KV,闭环至20KV。信号源是SG3525通过4424放大,再用辅助变压器驱动IGBT

现遇到以下问题:

1、变压器的设计。 我是按照最简单的N1=UT/BS。U初级电压(前级母线电压),T变压器工作时间(对于全桥来说就是周期的一半),B值取1,因为我用的是超微晶的磁芯,S就是磁芯的横截面积。算出的N1进行绕制。然后通过20倍的变比绕制次级。首先我不知道我这样的变压器计算是不是正确,而且应用到实际中变压器初级电流波形不能展宽!工作时间只有电压的一半。

2、倍压电路。倍压电路的电容是如何计算的?我用的二极管是一个桥臂是22个byv26E是否合适?

3、另外电路中还有什么缺陷,请大家帮我分析分析。  

万分感谢!!!

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2016-10-13 18:26

其实,这个所谓四倍压整流功率根本出不来,选择这么小的电容,已经不是整流卢波,而且谐振电容,一定发热非常严重功率孩子出不来的,其实,怎么搞半波整流,还是全波整流就是正二倍压负二倍压整流这样就是全波四倍压整流的效果还比较好了。电容卢波必须加大10倍即0,1微法以上电容,否则功率无法输出,而且,导通角还非常小,这个产生严重发热无法输出功率了。

    怎么高非晶态变压器非常贵的,铁氧体便宜的呀,频率高一些的好,选择MOS器件可以达到60千赫以上,20千赫太低了,非晶态使用频率比较低,就是20千赫,60千赫还真的不行,所以,采用铁氧体变压器吧,频率60千赫的吧。

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2016-10-13 20:23
@zhangyiping
其实,这个所谓四倍压整流功率根本出不来,选择这么小的电容,已经不是整流卢波,而且谐振电容,一定发热非常严重功率孩子出不来的,其实,怎么搞半波整流,还是全波整流就是正二倍压负二倍压整流这样就是全波四倍压整流的效果还比较好了。电容卢波必须加大10倍即0,1微法以上电容,否则功率无法输出,而且,导通角还非常小,这个产生严重发热无法输出功率了。  怎么高非晶态变压器非常贵的,铁氧体便宜的呀,频率高一些的好,选择MOS器件可以达到60千赫以上,20千赫太低了,非晶态使用频率比较低,就是20千赫,60千赫还真的不行,所以,采用铁氧体变压器吧,频率60千赫的吧。

  谢谢您的耐心指教。之前是用的变压器直接升压,然后全桥整流的,可变压器太热,以为是绕指变压器工艺问题,有层间打火之类的问题,所以才用了倍压。但是倍压的参数确实不知怎么计算。您的0.1uf有计算公式吗?以便以后其他地方的倍压电路计算电容。 另外 您的这句

         “其实,怎么搞半波整流,还是全波整流就是正二倍压负二倍压整流这样就是全波四倍压整流的效果还比较好了。”

      我没看懂~~~  

另外 我不知道变压器应该怎么计算。您那里有相关计算方法吗? 多谢了

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2016-10-13 22:25
@恋爱的石头
 谢谢您的耐心指教。之前是用的变压器直接升压,然后全桥整流的,可变压器太热,以为是绕指变压器工艺问题,有层间打火之类的问题,所以才用了倍压。但是倍压的参数确实不知怎么计算。您的0.1uf有计算公式吗?以便以后其他地方的倍压电路计算电容。另外您的这句        “其实,怎么搞半波整流,还是全波整流就是正二倍压负二倍压整流这样就是全波四倍压整流的效果还比较好了。”     我没看懂~~~  另外我不知道变压器应该怎么计算。您那里有相关计算方法吗?多谢了

正负分别二倍压,就是往左边反向 ,二极管其实都是串联,这里四个少掉两个,就是这个意思。那么,输功率多少,确实可以粗略计算,但非常复杂,不如这样,首先,电压不要那么高,低电压进行,电容大小试一下,按照电压比值是不是偏差多少,这里半波就是20千赫变成了10千赫是第一级,四个其实是四分之一的频率,,即1/2/,1/3,1/4,功率W=CUUF计算,分别计算,电容太小了,功率就小了,所以就没有了输出功率了,对我来说计算可以掌握,但是还是必须实测,输出以2000瓦20千伏就是0,1安的电阻多少,按照这个电阻负载调制了,因为,计算许多人 不会,就实测比较实际了。

    其实,你没有 掌握方法,不要四倍压整流就是全桥整流也可以的,不过你的变压器绕法不科学,我采用一层初级一层初级,因为,一层到三层距离比较远,匝电容减小,而且这样绕法的漏 电感还比较小了,效率就比较高了,你一定是Z型绕法,一层与二层的头尾距离非常近,这样的匝电容就非常大了,如果第三层距离远匝电容就小了 ,这样一分析还是很有道理的。当然,还有一种就是头到尾折回头开始绕法,不是来回而是头一律在左边尾一律右边,一层一层的绕下去,这样的匝电容还是比较小的,还有就是槽一个个,左右十个槽,每一个拉一点距离,这样的匝电容同样比较小了,就是这样的。当然,存在操作问题,因为往往 没有专门骨架,专门加工往往没有条件,如果有当然好了,没有塑料开槽存在困难,我就没法绕了,或者挡带人为做软软的不好操作,我碰到这个不好做所以就不采用这样的做法了。

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2016-10-13 22:57
@zhangyiping
正负分别二倍压,就是往左边反向,二极管其实都是串联,这里四个少掉两个,就是这个意思。那么,输功率多少,确实可以粗略计算,但非常复杂,不如这样,首先,电压不要那么高,低电压进行,电容大小试一下,按照电压比值是不是偏差多少,这里半波就是20千赫变成了10千赫是第一级,四个其实是四分之一的频率,,即1/2/,1/3,1/4,功率W=CUUF计算,分别计算,电容太小了,功率就小了,所以就没有了输出功率了,对我来说计算可以掌握,但是还是必须实测,输出以2000瓦20千伏就是0,1安的电阻多少,按照这个电阻负载调制了,因为,计算许多人不会,就实测比较实际了。  其实,你没有掌握方法,不要四倍压整流就是全桥整流也可以的,不过你的变压器绕法不科学,我采用一层初级一层初级,因为,一层到三层距离比较远,匝电容减小,而且这样绕法的漏电感还比较小了,效率就比较高了,你一定是Z型绕法,一层与二层的头尾距离非常近,这样的匝电容就非常大了,如果第三层距离远匝电容就小了,这样一分析还是很有道理的。当然,还有一种就是头到尾折回头开始绕法,不是来回而是头一律在左边尾一律右边,一层一层的绕下去,这样的匝电容还是比较小的,还有就是槽一个个,左右十个槽,每一个拉一点距离,这样的匝电容同样比较小了,就是这样的。当然,存在操作问题,因为往往没有专门骨架,专门加工往往没有条件,如果有当然好了,没有塑料开槽存在困难,我就没法绕了,或者挡带人为做软软的不好操作,我碰到这个不好做所以就不采用这样的做法了。

初次级间隔绕的话,绝缘不好弄啊! 如果是直接升压,20KV的电压,绝缘我都搞不定啊~~~~

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2016-10-14 08:44
@恋爱的石头
初次级间隔绕的话,绝缘不好弄啊!如果是直接升压,20KV的电压,绝缘我都搞不定啊~~~~

是的 ,一三层隔开确实绝缘不好搞,好像必须团15层胶带那么,一概从左到右边头尾端而不是Z型绕法,每层团几层胶带,这样感觉还可以。

     用全桥匝数太多了,匝电容非常大,所以采用了四倍压整流,这样也是可以的,但是,卢波电容必须比较大,否则功率输出不了的,那么小电容导通角非常小开关管变压器一概严重发热就是这么来的,是这样,两者其实一路,开关管与变压器完全关系,发热就是两个同时产生,不会是由于你变压器设计不好,因为,如果磁通密度高磁芯空载就发热了,变压器是不是磁通密度,非常好判断,次级不要,初级一样匝数空载一下是不是有没有温度计知道了,不妨试一下,估计温度低,那么,就不是变压器设计的问题了,我认为就是环流太大了,开关管与变压器同时发热严重了。

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2016-10-14 11:04
已经被添加到社区经典图库喽
http://www.dianyuan.com/bbs/classic/
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ruohan
LV.9
8
2016-10-14 15:38
@zhangyiping
是的,一三层隔开确实绝缘不好搞,好像必须团15层胶带那么,一概从左到右边头尾端而不是Z型绕法,每层团几层胶带,这样感觉还可以。   用全桥匝数太多了,匝电容非常大,所以采用了四倍压整流,这样也是可以的,但是,卢波电容必须比较大,否则功率输出不了的,那么小电容导通角非常小开关管变压器一概严重发热就是这么来的,是这样,两者其实一路,开关管与变压器完全关系,发热就是两个同时产生,不会是由于你变压器设计不好,因为,如果磁通密度高磁芯空载就发热了,变压器是不是磁通密度,非常好判断,次级不要,初级一样匝数空载一下是不是有没有温度计知道了,不妨试一下,估计温度低,那么,就不是变压器设计的问题了,我认为就是环流太大了,开关管与变压器同时发热严重了。

继续讲

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xue007
LV.9
9
2016-10-14 17:16

看看这种高压变压器



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ruohan
LV.9
10
2016-10-14 17:54
@xue007
看看这种高压变压器[图片]

张总,你看看别人,不多说,直接上图,简单明了,大家看了一目了然,

值得表扬,,,

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y316157637
LV.1
11
2016-11-30 21:04
@xue007
看看这种高压变压器[图片]
问一下这是怎么样的变压器,2万伏的电压磁芯这些应该注意什么吗
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zhangyiping
LV.9
12
2016-12-01 19:20
@y316157637
问一下这是怎么样的变压器,2万伏的电压磁芯这些应该注意什么吗

好了,我回答这个问题,2万伏的变压器不是随随便便可以的,我做过16千伏的100瓦的,是这样的,里层绕初级,外层绕次级,次级第一层到最外层,倍压整流器,以第一层其中一个端点接地,电压慢慢提高,铁氧体可以,通常也做成电视机高压包的形状,靠近初级搭地,解决耐压的问题。

    图中的采用曹,是可以减小匝电容,一般可以,但电压一旦非常高的匝电容也非常大,电视机高压包采用间绕,不是密绕就可以达到减小匝之间电容产生电流环流,谐波大,效率就低了。

    还有,必须说明一下,随着频率的提高,如我设计的70千赫,就存在介质耐压大大降低了,如只有固态灌胶的十分之一,开始我也不知道,再采用输出高压包的老板说是因为1,存在热电离,2,等离子体,3,胶体状分子结构改变,慢慢的耐压降低了会击穿的,这个需要非常注意。

    这种本图的一概等距离了,体积比较大,这里我提到的是慢慢的递增,耐压数就可以提高了,还有,必须绕一层不要Z绕法,马上拉动原边又开始绕,注意的匝电容就会比较小了,本图这里估计还是比较大了一些,所以,我说明的就是这个的了。我提供了参考资料,给于一些启发,探索探索一下可以的。

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醉熊
LV.4
13
2016-12-02 03:18
。。。。
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ruohan
LV.9
14
2016-12-02 09:11
@醉熊
。。。。

单端LCC的线路,有没有做过,

 

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y316157637
LV.1
15
2016-12-05 14:54
@zhangyiping
好了,我回答这个问题,2万伏的变压器不是随随便便可以的,我做过16千伏的100瓦的,是这样的,里层绕初级,外层绕次级,次级第一层到最外层,倍压整流器,以第一层其中一个端点接地,电压慢慢提高,铁氧体可以,通常也做成电视机高压包的形状,靠近初级搭地,解决耐压的问题。  图中的采用曹,是可以减小匝电容,一般可以,但电压一旦非常高的匝电容也非常大,电视机高压包采用间绕,不是密绕就可以达到减小匝之间电容产生电流环流,谐波大,效率就低了。  还有,必须说明一下,随着频率的提高,如我设计的70千赫,就存在介质耐压大大降低了,如只有固态灌胶的十分之一,开始我也不知道,再采用输出高压包的老板说是因为1,存在热电离,2,等离子体,3,胶体状分子结构改变,慢慢的耐压降低了会击穿的,这个需要非常注意。  这种本图的一概等距离了,体积比较大,这里我提到的是慢慢的递增,耐压数就可以提高了,还有,必须绕一层不要Z绕法,马上拉动原边又开始绕,注意的匝电容就会比较小了,本图这里估计还是比较大了一些,所以,我说明的就是这个的了。我提供了参考资料,给于一些启发,探索探索一下可以的。
请问下你选取的磁芯骨架是什么,我220V前级输入需要做PFC吗
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dy0758
LV.4
16
2016-12-05 15:09
@ruohan
[图片]单端LCC的线路,有没有做过, 
0-20kv电源100w这个是我们常用的高压电源,不用倍压整流,直接变压器整流就可以。
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zhangyiping
LV.9
17
2016-12-05 19:21
@dy0758
0-20kv电源100w这个是我们常用的高压电源,不用倍压整流,直接变压器整流就可以。
我知道,还做过,不就是采用类似电视机高压包吗,彩电将近2万伏,功率不大,效率低一些没有关系,如果千瓦以上大功率的呢,不知道的呀,次级高电压绕数非常多,匝电容非常非常的大才是严重的谐波,与环流,效率低成本高,开关管会发热的,变压器也会发热的,其实,这个科技含量还真的不低,说简单吗也就那么简单,如果大功率就难点了,变压器绕法也比较特别,我还听说绕高压变压器非常有讲究,知道的人还非常非常的少,生产的老板不会说,有一个秘诀不会公开的,所以,电源网这里是根本看不到的,其实没有那么简单的,学问高明着的,一般大家就是通俗的绕法,也可以用,效果没有那么好,采用倍压整流目的就是次级匝数减少,提高效率,即存在匝电容,环流等等,一个高压包确实可以,就是匝电容大,,,谐波大,就这么回事与区别。
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610860616
LV.5
18
2016-12-07 09:58
@zhangyiping
我知道,还做过,不就是采用类似电视机高压包吗,彩电将近2万伏,功率不大,效率低一些没有关系,如果千瓦以上大功率的呢,不知道的呀,次级高电压绕数非常多,匝电容非常非常的大才是严重的谐波,与环流,效率低成本高,开关管会发热的,变压器也会发热的,其实,这个科技含量还真的不低,说简单吗也就那么简单,如果大功率就难点了,变压器绕法也比较特别,我还听说绕高压变压器非常有讲究,知道的人还非常非常的少,生产的老板不会说,有一个秘诀不会公开的,所以,电源网这里是根本看不到的,其实没有那么简单的,学问高明着的,一般大家就是通俗的绕法,也可以用,效果没有那么好,采用倍压整流目的就是次级匝数减少,提高效率,即存在匝电容,环流等等,一个高压包确实可以,就是匝电容大,,,谐波大,就这么回事与区别。
帖子不错 学习了。
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筱眼睛
LV.5
19
2016-12-08 10:40
@610860616
帖子不错学习了。
学习学习
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45280
LV.4
20
2016-12-08 11:58
我觉得直接用个2KVA的工频变压器是不是来得实在点?》》??
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610860616
LV.5
21
2016-12-09 10:19
@45280
我觉得直接用个2KVA的工频变压器是不是来得实在点?》》??
那你看看2KVA的工频变压器要多大体积啊亲!用开关电源优势就是体积小功率密度大
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2016-12-29 09:22
@恋爱的石头
初次级间隔绕的话,绝缘不好弄啊!如果是直接升压,20KV的电压,绝缘我都搞不定啊~~~~

20KV 100mA   一次线包和二次线包必须用高压环氧灌封了

同时输出直接用全波整流,为了达到耐压要求,每个整流桥臂用多个高压二极管串联

发一个微波炉的给你参考《大功率微波炉主电路原理图.doc

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人参果
LV.4
23
2017-09-08 18:51
20KV。安全距离是多少30CM?你这个会不会高压拉弧。变压器要全密封。注意安全。
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