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淺試納米晶12V6000W正弦波逆變器
閱讀: 14370 |  回復: 81 樓層直達

2018/10/02 12:53:05
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嬋娟
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排長

QQ截圖20160321155901  【參與就有獎】曬出你的十一動態 讓電源網論壇分享你的心情

QQ截圖20160321155901   【第六屆】我是工程師技術原創大賽 數萬元獎品等您來



       好多年沒上電源網了,偶爾進來看看很多大神的貼子,感覺自愧不如,于是連發貼都不敢了。今天頂足勇氣和大家一起討論一下納米晶磁環逆變器,拋磚引玉,談我的拙見,也希望大家積極指導,提出寶貴意見。

       有幸在一年多前看到某公司的納米晶逆變器(標稱2500W),體積非常小,主板體積在260*166*55這樣子;但卻能輸出很大的功率,可以完全足功率帶動2500W以內的所有阻性負載,重量也很輕,一下子就引起了我的興趣。但因為工作忙,一直都沒有動手研究,經過和很多工程題朋友的討論研究后,今天決定動手淺試一下,做個納米晶6KW的出來。想法初定,我們慢慢來~~~

       想想我們傳統的變壓器磁芯的逆變器,不是說不好,但因灰功率的大小受到變壓器的大小和體積的限制,有的時候要做超過3000W以上的機器,就比較麻煩。很多時候我們要不把板子畫得超級大,要不就是多板拼接式,想想生產(接線受不了),調試(工作臺太小受不了),組裝(效率太低受不了),售后(一個機器拆兩個或三個板受不了),各種受不了。看到納米晶磁環做的機器后,我想可以解決這些問題了,話不多說,開始正題:

    一、設置一些基本參數:

1、輸入電壓10-16V

2、輸出電壓220V

3、輸出功率:額定6000W峰值12KW

4、前級設置過欠壓保護,過流保護,保險絲反接保護

5、后級設置過載保護,分兩級,一級在功率達到110%時關;另一級達到150%時立即關,短路保護也是必須的(不過6000W的短路保護不是開玩笑的)

6、風扇設置功率啟動和溫控兩種共用

7、兩種顯示方式,一種用LCD1602顯示,另一種用段碼液晶屏進行顯示(不是數碼管)。

基本構思就這些,離網逆變器有這些也就夠了~~~。

二、架構

    全橋升壓或推挽升壓,鑒于如果只用一個環變來做升壓,12V6000W這樣的功率,電流太大不現實,而且納米晶環的變比1:6,如果做6KW要用到4個50環,變比太大了,也不好做。還是選擇傳統一定的兩個環推挽并聯了。

    升壓主芯片SG3525   過欠壓保護用STC單片機控制,過流和風扇啟動用LM358來控制。

    基于納米晶環的高導性,在使用時,匝數少,頻率低開關損耗小,居理特性穩定,漏感小,這就便于諧振軟開關的調試。所以,在設計時,一個環變不必像傳統變壓器式的用那么多個管了,按一個環輸出3000W算,采用16個1404應該是足夠了,兩環變,36管應該沒毛病。

    36管也不好驅動,這里我一開始想的是由兩組D882和B772來驅動,雖然882  772的響應速度是所有圖騰中最好的,但用多了也難免一致生不好的問題產生,于是,采用了MOSFE專驅:4452

    為了省錢,也為了更好的降低1404的損耗,諧振軟開關是必須的(諧振要是調好了,同等功率下溫度比傳統的低15度,效率比傳統的高出3-5個百分點)。

    前級有這些夠了,其也的功能都是小兒科的,大家都懂;

    后級用DCSPWM0723做主芯片驅動,還是老電路,主芯片+2110S    保護做降壓啟動處理;

    高壓整流用8個3060  247的大管,功率管用IGBT  FGH60N60SMD

   濾波,沒有太過苛求,大功率機器的濾波一般都不太講究,用4個40環,導率125的4線并繞20左右OK,功率大,線長了損耗大,主要看電容的搭配。

三、具體電路分析(請大家幫我多多指證)

1、前級驅動圖騰:

2、升壓部分電路:

3、過流保護及風扇(我總覺得有點不妥,大家幫忙看看)

4、后級變換

這些都搞完了,下面就是畫板了,個人拙見產品是否穩定一是在于電路原理的設計,二就是強大的畫板。

正在進行中,先上個圖,后續慢慢更新~~~~

2018/10/03 09:45:55
2
xuehumaiya
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團長
沙發先占著
2018/10/03 09:55:40
3
xuehumaiya
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團長

前級的過流保護的確不好搞我也希望看到更好的原理圖,下來更想看到更多關于后級的講解,老師辛苦了

2018/10/03 17:31:51
4
嬋娟
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排長
畫板中~~~,搞定了上圖我們再討論
2019/07/08 00:03:55
79
rfwsrv
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班長
您好,請教下,變比1:6問題,如果是1:6 次我算的53t, 如果Δb為1.54的話,我算的是36t,為何差距那么多,請賜教。
2018/10/03 18:51:50
5
嬋娟
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排長

前級過流,如果用精密型的,在本比較高,另外,單片機處理速度也跟不上炸管速度~~~但有一個很笨的辦法應該是沒有問題的,例如用MAX472擴展電路,電流轉電壓再用358做,這個應該沒有問題,也可能和INA198   絕對好用!

2018/10/04 11:49:38
6
嬋娟
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排長

經過三天的加班干活,出爐了,已發制板廠打樣,看后續做出來再做討論~~~~~

2018/10/04 13:13:38
7
xuehumaiya
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LV6
團長

8管的后級這是單極性調試嗎?

后級驅動DCSPWM0723也沒接觸過,不知道會不會出現像EG8010做8管那樣的問題。

看樣子是后級獨立供電相對更穩定,水平有限也提不出好的問題或者建議只能打打醬油。

現在都在放國慶來的人少正常,不像我們還在上班的有時間來這里泡著。

很希望早日看到成品,等做測試人就多了

2018/10/05 09:45:29
8
嬋娟
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排長

8010用著比較累了,抗干擾能力不行,在帶半橋型負載,激光負載時,容易死機。你說的后級問題是什么問題?

2018/10/06 10:07:07
16
xuehumaiya
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團長

就是EG8010做8管極易造成半橋炸管,不知道是不是EG8010屹晶微提供的底板元件參數不一樣,或者在某種情況下才能保證不炸管。

 

2018/10/06 10:48:43
20
嬋娟
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排長
這個板子是實驗級的板子,練手沒問題,要用來做產品使用,還是要另外再畫一下,這個板各方面需要加強
2018/10/06 10:27:53
17
xuehumaiya
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團長

關于抗干擾能力還是能解決的,蕭山老壽[榮譽版主] 關于提高EG8010工作穩定性的問題 http://www.zigybk.icu/bbs/1472101.html

2018/10/06 10:31:45
18
xuehumaiya
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團長
蕭山老壽[榮譽版主] 的這張原理圖跟關于EG8010提高工作穩定性的文章很有借鑒性。
2018/10/06 10:46:54
19
嬋娟
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排長
是的,壽工的見解幾年前看過的,不過對于8010來講,首先是要選擇適合自己產品的程序,他里面用不到的功能省掉(這個可以和廠家說批量定貨時他們會改程序的),然后就是供電要注意處理。但是不管怎么說,8010在帶激光打印機這類電器上,還是比較空易受干擾,如果特地用8010來做帶激光打印機要處理的就比較多,比如說輸入端、高壓整流端、輸出端、芯片供電端都需要做好Y電容降噪,否則還是會時不時的死機斷電。
2018/10/06 11:06:43
22
xuehumaiya
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團長

除非是特種應用,普通的不建議做的太復雜。想要通用成本高賣的貴這就杜絕了普通用戶,現在EG8010的工頻機在快手賣的挺火的簡單實用。

個人雖然不喜歡那樣的機子卻也擋不住更多的人買

沒事就來泡泡論壇多學點技術才是正事

2018/10/06 11:18:44
24
嬋娟
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排長
其實加不了多少成本,這些細節問題就是一層紙的事,就看知道的人愿不愿意撕開了,不過現實點講,一般都不會說出來,都是為了賺錢嘛,哈哈
2018/10/05 09:50:17
9
嬋娟
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排長

單極性調制,8管做6KW已經做過多款了,穩定,主板是看布局,一個合理的布局可以解決很多問題,試過太多布局了,現在這種是用到現在最穩的。

上傳幾個之前做過的~~~~~~

個人認為,做前后級獨立的機器,主要是后級地的取舍問題,如果后有獨立板上單獨做一個地出來,就會比在前級板上共地直接連接到后級獨立板上來穩定很多,至少可以減少線材上的紋波干擾,這個很重要。

2018/10/05 14:42:20
10
hmy123456
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團長
干嘛非要搞12V的,效率低,管子還要那么多
2018/10/05 16:02:00
11
嬋娟
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排長
12V都搞定了,其他就不難搞了~~~,效率也不低,之前試過3000的,半載效率92%,全載89%
2018/10/05 18:05:07
12
hmy123456
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團長
1000安的電流好搞嗎?線路板,變壓器,MOS管等每一個地方都會增加損耗,效率能高到哪里去?練手可以,實際沒任何意義
2018/10/05 18:51:08
13
嬋娟
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排長
多年以前,我們還在討論有沒有必要做12V3000W,驚訝于300A的電流怎么處理;口水沒干,市場上12V3000W都賣爛了~~回過頭來我們再看看現在的工頻EPS或UPS,不說太大,12V3000W就行,以初級7.5V算,帶入效率電流在500A左右~~600A電流也不算練手了
2018/10/05 20:40:50
14
hmy123456
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團長
不是說做不出來,效率低,不利于生產,變壓器不好繞,接線端子線路損耗都很可觀!再說功率這么大讓你設計你會設計成12V嗎?除非有地方必須用12V的這個例外,正常情況最少也是設計24V的,這樣可靠性容易處理也節省線材,所以12V 6000瓦的逆變器市場需求太少了,能直接提供的12V 1000A的電源很少,雖然用多塊電池可以并聯但是實際上技術人員都做成串聯到24V以上了
2018/10/06 01:13:52
15
嬋娟
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排長
本來還想和你多討論點的,但你卻啥也沒看懂~~~內行看門道外行看熱鬧吧,不解釋~~~
2018/10/06 10:56:11
21
xuehumaiya
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團長

6000瓦12V輸入電流500A,雙變壓器設計每個變壓器承載250A電流,雙推挽共計32只1404每只管子承載15A多點電流。

我只在乎設計思路,不管應用場合。老是糾結出來成品了不好仿制這些人挺壞的

不懂變通還搞啥設計嘛!

2018/10/06 11:23:39
25
嬋娟
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排長
呵呵,這話還是你說出來好點~~~
2018/10/09 18:31:16
48
hmy123456
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團長
你們沒懂我的意思,我不想抬杠,也沒有攻擊人的意思,也許是我見識短我只是說市場用的不多,當然想做20KW以上的12V的也可以做出來,關鍵是效率和負雜程度。12V 6000瓦的初級電流遠不止500A,電壓取10V,效率90%你算算多少
2018/10/06 11:17:37
23
xuehumaiya
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團長
獨立供電的確能避免不少問題,前后級分離也便于維修,個人更偏向于圖1的設計比較美觀,以前也修過差不多1年的高頻機屬實技術還沒練到家。
2018/10/06 11:30:29
26
嬋娟
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排長
高頻機的穩定性個人認為三點很重要,1、輸入側控制和功率部分的冷熱地處理;2、后級供電純凈性和抗干擾能力的處理;3、后有保護的靈敏度和前級過流保護的靈敏度;有沒有想到的請各位大師補充~~
2018/10/07 12:17:24
27
tianyao9393
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營長
你這個后級很容易炸
2018/10/07 14:36:45
28
嬋娟
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排長
怎么講?麻煩講出個道道來~~~
2018/10/07 14:41:28
29
嬋娟
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排長

2018/10/07 15:13:32
30
xuehumaiya
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LV6
團長
啥時候上元件圖啊?好想看看非晶是怎么做的。
2018/10/07 23:43:27
33
嬋娟
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排長
快了,就這兩天了,因為整個板子使用的是導流對進行作業不使用導線,這樣一來可以方便生產,在生產過程中,就不用擔心線路板底部的過電流問題了;另外,磁環是設計院座子的,這個要供應商配合一下,做出標準環封裝才行。慢慢來哈
2018/10/07 17:09:16
31
liaodeqing18
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連長
后級建議應富電源做獨立供電
2018/10/07 23:50:14
35
嬋娟
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排長
兄弟,能具體一些嗎?比如說原理或電路
2019/08/10 01:51:02
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博貓游戲_Q_3999_398_
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士兵

老師辛苦了

2018/10/07 17:09:45
32
hxg_
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士兵
我也感覺12V的功率1000W以下比較經濟
2018/10/07 23:48:00
34
嬋娟
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排長
說的沒錯,但是,如果使用非晶環,就可以不用再按變壓器式的思維方式去考慮經濟或不經濟的問題了。首計一款產品或一個線路板,首先要考慮它的通用性,就像這個板子,可以通吃12/24----96V,所以不用糾結于現在的12V,還是那句話,12V都搞定了,其他的都不是事~~
2018/10/08 11:09:14
36
宛東驕子[版主]
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軍長

頂上三圖支持老王。



100802


100803

2018/10/08 15:24:59
37
xuehumaiya
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LV6
團長

驕子老師認識嬋娟老師?要不講講

昨晚電源網QQ群里還在說國內沒有12V的大功率電源呢,你今天就來個猛的。

2018/10/08 16:07:36
38
宛東驕子[版主]
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軍長
12V,5000A的可調電源國內很多家都能做,正兒八經的直流電源,說的可不是電鍍機。
2018/10/08 16:12:38
40
嬋娟
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排長
12V的大電流很多的1000A電源小事
2018/10/08 16:10:29
39
嬋娟
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LV3
排長
感謝老張頂貼
2018/10/08 17:02:48
41
桔子紅了
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排長
5000W嗎?做的正漂亮,變壓器前級是不是24V繞兩圈 48V繞4圈?這樣批量生產好做嗎?
2018/10/08 17:18:36
42
宛東驕子[版主]
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LV9
軍長
12V 繞1圈
2018/10/08 17:34:33
43
xuehumaiya
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團長

宛東驕子[版主]這逆變器批量生產沒有?

2018/10/08 22:54:53
44
嬋娟
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排長
這個已經批量了~~~~
2018/10/09 15:18:56
47
xuehumaiya
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LV6
團長
老師能不能透露一下是什么品牌嗎,通過什么途徑能找到。
2018/10/08 23:04:23
45
嬋娟
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LV3
排長
老張,看到波形很親切呀
2018/10/09 08:29:43
46
zrpower
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LV2
班長
宛東驕子[版主].這是什么高科技,逆變器嗎?多少W的?
2018/10/10 23:34:08
49
qinzutaim[版主]
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LV11
統帥
10V做6000W,比我厲害多了!
2018/10/12 17:37:44
50
asd348262342
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:14 | 回復帖:153
LV5
營長
這個杠杠的好
2018/10/12 22:51:55
51
嬋娟
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LV3
排長

經過幾天的準備,已經出爐了,先上圖,后續再聽聽大家的意見

2000W時的輸出波形

測試中,研發部的電源有點小,才200A,先測2000W

這個是前級D波形,LC諧振工作正常,此時功率2000W,這波形還是很漂亮~~~~

開機顯示

顯示內容

第一次調LC兩環并聯工作,還是比較麻煩的,一開始我的想法是,單個環的LC諧振蕩調好,然后兩環LC參數一樣就通用了,沒想到單個調好后再并聯,完全不是那么一回事,后來再細調,發現:雙環并繞所用到的LC參數其實是單環使用C參數的總合,而不需要單環調試,就是說,假如單環用10UF。雙環一邊5UF就OK了。

另外,TC4452驅動電流大,所以,G電阻要選擇大些,否則LC的C參數也很難調。

效率91,感覺有點不理想,后續再調一下,看看是哪里的問題各位大拿也請提點一下,感謝

2018/10/13 08:06:56
52
zrpower
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LV2
班長
高手
2018/10/13 11:14:00
53
桔子紅了
電源幣:3 | 積分:4 主題帖:2 | 回復帖:26
LV3
排長
這個輸出波形過零點有點彎,負載帶大點會更彎,我只知道加大高壓濾波電容會好點.我做大功率也是這種情況,考慮到成本和布局我也沒管它。帶一般負載也沒什么影響,其他負載有沒有影響我就不知道了。
2018/10/14 16:35:11
54
嬋娟
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:2 | 回復帖:5
LV3
排長
2018/10/14 19:08:17
55
xuehumaiya
電源幣:173 | 積分:21 主題帖:2 | 回復帖:329
LV6
團長
多講解些調試經驗
2018/10/15 08:22:06
56
zrpower
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LV2
班長

嬋娟:請問你說的,納米晶環的變比1:6 是什么意思?如12V機器初級穿1圈,次級是多少呢?6圈嗎?    

2018/10/15 17:37:47
57
huhan0609
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LV5
營長
這種LC串聯諧振調好了前級MOS接近零電流開關的,開關損耗非常小,DS應力也很低,但是由于處于諧振態存在一部分無功電流,前級MOS的電流有效值要比同功率硬開關的要大一些,同時前級電解電流紋波也會相應增大,所以對于前級電容要求更高一些。
2018/10/19 22:18:54
64
嬋娟
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LV3
排長
正解,只不過經過測式,對于電流來講,是小問題,反而對于電壓要求更高,比如說,做48V時,用普通的200V的管就很難辦
2018/10/16 10:43:51
58
桔子紅了
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LV3
排長
樓主快更新啊!想看看帶6000W的效果
2018/10/16 16:48:15
59
ximeng
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LV7
旅長
這個看樣很猛
2018/10/17 08:58:44
60
tianyao9393
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營長
樓主不更新了 ,是出 了什么問題了嗎,上功率計6000W看看,如果你這個機能在滿載工作4個小時,就證明成功了。
2018/10/17 10:25:39
61
ruohan
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LV9
軍長

用環做升壓變壓器,初級線就是環中間那個線嗎,

厲害啊,

2018/10/19 22:15:55
62
嬋娟
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LV3
排長
是的
2018/10/19 22:17:04
63
嬋娟
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LV3
排長
沒有出問題,時間緊,我先給老外出樣了,下一臺出樣了我再發測試圖,4小時~~~沒有問題
2018/10/20 23:06:10
65
逆變器
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LV4
連長
輸入端保險絲還要用嗎?發熱加壓降,要真炸起來 MOS炸完銅皮燒斷了 保險也不會炸斷吧?
2018/10/22 08:38:58
66
ruohan
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LV9
軍長

初級升壓不是傳統的推挽線路嗎,

2018/10/29 15:24:15
68
ruohan
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LV9
軍長

大俠,你顯示如何做的,電池輸入和交流輸出是隔離的,怎么讓他們兩個顯示在一起的,

能指點一下嗎,

2018/10/26 17:06:50
67
wszdxp2004
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LV2
班長
學習了……
2018/10/31 09:57:25
69
zhongqingdianzi
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LV5
營長
 我的諧振壓降非常大不知道怎么回事?空載電壓400V帶500W燈管降到330V
2018/10/31 23:13:38
70
FQCAD
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LV5
營長
輸入電壓是多少,變壓比是多少?如果設計變壓比輸出是400V,那么是諧振電容值過小,或者占空比過小。否則400V只是尖峰造成的虛高電壓,帶載后下降是必然的
2018/11/02 11:52:17
71
zrpower
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LV2
班長

我的DS波形怎么會這樣?帶載800W時!

2019/01/07 18:29:02
72
82937816
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LV7
旅長

沒諧諧振吧?

2019/02/16 11:10:13
73
earl
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LV1
士兵
是否可以分享詳細原理圖設計方案;謝謝。學習
2019/02/19 09:52:06
74
宛東驕子[版主]
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LV9
軍長
這個是開關頻率不合適,諧振參數沒調好。
2019/02/20 10:40:08
75
空軍通信兵
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LV8
師長
做的不錯,先做記號。
2019/02/27 10:34:37
76
abcd8
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LV3
排長
好思路,好東西,持續關注中!加油!
2019/03/12 21:18:42
77
82937816
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LV7
旅長
我見過客人一臺非晶機,12V足3000W濾波電容5個2200Uf25v的,磁環是一個503220,1404用10個,非晶機難點可能在濾波電容上,你解決方法是拼電容,感覺不太合理,且你就算拼20多個電容,電容估計溫度也不會很低,相比我見過的,你這6000W非晶體積有點大!
2019/05/04 13:13:44
78
桔子紅了
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LV3
排長

一個50 32 20的能做3000?哪里買的環?

2019/08/09 09:36:41
80
我的名字叫安防
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LV1
士兵
果然牛逼
2019/09/19 22:31:12
82
chenzhichao
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LV1
士兵
非晶環不能用大窗口的嗎 ? 用小窗口的環疊加是不是效率高 漏感小?
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