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[實做與討論] 大家一起來玩~~交換式電源供應器 (從無到有)

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發表於 2019-11-13 10:58:40 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
自行製作交換式電源供應器(電源轉換)很困難嗎?
其實只要有一點電子基礎概念
技術說破就沒那麼難了
最主要的困難點
應該在於~~磁性元件取得&線圈要怎麼繞

照片中的實例是
輸入DC12V
輸出DC121V
負載是120V / 40W 燈泡
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
本帖重點
本人目前正在收集材料
預計送出6組零組件
當然並非完全免費
索取者必須支付$100-NT物流處理費
以上~敬請期待

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發表於 2019-11-13 11:50:18 | 顯示全部樓層
看起來很好玩,變壓器初級的線圈是李茲線嗎?
 樓主| 發表於 2019-11-13 12:20:31 | 顯示全部樓層
cch002 發表於 2019-11-13 11:50 AM
看起來很好玩,變壓器初級的線圈是李茲線嗎?

一次側是0.4mm漆包線10條絞合
二次側是0.1*80股的絲包線
立茲線通常是三層絕緣耐高溫
屬於更高階的高頻導線
發表於 2019-11-13 12:40:25 | 顯示全部樓層
雄爸爸 發表於 2019-11-13 12:20 PM
一次側是0.4mm漆包線10條絞合
二次側是0.1*80股的絲包線
立茲線通常是三層絕緣耐高溫

多線絞合所以採用高頻變壓,對嗎?震盪頻率多少KHZ?
沒有回授電壓,所以輸出電壓,以線圈比決定輸出電壓?採用P-P推動,線圈比1:1:5,正確嗎?
 樓主| 發表於 2019-11-13 13:09:04 | 顯示全部樓層
cch002 發表於 2019-11-13 12:40 PM
多線絞合所以採用高頻變壓,對嗎?震盪頻率多少KHZ?
沒有回授電壓,所以輸出電壓,以線圈比決定輸出電壓? ...

頻率越高電流滲透越淺(集膚效應)
本電路頻率約20Khz
我會用0.4mm*10條絞合是因為
我手邊就這規格的漆包線比較多咩
無迴授電路的輸出電壓
確實是以圈數比決定輸出電壓
但是實際輸出電壓的變動
會因為  無載  輕載  重載  而有很大的變動率
適用在對電壓穩定度需求不大的地方
例如~~汽車AMP就是

低電壓輸入大功率需求
通常都會用  P-P (PUSH-PULL),(推挽式),(雙正激)

圈數是
4+4:42
輸入12V線圈4圈
一圈等於3V
3V*42=126
扣除整流二極體的壓降&線的壓降.....等因素
輸出剩下121V

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發表於 2019-11-13 15:26:33 | 顯示全部樓層
預計搶先排一組!!
給老爸玩玩,
老爸最近很無聊!!
發表於 2019-11-13 15:31:59 | 顯示全部樓層
貼圖請用下方連結12樓的方式貼圖,除了可以自行決定圖片顯示順序外,才不會在圖片上方出現檔名影響美觀。

http://bbs.pigoo.com/thread-25903-1-1.html

謝謝配合!

你是痞酷會員的等級了,理應做新會員的榜樣,希望下次配合。
發表於 2019-11-13 21:55:02 來自手機 | 顯示全部樓層
我也要一組玩一玩,試試看自己的功力,謝謝
發表於 2019-11-14 04:15:36 來自手機 | 顯示全部樓層
這超出理解能力,各位大大加油。
發表於 2019-11-14 14:09:12 | 顯示全部樓層
ㄚ三哥 發表於 2019-11-14 04:15 AM
這超出理解能力,各位大大加油。

Y三哥大!在裝蒜,記得以前繞傳統變壓器,還教我好多技巧,其實交換式的變壓器,用鐵氧體磁芯,與傳統矽鋼片是最大不同之處,磁環的運用跟環形變壓器類似,只是鐵氧體的高磁密度比矽鋼片效率高(差不多兩倍)所以交換式電源的變壓器很小。
以前我也覺得很深奧,經大雄老師的指導,現在覺得很好玩,因為體積小,有很多的運用,一頭栽進去,連吃飯也要別人提醒。
交換式電源有多種方式,也是目前電源主流,小從LED至太陽能的逆變器(低壓12v轉至kw併網),還有很多值得挑戰的。
*****難得熱心的;大雄老師發起團習機會,大家加油!資源有限,敬請把握*****

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發表於 2019-11-14 14:30:15 | 顯示全部樓層
康品穎 發表於 2019-11-14 02:09 PM
Y三哥大!在裝蒜,記得以前繞傳統變壓器,還教我好多技巧,其實交換式的變壓器,用鐵氧體磁芯,與傳統矽鋼 ...

其實我高中的本科是機工,會一點電子知識是後來出社會後,在工廠填鴨學的,光是最近的變壓器勉強有一點算是電子,哪也距今有30年之久,還好就是以前每設計一棵變壓器都有筆記,從算線徑,EI大小,厚度,銅線重量等等,現在翻翻有時都有些看不懂了,重要的是升壓到直流120V我用不到這樣高的電壓,所以還是讓給需要的大大,感謝厚愛。
 樓主| 發表於 2019-11-14 17:09:45 | 顯示全部樓層
ㄚ三哥 發表於 2019-11-14 02:30 PM
其實我高中的本科是機工,會一點電子知識是後來出社會後,在工廠填鴨學的,光是最近的變壓器勉強有一點算 ...

DC12V昇壓只是其中一個應用
應用1~輸出雙電壓可以做~汽車AMP
應用2~再切換成交流就是~逆變器

也可以AC120V整流後再降成想要的電壓
定電壓定電流就是LED電源

了解原理,日後修理電源也更容易查修

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發表於 2019-11-14 19:09:57 | 顯示全部樓層
雄爸爸 發表於 2019-11-14 05:09 PM
DC12V昇壓只是其中一個應用
應用1~輸出雙電壓可以做~汽車AMP
應用2~再切換成交流就是~逆變器

我現今的狀況不好,維修只是打發時間,感謝各位大大的厚愛。
發表於 2019-11-18 07:31:22 | 顯示全部樓層
這種黑色的鐵氧體,導磁率很高,但是無法儲存太多的能量,
應該使用藍綠環或是黃白環甚至鐵矽鋁之類的,導磁率較低但能量儲存量高,
如果一定要使用這種黑色的,應該自行割一小縫氣隙降低導磁率並當成儲存能量的地方為好。
 樓主| 發表於 2019-11-18 08:53:52 | 顯示全部樓層
titan0731 發表於 2019-11-18 07:31 AM
這種黑色的鐵氧體,導磁率很高,但是無法儲存太多的能量,
應該使用藍綠環或是黃白環甚至鐵矽鋁之類的,導 ...

千萬不要用顏色來區別磁環
除非是你能確定它的材質
不然在製作過程中
會死得莫名其妙

小弟從一開始接觸交換式電源供應器時
所用的材質就是PC40
我也不確定這一帖用的磁環是哪一種材質
確定的是我有再買了50顆PC40的磁環
(PC40的磁環有綠色也有黑色)

補充內容 (2019-11-18 04:08 PM):
經手過的磁環有
原色(黑)  NXO40,NXO100,FT140-43, <=無線電變壓器
紅  T50-2,T68-6,T68-8 <=無線電變壓器
藍綠色,黃白色,黃黑色,綠色 <=無法確認材質
PC40

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 樓主| 發表於 2019-11-18 16:44:27 | 顯示全部樓層
磁性元件的角色與功能

差模/共模電感:電源端的EMI濾波電感

功率變壓器:一次與二次側能量轉換

儲能電感:儲存與傳遞能量

驅動變壓器:隔離訊號與驅動功率電晶體

輸出濾波電感:減小電流連波



  Ferrite鐵芯

  Ferrite是用鐵氧化物(iron-oxide)的合金與其他錳-鋅(Mn-Zn)或鎳-鋅(Ni-Zn)的材料組合而成,由於Ferrite鐵芯是使用陶瓷材料的技術,所以可以壓製成不同形狀的鐵芯,像EI、EE、Pot、Toroid、EC、PQ、EP、UI…。Ferrite是切換是電源轉換器中最常用的高頻功率變壓器與儲能電感器的材質,其優點在於鐵芯成本較低、鐵芯損失也較低、安裝組合容易與提供各種形狀以利於不同的應用,而對應的繞線架也取得容易。缺點是飽和磁通密度較低,約3K~5K Gauss。



      Iron Power鐵芯

   Iron Power在工業界稱為鐵粉芯,大多數的切換是電源轉換器是利用儲能電感來傳遞能量,而鐵粉芯是應用最廣的儲能電感材料,成本較低,其組成成分是利用鐵粉加上鎳鎘鐵(nickel-iron)合金混合而成,以環型(Toroid)的形狀為主,鐵粉芯是高飽和磁通密度的物質,約為5K~10K guass,鐵粉芯特別 適合儲存大量磁能。



     MPP(Moly Permally Powder)鐵芯

    MPP鐵芯為高導磁率的鎳-鐵(Ni-Fe)合金,多為環型構造,在溫度穩定度與鐵芯損失方面都較優於其他鐵芯。它最大用途在於像鐵粉芯一樣儲能用,祈導磁率與鐵粉芯相當而略高,鐵芯損失則較小,缺點是價格較貴。

        

      Amorphous鐵芯

Amorphous就是俗稱非晶系的磁性材料,有極高的導磁率,約10K到100K,其磁滯曲線屬於非常直的方波形狀,只需一點點磁力就可以將鐵芯飽和,也就是一種極容易飽和的鐵芯。其特性適合當作切換開關,一般應用在磁放大器的電路較多。Amorphous在使用上有逐漸升高的趨勢,市場上的名稱為spike killer,主要是利用其較高的飽和磁通密度與較低鐵芯損失的優點,有效地抑制了切換是電源轉換器所產生的突波電流、ringing與雜訊。缺點是成本較高。


http://pemclab.cn.nctu.edu.tw/W3 ... %8A%9F%E8%83%BD.htm

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發表於 2019-11-21 08:50:16 | 顯示全部樓層
交換式電源供應器是現代電子工程人士必備技能之一,
源於電子設備電壓多樣化與高效率需求.
之前維修整理一些電源慢慢整理出興趣.
 樓主| 發表於 2019-11-21 12:13:53 | 顯示全部樓層
PC40的磁環已到貨
因材質略為導電(每公分約30K歐姆)
目前先噴漆處裡一下
以增加些許絕緣

 樓主| 發表於 2019-11-21 14:15:24 | 顯示全部樓層
選對材質就成功了一大半

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發表於 2019-11-21 16:30:50 | 顯示全部樓層
雄爸爸 發表於 2019-11-21 02:15 PM
選對材質就成功了一大半

請問一下,
這個磁環能做到多大的功率呢?
 樓主| 發表於 2019-11-22 11:33:12 | 顯示全部樓層
小莉莉 發表於 2019-11-21 04:30 PM
請問一下,
這個磁環能做到多大的功率呢?

目前測試約120W (電源供應器的極限了)

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 樓主| 發表於 2019-11-22 16:22:09 | 顯示全部樓層
資料來源
https://www.elcircuit.com/2019/0 ... ps-transformer.html

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Npri =初級繞組
Vin =有效輸入電壓
f =頻率
Bmax =最大通量密度1200-2000
Ac =有效橫截面積(請參閱每種類型變壓器芯的數據表(示例EI33 = 1.19,ETD39 = 1.25)。

例如,以上公式專門用於推挽拓撲。

---------------------------------------以上請參照圖片 1  ---------------------------------------------------------------------------------------------------

例如,我要製造具有規格的逆變器變壓器:
有效Vinput = 12v
最小Vinput = 10,5v
最大輸出= 330v
正常Vout = 220v

驅動頻率= 50KHz或50000Hz
那麼初級(Np)和次級(Ns)是?
我之前將我要使用的Bmax設置為1600(Bmax範圍為1200-2000),並使用EI33核心類型和Ac 1.19

Np =(12v x100000000)/(4x50000x1600x1,19)
Np = 3.15我的回合四捨五入

再次檢查Bmax值不小於或大於上述調整範圍。那麼如果我將四捨五入為3(Np = 3)。

--------------------------------------以上參照圖片  2  ----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Bmax =(12v x100000000)/(4x50000x3x1,19)
Bmax = 1680(仍在1200-2000範圍內)

現在我們計算主轉彎(Ns)。因為可以通過設置佔空比百分比來調節或穩定輸出電壓,所以如果輸入電壓降到最小10.5v,則佔空比將增加到最大98%,以將正常輸出穩定性保持在220v或至少200v以上 因為N = 330v /(10.5v x 98%佔空比)= 32
Ns = N x Np
Ns = 32 x 3
Ns = 96轉

---------------------------------------以上參照圖片  3  --------------------------------------------------------------------------------------------------------

為了優化電壓電流,您可以根據線軸的功率和容量將線數加倍。
假設您製作了一個輸出功率為300瓦,然後為300watt / 220v = 1.4Amper的變壓器,並在上面的AWG表中看到了可以以50KHz頻率使用的電線。例如,使用的導線為0.5mm,然後為1.4 Amp / 0.5 = 2.8或向下或向上舍入為2或3根雙導線,當然,線圈使用的初級導線必須是次級導線的2或3倍,因為Vin 12v則為300w / 12v = 25A,以便初級變壓器線不會過熱,必鬚根據線軸性能或變壓器線軸的容量將其連接成幾根線。

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發表於 2019-11-26 19:22:11 | 顯示全部樓層
請問大哥哥
有整個驅動版和全部的線路圖嗎?

12V變到121V,是有甚麼用途嗎?
 樓主| 發表於 2019-11-27 10:12:14 | 顯示全部樓層
小莉莉 發表於 2019-11-26 07:22 PM
請問大哥哥
有整個驅動版和全部的線路圖嗎?

小板沒有完整電路圖
pin 上面都有定義標註

紅點是+VCC (請勿超過15V)
GND
輸出 B
輸出 A
光偶輸入 +
光偶輸入 -

昇壓到121V只是單純我實驗方便測試,無特殊用意.
你可以昇壓 35V以上的雙電源做汽車AMP
也可以昇壓後做定電流,用以當LED電源

搜尋"SG3525"很多相關資料可參考的
發表於 2019-12-27 00:18:04 | 顯示全部樓層
關注後續
 樓主| 發表於 2019-12-27 11:58:12 | 顯示全部樓層

後續 !!!
我是胡搞瞎搞亂亂搞
目前都在弄  感應加熱爐

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