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CD40106驱动的隔离电源

家有闲置的音箱,想用在电脑上,不想用外置功放,决定将放大器装在电脑机箱中,原准备直接采用电脑的+12V电源,但因电压偏低,感觉音响功率不足,最要命的是因杂波干扰导致背景噪音太大,白天没感觉,但夜深人静就很明显了.找了N多接地点均不能满意,所以设计制作了一个隔离电源,见图.

简要说明:

6施密特触发器震荡/驱动,D2-1 D2-2提供放电回路,以便快速关断,R2-2 C2-2提供开启延时并配合D2-3及光耦等调整占空比,空载电流约4mA,空载电压约19V.经试用,背静干净,音量也基本能满足要求.

现在的问题是:经反复测试,最大只能提供约0.8A输出电流,低于此电流时电压波动0.1V以内,但超过0.8A后输出电压即下降,带12欧电阻负载时输出电压只能达到15V左右(输入电流已达2.6A,上述数值均为数字万用表测得)换大些的变压器也一样,百思不解,有请高人指点!

 

加个PCB的图,功放IC LA4270,静态电流约40mA.虽最终是手工描绘制作的,但估计不应该是问题所在.

 

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2011-01-18 12:02
你用示波器测过驱动的占空比吗?感觉D2-7、D2-3好像应该接的位置不对?应该接在电容的上面?
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J-10A
LV.4
3
2011-01-18 12:14
@让你记得我的好
你用示波器测过驱动的占空比吗?感觉D2-7、D2-3好像应该接的位置不对?应该接在电容的上面?

没用示波器(只有台老式CRT,常年未用,不知好坏).但测试时输入电流基本跟随输出电流增长,且输出电压很稳定(包括空载电压),所以认为占空比调整是有效的.D7和D3的接点应无问题吧.

补充:震荡频率也试过多次,Ct 1000~5600,高于4700就有可闻尖啸了,估计低于20K了,只有3300负载效果较好.

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2011-01-18 12:23
@J-10A
没用示波器(只有台老式CRT,常年未用,不知好坏).但测试时输入电流基本跟随输出电流增长,且输出电压很稳定(包括空载电压),所以认为占空比调整是有效的.D7和D3的接点应无问题吧.补充:震荡频率也试过多次,Ct1000~5600,高于4700就有可闻尖啸了,估计低于20K了,只有3300负载效果较好.

如果这两个点接的没错的话,是不是这两个点需要一个上拉电平?

你这个电路,调占空比理论上输出电压也不会变。因为你的电路原理决定了输出电压只受变压器匝比影响。

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J-10A
LV.4
5
2011-01-18 12:30
@让你记得我的好
如果这两个点接的没错的话,是不是这两个点需要一个上拉电平?你这个电路,调占空比理论上输出电压也不会变。因为你的电路原理决定了输出电压只受变压器匝比影响。

有改变,我试过,如果断开光耦回路,或断开C2-2 C2-3,输出电压将升至20多接近30V.

而只要光耦回路存在,输出电压和DZ2-1的跟随极好.我把DZ2-1换成10V的,则输出电压稳定在12V左右.也就是说改变输出电压很方便.

不过确实应该用示波器看看,今天回家试试.

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2011-01-18 12:55
@J-10A
有改变,我试过,如果断开光耦回路,或断开C2-2C2-3,输出电压将升至20多接近30V.而只要光耦回路存在,输出电压和DZ2-1的跟随极好.我把DZ2-1换成10V的,则输出电压稳定在12V左右.也就是说改变输出电压很方便.不过确实应该用示波器看看,今天回家试试.

嗯,我又看了一下你的电路。看来二极管接的没错。是靠光耦边上的电容上的电压来起到调节占空比的作用的。

但是带载电压下降,可能和R2-2\R2-5的阻值有关系。你把阻值减小点看看是否有帮助。

另外,你的输出电压的调节,我以为还是因为变压器有漏感存在,所以可以调节。事实上你的电路就是一个电子变压器。并不具备BUCK基本拓扑所具备的占空比调节输出电压的能力。

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J-10A
LV.4
7
2011-01-18 13:13
@让你记得我的好
嗯,我又看了一下你的电路。看来二极管接的没错。是靠光耦边上的电容上的电压来起到调节占空比的作用的。但是带载电压下降,可能和R2-2\R2-5的阻值有关系。你把阻值减小点看看是否有帮助。另外,你的输出电压的调节,我以为还是因为变压器有漏感存在,所以可以调节。事实上你的电路就是一个电子变压器。并不具备BUCK基本拓扑所具备的占空比调节输出电压的能力。

谢谢指点!我对占空比只有点粗浅的认识.今天回去看示波器是否能用.

因急用,加之手头只有这些个零件,画了个草图感觉可行,所以就用40106了,现正在尝试用494再搞个电源试试.

我一直怀疑是变压器制作不良,因手头没有合适的漆包线,拆了几个节能灯线圈φ0.15~0.2mm,3线并绕,而且匝数完全是凭感觉定的,不知是否合适?

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2011-01-18 13:16
@J-10A
谢谢指点!我对占空比只有点粗浅的认识.今天回去看示波器是否能用.因急用,加之手头只有这些个零件,画了个草图感觉可行,所以就用40106了,现正在尝试用494再搞个电源试试.我一直怀疑是变压器制作不良,因手头没有合适的漆包线,拆了几个节能灯线圈φ0.15~0.2mm,3线并绕,而且匝数完全是凭感觉定的,不知是否合适?
匝数最好简单算一下。论坛里有的,你搜索一下推挽变压器就有了。
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J-10A
LV.4
9
2011-01-18 22:11
@让你记得我的好
你用示波器测过驱动的占空比吗?感觉D2-7、D2-3好像应该接的位置不对?应该接在电容的上面?

搞了半天,示波器能用了,效果不太好,勉强看看,如图,MOS管驱动波形不太好,但占空比明显可自动调整,死区效果也不错,就是带载能力差,变压器应该是关键吧?

 

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2011-01-18 22:28
@J-10A
搞了半天,示波器能用了,效果不太好,勉强看看,如图,MOS管驱动波形不太好,但占空比明显可自动调整,死区效果也不错,就是带载能力差,变压器应该是关键吧?[图片] 
你可以在两个MOS的脚上串一个小电阻,看看MOS的电流是怎么样的。
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J-10A
LV.4
11
2011-01-18 23:09
@让你记得我的好
你可以在两个MOS的脚上串一个小电阻,看看MOS的电流是怎么样的。

是的,貌似驱动波形大有问题,刚才洗澡时似乎有点思路了......

测输出波形时发现在方波中部有2个阻尼振荡,莫非是频率偏低?

先前曾提高频率但效果不佳,看驱动波形的上升沿似乎能解释得通.

先改善上升沿再说,明天试试用推挽来推MOS管.

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J-10A
LV.4
12
2011-01-24 13:57
@J-10A
是的,貌似驱动波形大有问题,刚才洗澡时似乎有点思路了......测输出波形时发现在方波中部有2个阻尼振荡,莫非是频率偏低?先前曾提高频率但效果不佳,看驱动波形的上升沿似乎能解释得通.先改善上升沿再说,明天试试用推挽来推MOS管.
改推挽来推MOS管后,前后沿都很理想了,但问题依旧,暂无时间搞了,先将就用着,有空再试试.
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J-10A
LV.4
13
2011-01-26 11:12
@让你记得我的好
嗯,我又看了一下你的电路。看来二极管接的没错。是靠光耦边上的电容上的电压来起到调节占空比的作用的。但是带载电压下降,可能和R2-2\R2-5的阻值有关系。你把阻值减小点看看是否有帮助。另外,你的输出电压的调节,我以为还是因为变压器有漏感存在,所以可以调节。事实上你的电路就是一个电子变压器。并不具备BUCK基本拓扑所具备的占空比调节输出电压的能力。

忙里偷闲,做了个494驱动的,结果居然完全一样,现在只有重点怀疑变压器了.

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J-10A
LV.4
14
2011-01-27 21:03

终于搞定了,原因居然是一直忽视的MOS管,今天无意中注意到10N60的导通电阻为0.7欧左右,简单心算一下觉得损耗太大,后查得IRF530不错,结果阴错阳差买了几个IRF540,换上1试OK!

10欧负载输出电压稳定在19V左右(输入3.9A/11.5V),达到设计要求.

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2011-01-27 21:33
@J-10A
终于搞定了,原因居然是一直忽视的MOS管,今天无意中注意到10N60的导通电阻为0.7欧左右,简单心算一下觉得损耗太大,后查得IRF530不错,结果阴错阳差买了几个IRF540,换上1试OK!10欧负载输出电压稳定在19V左右(输入3.9A/11.5V),达到设计要求.
恭喜!
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