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【设计大赛】入行三个月新手做高级胆机专用开关电源参赛

参赛类型:开关电源

    真的是才入行3个月,有本人在论坛上的足迹可作证。做第一个产品是反激开关电源,奇怪了!我绕变压器电感量咋比

样板大那么多呢?!拆开样板分析了半天才弄懂反激铁芯要留气隙!
    http://bbs.dianyuan.com/topic/854114

    三个月来,在电源网的引导下我完成了多个反激、半桥产品的设计,大部分已上线生产,其间也出现了不少问题,但

这些问题基本上都能在本站找到答案,干了几十年电子产品开发工作,没想到大把年纪了还能轻易转行,这感谢电源网这

个公共平台,感谢辛勤劳作的各版面版主们,更感谢网站众多电源专家、高手的文章、无私无怨的解答才更丰富了我退休

后的乐趣。

    参赛的目的;用一句流行语吧;“顶起”!搞技术工作几十年,上过的所谓“技术”网站无数,在金钱高于一切的现

实社会,扪心自问像这样的网站的确太少了,不顶不行呀!!

    标题已说明了参赛项目,还是谈谈自己的思路吧!

    我是一胆机发烧友,胆机用开关电源一直是DIY玩家的梦想,我也一样,看着硕大、笨重的工频变压器就一直心思思想

把它换成小巧、低成本的开关电源该有多好,不能不说这也是我入行开关电源的原因之一。

    开关电源用于音响的主要难点是EMI、纹波干扰、晶体管功放动态范围大,电源设计容量最少三倍方能满足基本要求,

在成本上并不占优势,真正成功应用的目前主要以全数字功放为主。

    胆机用开关电源从原理上讲除EMI、纹波干扰外其实应该是最好的选择才对,我的理解原因如下;

    1);高压小电流,这就可以表明相同容量的开关电源,一个是12V30A,另一个是400V0.9A,普通整流后者的效率足足

比前者高出最少5个百分点。开关电源应用于胆机效率会更高。保守估计90%以上。

    2);同样是高压小电流,在电源容量与放大器动态范围表现的方式是;高压电流曾大10%,通过输出变压器电压变换

后的动态功率比是积的关系而不是晶体管放大器的小于1。其它任何低压非定阻放大器没有这个优势。

    上面足以证明开关电源应用与胆机的优点,类似的优点还有很多,如极高的电源转换速度与电子管的柔性特点配合等

等,当然这属音频领域在这里就不多占篇幅了。

    有一个难题是我前几天才在本论坛答案的,http://bbs.dianyuan.com/topic/891494,那就是多组电源稳压和胆机启动

时因冷灯丝电流超大的采样多组高压差平衡问题,以前的玩法是用几个开关电源分别供电解决。看了这篇文章后就找了一

个PC电源来了解磁放大器、输出共模电感的稳压原理并试着做了实验、测试了主要数据,用在胆机灯丝稳压在现目前看

来绝对是绝配。活学活用,没想到才搞懂两天就能派上用场。我真的爱上开关电源了。

    电路选型;准备配替换EL34B超线性推挽放大器的3个UC3842反激电源,功放输出功率45WX2,开关电源设计功率350W

左右(多留点余量保证不发热工作)。采用超低成本TL494半桥通用线路,电路成熟、容易上手。主采样以高压为主,

12V辅助电源为辅,灯丝6.3V用12V辅助电源加磁放大器稳压,所有绕组以一组抽头方式获得,选用TL494的另一原因是

DIY材料来源广泛,5-10元钱就可买个旧PC电源可解决大部分原件的来源。考虑到体积、难度、实用性暂不加PFC。

     主要技术参数;

      输入电压;AC180-265V,

      输出电压/电流;

      1);+400V/0.8A,主采样端。
      2);+12V辅助电源,设计电流=6.3V组,应用小于1A。辅助采样端。
      3);+6.3V/8A,在12V辅助电源的基础上加磁放大器稳压。
      4);-50V/0.1A栅负压,采用线性稳压。

      其它参数待样机出来后在按实际测试数据补上!

    12V辅助电源除给6.3V做基础外主要考虑高压采样因速度慢可能会引起6.3、12V上冲失控的后备方案,即主采样移至

+12V,高压只限压不稳压,为避免高压上冲需预留延时启动。也可采用自动分时采样来避开刚开机时烦乱的难控局面,

实现精确稳压。

    系统中发生高热的应该只有6.3V/8A部分了,结构用U型3MM铝板尽量小型设计,必要时将该组搞成我还没玩过的同步

整流。这样的话基本可以保证EL34B超线性推挽满功率电源温升小于30度。但还不知同步整流与磁放大器会有啥冲突没。

    思路与实际往往存在较大差距,缺乏开关电源实战经验的我更是如此,没有预料到的东西肯定会有很多,请各位老

师、大侠、高手们多提建议,边学边改,达到能使用的目的是我最基本要求。先谢谢大家了!

                 慢慢更新,争取在8月初完成。

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2012-05-20 13:02

设计贴图区

           发图片时才发现短路、过载保护有问题,估计高低压线圈中心地必须分开才并增设两个R15才行。

    下次再更新吧!

想看清楚点的请下载

          DEL  已更新,

         这张图修改了高压、低压过载、短路保护。高压设为1A,低压为12A。电流差很大,估计相互影响及小。JP参

数待调试后更正。

       -50V电流很小,就直接从12V端桥式做倍压整流就OK了。

 

想看清楚点的请下载Protel Document1 

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2012-05-20 13:04
@heyong163b
设计贴图区          发图片时才发现短路、过载保护有问题,估计高低压线圈中心地必须分开才并增设两个R15才行。   下次再更新吧!想看清楚点的请下载         DEL 已更新,        这张图修改了高压、低压过载、短路保护。高压设为1A,低压为12A。电流差很大,估计相互影响及小。JP参数待调试后更正。      -50V电流很小,就直接从12V端桥式做倍压整流就OK了。 [图片]想看清楚点的请下载[图片]ProtelDocument1 

单元电路实验、测试、原件制作贴图区;

       在PCB Layout 前必须确认的几个问题;

       从整体电路上看问题不大,要实验、测试确认的有两个地方;

       1);磁饱和稳压器电路、参数,准备先绕一个变压器在PC电源上实验。

       2);所有自制原件均以高要求EMI设计,验证设计参数是否合理。

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mko145
LV.8
4
2012-05-20 22:28
支持一下 ~
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hlh7914
LV.2
5
2012-05-21 02:20
学习下等着上图,到时详细介绍下制作过程。到时我的胆机也弄个开关电源的试试。
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2012-05-21 12:31
@hlh7914
学习下等着上图,到时详细介绍下制作过程。[图片]到时我的胆机也弄个开关电源的试试。

草图在整理中,下午贴出来吧!

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asouth
LV.8
7
2012-05-21 12:38
@heyong163b
草图在整理中,下午贴出来吧!
支持一下
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2012-05-21 12:55

顶起!呵呵,我之前也是功放发烧友,现在成电源发烧友了,功放已经退烧大半了。。。

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2012-05-21 13:18
@javike
顶起!呵呵,我之前也是功放发烧友,现在成电源发烧友了,功放已经退烧大半了。。。

       哇!你不错哟!都混到司令级别了,水平一定很高吧,多帮助下在下哈!!

电源是有很多玩头的,未知的太多了,行业发展前途巨大,目前只能说是刚起步。

       高频数字电源是未来电能变换的主流,目前她只占全球电能变换的十万分之一不到,发展潜力巨

大,行业也只是起步阶段,要进入的领域很多。

       a)油水最大的是电力变换、传输。众多的国际机构已开始投入,但也有众多的关键技术在攻

克中。他的实现将为人类在原有的基础上增加能量40%。适合包括核电在内的所有电力变换、传输。

以开始应用于太阳能系统。

       b)无线电能传输是未来高智能、有智商的集群系统,那时人类已没有汽油可用了哦,所有汽车

变成了电车,肯定不能向现在这样拉一条线再花上几小时来给车车充电,这时的高智能、有智商的无

线电能传输集群系统会根据驾车者发出的请求在行驶中自动充电,就像目前的电力机车完全相同,不

同的是无线。这一天应该很快会到来。

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赵婷婷
LV.3
10
2012-05-21 17:41
@javike
顶起!呵呵,我之前也是功放发烧友,现在成电源发烧友了,功放已经退烧大半了。。。
哇!司令。。。。
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2012-05-21 17:48
@heyong163b
      哇!你不错哟!都混到司令级别了,水平一定很高吧,多帮助下在下哈!!电源是有很多玩头的,未知的太多了,行业发展前途巨大,目前只能说是刚起步。      高频数字电源是未来电能变换的主流,目前她只占全球电能变换的十万分之一不到,发展潜力巨大,行业也只是起步阶段,要进入的领域很多。      a)油水最大的是电力变换、传输。众多的国际机构已开始投入,但也有众多的关键技术在攻克中。他的实现将为人类在原有的基础上增加能量40%。适合包括核电在内的所有电力变换、传输。以开始应用于太阳能系统。      b)无线电能传输是未来高智能、有智商的集群系统,那时人类已没有汽油可用了哦,所有汽车变成了电车,肯定不能向现在这样拉一条线再花上几小时来给车车充电,这时的高智能、有智商的无线电能传输集群系统会根据驾车者发出的请求在行驶中自动充电,就像目前的电力机车完全相同,不同的是无线。这一天应该很快会到来。
自制高频机
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hqyzh
LV.6
12
2012-05-21 20:16
@赵婷婷
哇!司令。。。。
顶起
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mko145
LV.8
13
2012-05-21 22:21
@heyong163b
      哇!你不错哟!都混到司令级别了,水平一定很高吧,多帮助下在下哈!!电源是有很多玩头的,未知的太多了,行业发展前途巨大,目前只能说是刚起步。      高频数字电源是未来电能变换的主流,目前她只占全球电能变换的十万分之一不到,发展潜力巨大,行业也只是起步阶段,要进入的领域很多。      a)油水最大的是电力变换、传输。众多的国际机构已开始投入,但也有众多的关键技术在攻克中。他的实现将为人类在原有的基础上增加能量40%。适合包括核电在内的所有电力变换、传输。以开始应用于太阳能系统。      b)无线电能传输是未来高智能、有智商的集群系统,那时人类已没有汽油可用了哦,所有汽车变成了电车,肯定不能向现在这样拉一条线再花上几小时来给车车充电,这时的高智能、有智商的无线电能传输集群系统会根据驾车者发出的请求在行驶中自动充电,就像目前的电力机车完全相同,不同的是无线。这一天应该很快会到来。
无线充电的应用似乎还是很有局限,理论上就有局限。除非有什么大的突破 ~ 像当年瓦特发明蒸汽机,或是莱特兄弟上个世纪初发明飞机 ~
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heyong163b
LV.5
14
2012-05-21 23:46
@mko145
无线充电的应用似乎还是很有局限,理论上就有局限。除非有什么大的突破~像当年瓦特发明蒸汽机,或是莱特兄弟上个世纪初发明飞机~

早着呢,不是说没汽油后的事吗!

        其实无线电能传送早就有了,磁悬浮列车靠电磁,家用微波炉、电磁炉靠电磁波,这些不都是无线的吗,如真的到没石油

那一天,这样的东西只是基础设施吧了。只需用磁悬浮的基础(可能只是磁悬浮5/100的投入)改建一条高速公路就能实现,当

然不是把汽车悬浮起来(哦!忘了,该叫电车),只是将相同原理的磁能变成电能就OK了。有一点是可以肯定的,当大家都驾

电车的那一天,现在的充电方式是绝对不能让人接受的。

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mko145
LV.8
15
2012-05-22 10:18
@heyong163b
早着呢,不是说没汽油后的事吗!       其实无线电能传送早就有了,磁悬浮列车靠电磁,家用微波炉、电磁炉靠电磁波,这些不都是无线的吗,如真的到没石油那一天,这样的东西只是基础设施吧了。只需用磁悬浮的基础(可能只是磁悬浮5/100的投入)改建一条高速公路就能实现,当然不是把汽车悬浮起来(哦!忘了,该叫电车),只是将相同原理的磁能变成电能就OK了。有一点是可以肯定的,当大家都驾电车的那一天,现在的充电方式是绝对不能让人接受的。
如果只是这样的无线充电,那要简单的多。有轨电车罢了~
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heyong163b
LV.5
16
2012-05-22 10:58
@mko145
如果只是这样的无线充电,那要简单的多。有轨电车罢了~

团长大人,咱别说那么遥远的事吧,给点意见嘛!原理图更新了。

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2012-05-22 11:03
过来关注。。关注。。。
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2012-05-22 23:57
顶起!支持
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heyong163b
LV.5
19
2012-05-23 17:57
@small_potatos
顶起!支持

哇!沉得咋这么快呢!

       怎么的没有网友提意见呢?难道我的原理图没一点问题

       今天试了下磁饱和稳压器电路,情况不是很妙,我的功率比PC翻了一翻,不能照抄原电路原件参数,小功

率没啥问题,磁饱和稳压器功率超过70W烧整机保险。磁饱和电感我没多的,准备用两个并连来试,暂时还没

找到磁饱和电感设计资料,哪位网友能给提供下吗?

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t-34
LV.5
20
2012-05-29 12:46
@heyong163b
哇!沉得咋这么快呢!      怎么的没有网友提意见呢?难道我的原理图没一点问题[图片]       今天试了下磁饱和稳压器电路,情况不是很妙,我的功率比PC翻了一翻,不能照抄原电路原件参数,小功率没啥问题,磁饱和稳压器功率超过70W烧整机保险。磁饱和电感我没多的,准备用两个并连来试,暂时还没找到磁饱和电感设计资料,哪位网友能给提供下吗?
原来这里你才是最NB的。。。。。敢用开关电源这么玩的人,功底绝对不是一般的厉害啊。。。
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heyong163b
LV.5
21
2012-05-29 19:04
@t-34
原来这里你才是最NB的。。。。。敢用开关电源这么玩的人,功底绝对不是一般的厉害啊。。。

连长好;你是我的直接领导哦,有问题请明说,菜鸟禁不起你这样吓唬的!!

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t-34
LV.5
22
2012-05-30 12:42
@heyong163b
连长好;你是我的直接领导哦,有问题请明说,菜鸟禁不起你这样吓唬的!![图片]
**此帖已被管理员删除**
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mko145
LV.8
23
2012-05-30 17:22
@t-34
**此帖已被管理员删除**
之前做过一款输出可调的小功率 DC adapter。以为是普通用途的,谁知用户还要求能用来给收音机供电。搞来搞去也不行,收音机的灵敏度总要低 6-8dB。最后发现就算用电池给收音机供电,只要把 adapter 的输出线靠近收音机,都有同样的影响 , DC 输出线简直就是一条天线 ~
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heyong163b
LV.5
24
2012-05-30 20:31
@mko145
之前做过一款输出可调的小功率DCadapter。以为是普通用途的,谁知用户还要求能用来给收音机供电。搞来搞去也不行,收音机的灵敏度总要低6-8dB。最后发现就算用电池给收音机供电,只要把adapter的输出线靠近收音机,都有同样的影响,DC输出线简直就是一条天线~

          没错,如是AM的话基本不可能,FM是可以的,但必须有输入限波器,目前的大部分FM产品为了成本几乎都取消了,用开关电源或PWM\PFM升降压电源管理芯片都相同问题。

         用开关电源做胆机我一直在玩,之前用的是反激,没用过这么大功率的,原理上讲正激的干扰应该比反激更小。变压器已完工了,准备先用洞洞板搭出主电路先试试在Layout,谢谢几位的提示。

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2012-05-31 08:04
@mko145
之前做过一款输出可调的小功率DCadapter。以为是普通用途的,谁知用户还要求能用来给收音机供电。搞来搞去也不行,收音机的灵敏度总要低6-8dB。最后发现就算用电池给收音机供电,只要把adapter的输出线靠近收音机,都有同样的影响,DC输出线简直就是一条天线~

做音频电源都是比较要小心的。。。。。电磁干扰做不好的。。。。都会体现出来。。。。。

输出线用磁珠型。。。外加磁环电感就好多了。。。。

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t-34
LV.5
26
2012-05-31 10:01
@mko145
之前做过一款输出可调的小功率DCadapter。以为是普通用途的,谁知用户还要求能用来给收音机供电。搞来搞去也不行,收音机的灵敏度总要低6-8dB。最后发现就算用电池给收音机供电,只要把adapter的输出线靠近收音机,都有同样的影响,DC输出线简直就是一条天线~

那只有线性IC了,,做成2级模式。外加屏蔽,,,不过,估计他就用不起了

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mko145
LV.8
27
2012-05-31 11:16
@dxsmail
做音频电源都是比较要小心的。。。。。电磁干扰做不好的。。。。都会体现出来。。。。。输出线用磁珠型。。。外加磁环电感就好多了。。。。
当时除了没有把整个电源屏蔽起来,其他所有的办法都试过了 ~ 
如果要做AM收音机的电源,确实要把整个电源疲敝起来(有见过别人的产品),不仅如此,输出线在屏蔽壳的出口处还要加“穿心电容滤波器”(feed thru capacitor)
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xpt-2
LV.5
28
2012-05-31 18:04
高级胆机的开关电源必须满足灯丝预热高压延迟的状态。你这方案似乎有问题,不知实际情况如何?
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heyong163b
LV.5
29
2012-05-31 21:24
@xpt-2
高级胆机的开关电源必须满足灯丝预热高压延迟的状态。你这方案似乎有问题,不知实际情况如何?[图片]

高压胆机有这种要求,

      主要指冷胆高压内部放电问题,但一般指屏压超过800V以上的管子,400V属中偏低压,没有这个必要。这个电压类型的产品机都没有这个功能。

       谢谢你的参与!

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xpt-2
LV.5
30
2012-05-31 23:13
@heyong163b
高压胆机有这种要求,     主要指冷胆高压内部放电问题,但一般指屏压超过800V以上的管子,400V属中偏低压,没有这个必要。这个电压类型的产品机都没有这个功能。      谢谢你的参与!
高压延迟起动的目的是防止阴极中毒,对于昂贵的胆管是必要的,对廉价的管子虽不必要可是没有这一过程就算不上高级胆机吧。
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2012-06-16 12:23
@xpt-2
高压延迟起动的目的是防止阴极中毒,对于昂贵的胆管是必要的,对廉价的管子虽不必要可是没有这一过程就算不上高级胆机吧。
就算不是高级胆机  也是需要考虑阴极中毒的问题的   冷态加高压影响管子使用寿命   产品的价格再便宜  也还是需要考虑稳定工作  不是吗?
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