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标题: [讨论] 494（7500） 12脚的电压是如何升上20V以上的 [打印本页]

作者: 纪峰 时间: 2009-10-21 14:58
标题: [讨论] 494（7500） 12脚的电压是如何升上20V以上的
半年没到论坛来，今天来给大家出个题目讨论。
494待机时12脚的电压约为12V。短接绿、黑线（正常工作后），12脚的电压升到20V以上。为了排除辅助电源的因素，脱开辅助电源，用外接12V到12脚，短接绿、黑线后12脚的电压仍然升到20V以上。由于外接电源整流二极管的反向隔离作用，20V以上的电压并不影响外接电源，于是本人带电将外接电源12V断开，12脚的电压仍然在20V以上，并且输出正常。由此说明：辅助电源中的12V电压，在启动后实际上是不起作用的。注意到，正常工作后12脚的电压可以从＋12V输出端电感前经一只二极管提供，也就是接续了供电。讨论的问题是12脚的电压是如何升上20V以上的呢。

请有兴趣的朋友认真分析讨论，以求共同提高。本人试验的机型电路与论坛上长城ATX300P4 PFC图纸(适合大部分电源)相似。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-21 15:06

作者: 大只佬 时间: 2009-10-21 18:16
好久不见了，兄台一切安好？

正如你所说的，辅助电源中的12V电压，提供了启动前tl494所需的电源。启动后，12v整流管输出端未经共模电感的电压接替了tl494的供电。这个电压由于没有经过蓄能电感，波动大，峰值高达20v以上，满足了tl494的工作需求。事实上有些电源是持续由辅助电源供电的，没有这个接替的过程。12v的电压tl494也能很好的工作。

作者: 午夜梦回 时间: 2009-10-21 18:25
正如你所说的，辅助电源中的12V电压，提供了启动前tl494所需的电源。启动后，12v整流管输出端未经共模电感的电压接替了tl494的供电。这个电压由于没有经过蓄能电感，波动大，峰值高达20v以上，满足了tl494的工作需求。事实上有些电源是持续由辅助电源供电的，没有这个接替的过程。12v的电压tl494也能很好的工作。 ...
大只佬发表于 2009-10-21 18:16

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大只佬兄动作可真快。
不过我有不同的看法。12V时，494是正常工作了。可是驱动电路会受到小小的影响。
贴上刚弄的图。一看就明白为何在主电源开启之后，494　12脚会上升。其实20V不怎么算高，有升到25V左右的。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-21 20:24
本帖最后由纪峰于 2009-10-21 20:28 编辑

感谢两位高手跟帖。
发帖之前我还做过测试和试验，示波器观察在12V端的电感前G点对地脉冲峰值为35Vp-p,用半桥整流器阳极接H与I，共阴极输出端对地接一50V/100Uf电容，空载电压28V。如果用全桥整流器不共地则可输出56V空载电压。
欢迎大家继续踊跃发表见解。

作者: 大只佬 时间: 2009-10-21 20:29
是的，驱动变压器确实会受到影响，而且tl494+lm339电路的过流检测几乎都是靠检测驱动变压器供电电压，这个电压基本就是这个20多v的电压。也许有其他的变异电路补偿吧。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-21 20:46
由此可以设想，ATX电源要改成可调电源，在不改变压器的情况下，输出0－40V甚至0－50V 5A 应该没有问题。

作者: 午夜梦回 时间: 2009-10-22 07:32
正如大只佬兄所言，整流二极管之后的电感为蓄能电感，这里的主开关变压器，纯粹是一个隔离与变压的作用。简化之后的电路，其实就是一个串联型变换器，开关为整流二极管，储能元件则是后面的电感。
我倒是觉得，若不修改变压器与蓄能电感而直接提高电源的输出电压，多少有点不理想。
兄台若是把整流管后面的蓄能电感去掉，那这个电源就不算一个完整的开关电源了。虽然如此一来可提高电源的输出电压，但是带负载的能力却要大打折扣了。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-22 10:22
本帖最后由纪峰于 2009-10-22 11:42 编辑

我的理解，蓄能电感是当输出负载轻时，存储能量；输出负载重时，释放出能量，这个过程应该是短暂的。蓄能电感的确能够解决瞬间超负载问题。但是，ATX电源真正的负载能力还是由蓄能电感前的元器件和蓄能电感后的滤波电容决定的。

不改变压器是想说：ATX电源的变压器次级输出电压实际上是很高的，因为有不少DIY们提出增加匝数提高输出电压问题。其实在不改变压器情况下，要改成输出80V以内或者±40V以内都是可行的（通过改变占空比可以实现）。

作者: 大只佬 时间: 2009-10-22 13:13
改装可调电源这个问题以前也想过，有几个要注意的地方。1、改占空比或增加频率可以升高电压，但能升高多少需要试验，而且会否影响输出电流也必须经过试验。2、atx电源无论是正激的还是半桥的，都必须要解决磁饱和的问题。也就是说，变压器的性能压榨是有限度的，不改变压器而改变输出能量的分布（如总功率250w的电源，改成原12v单路输出，电压提升到50v，电流不一定能达到5A。），本身就是个不可能的任务。3、提高输入端电压，比如加上预升压电路，换更高耐压的开关管，像主动式pfc一样，倒是一个可行的办法。但成本上和操作上都难以解决。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-22 13:32
"不改变压器而改变输出能量的分布（如总功率250w的电源，改成原12v单路输出，电压提升到50v，电流不一定能达到5A。）".

提得好！这正是我在考虑的。我正在做这方面试验，看功率究竟会减少多少？频率不准备改变，否则真要出现磁饱和的问题。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-22 15:32
本帖最后由纪峰于 2009-10-22 15:34 编辑

理论上将4只快恢复二极管组成的全桥与耐压容量足够的电容按图接入，输出电压约50V，输出功率不应该打折扣，只是由于不共地，不便做反馈稳压。

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作者: 纪峰 时间: 2009-10-22 15:49
本帖最后由纪峰于 2009-10-22 17:19 编辑

再接入一只10K电位器，实现了0－50V可调电压。

方法是，将电位器两端接原ATX电源辅助电源＋12V上，中点串一只10K电阻接在494的1脚上。

作者: 午夜梦回 时间: 2009-10-22 15:57
储能电感并不是“蓄能电感是当输出负载轻时，存储能量；输出负载重时，释放出能量，这个过程应该是短暂的。”，而是参与到能量变换的每一个时刻当中。当开关管导通的时候，储能电感存储能量；当开关管截止时，储能电感释放能量，向负载供电。因此储能电感并不是可有可无的，而是构成开关电源模型最重要的三个元件之一。
若去除储能电感，电路中就失去了电感器储能和释能过程中带来的电流变化，改由开关管直接负担负载的电流，还有电容器充电的电流。另外必须要考虑到的是，开关管只有两种工作状态，一是饱和导通，一是截止。由于开关管不是工作在线性调整的状态下，失去了储能电感所起的能量转换过程所带来的负面影响不可不考虑。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-22 22:16
原则上赞同楼上见解。

现将试验情况初步汇报一下。将G点对地并一只2200uF/35V电容，空载时电容两端电压26V。电容两端接负载同时串入20A数字电流表。负载是800W电炉只取其中一小段，一端固定，一端滑动便于调整负载功率。试验中我最大调整至负载电流10A，此时电压降为23V，由于电炉丝红得厉害，不敢再增加电流。工作约5分钟，手摸变压器微温，开关管无感觉（敞开未用风扇）。计算负载为230W。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-22 22:27
试验机为多彩龙卷风330A在修电源（做工粗糙无EMI，储能电感已烧坏无件）。

作者: 午夜梦回 时间: 2009-10-23 09:07
呵呵，楼主精神可嘉。
可用示波器测一下1U250V电容，以及2200U35V电容上的波形看看。
理论上1U250V电容两端的脉冲电压不应超过30V p-p。我猜，2200U35V电容上的纹波肯定也不小。
还有建议楼主测量一下电源改动后的效率。

作者: 小字辈 时间: 2009-10-23 09:48
本帖最后由小字辈于 2009-10-23 11:17 编辑

学习了，谢谢！..............

作者: 小字辈 时间: 2009-10-23 10:33
本帖最后由小字辈于 2009-10-23 11:19 编辑

其实可以用 LC ∏型滤波

作者: 纪峰 时间: 2009-10-23 11:21
本帖最后由纪峰于 2009-10-23 11:29 编辑

回楼上，我正在测试50V时状况，有结果再汇报。这种整流滤波肯定纹波不小，相当于当年功放末级。

改动后如下图，电容只有50V的，半波整流先将就一下，为防爆引线装在小盒内，呵呵！

作者: 纪峰 时间: 2009-10-23 11:25
安全起见，我还是用2只4700uF/50V串联，加10K均压电阻，必要时并小电容滤除高次谐波。

LC ∏型滤波下一步再考虑。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-23 12:57
本帖最后由纪峰于 2009-10-23 13:15 编辑

回复17楼：

1U250V电容两端的脉冲电压，90W位置30V p-p左右，没有再往更大负载测量。看来没有储能电感带负载确实会打折扣。

另外，20楼2图通电空载即有轻微“吱吱”声，不知为何？可能是有些元件没有拆除，不敢继续试验。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-23 13:47
本帖最后由纪峰于 2009-10-23 13:55 编辑

我13楼之说，是在25V情况下试验成功的，当时设想50V应该同样。为避免误导，特作以下修正：

将闲置ATX电源拆除储能电感，G点对地并一只2200uF/35V电容，空载时电容两端电压约25V。再接入一只10K电位器，可以实现0－25V可调电压。方法是，将电位器两端接在辅助电源12V上，中点串一只10K电阻接在494的1脚上。在要求负荷不大的情况下，可以作维修可调电源之用。

50V为什么空载都会有“吱吱”声，留待以后解决，也请大家帮忙分析。

作者: 午夜梦回 时间: 2009-10-23 14:54

回复17楼：

1U250V电容两端的脉冲电压，90W位置30V p-p左右，没有再往更大负载测量。看来没有储能电感带负载确实会打折扣。

另外，20楼2图通电空载即有轻微“吱吱”声，不知为何？可能是有些元件没有拆除，不敢 ...
纪峰发表于 2009-10-23 12:57

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兄台该不会是坐在电源前面太久了，头晕脑胀了吧？你在这里搞半波整流，不是把半桥变换器搞不平衡了么。

另外给兄台个提示，开关电源是不能绝对空载的。多多少少也得上个负载。
此外，D39可不能留着。否则494可就危险了。
其实你可以把变压器的接地线给拆了，就可以用桥式整流了嘛。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-23 15:45
本帖最后由纪峰于 2009-10-23 17:13 编辑

晕了！真是这样。

“吱吱”声看来是空载引起的，25V是有一只1K/8W负载电阻。中心头接地不脱开的话D39可留着494不会危险吧。引出的负极是悬浮的不接地。
之所以没有用全桥是手头的快恢复额定电流怕不够，又没有共阳的肖特基管。接到一个出差任务，试验暂告一段落。跟你讨论收获不小，在此感谢。

作者: 午夜梦回 时间: 2009-10-23 18:28
如此说来，我倒是担心要怎么取样了。

不过也不是没有办法，可用光耦来隔离。电路还算简单，实现起来应该不难。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-28 16:26
关于这个“储能电感”的储能作用。又作了试验。
去掉5V、3.3V、-5V、-12V 整流管，去掉＋12V至494 1脚的反馈电阻（实际上去不去都一样，见后）,上述元件去掉后电感前后都是25V（有点怪吧），简化如图.在A点对地接10欧电炉丝负载约60W, 测量C01两端波形19Vp-p 三角波。短接电感在G点对地接负载,波形幅值相同。两者反复比较，电路主要各点波形、幅值及电压都无明显变化，元器件温度也无明显变化。由此认为带负载能力应该基本一样。
唯有输入交流电流有变化，即负载转换率有变化。有电感时输入电流降低7％，也就是有节电作用。有位yjbotao 高手多年前在另一网站曾对此电感说：“L2功率因素校正变压器，也称低电压扼流线圈。以它为主来构成功率因素校正电路，简称PFC电路，起自动调节负载功率大小的作用。当负载要求功率很大时，则PFC电路就经过L2来校正功率大小，为负载输送较大的功率；当负载处于节能状态时，要求的功率很小，PFC电路通过L2校正后为负载送出较小的功率，从而达到节能的作用”。
去掉5V、3.3V、-5V、-12V 整流管，还有个有趣现象，＋12V 端（此时已经是25V）至494 1脚的反馈电阻无论怎样改变阻值，25V都无变化，原电阻27K,小至75欧大至开路，都一样。此时如果加上5V整流管，电压马上降低，改变上述阻值5V、12V都会同时改变，C01两端波形三角波也会变回矩形波。不加上5V整流管，而用一个5V外加电压到＋5V与地也是同样效果。

关于这个储能电感作用，论坛上不少人问过，我想还不仅仅起节能作用，下一步或许有必要专题讨论。

作者: xingshulin 时间: 2009-10-28 20:45
事实上把二极管去掉。电源照样换可以工作。性能也不受啥影响

作者: 午夜梦回 时间: 2009-10-28 20:58
请恕我直言。纪峰兄所提及的这位“高手”的高论，在下实在不敢认同。
以下是百度上PFC的解说。
PFC　　一：PFC的英文全称为“Power Factor Correction”，意思是“功率因数校正”，功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。计算机开关电源是一种电容输入型电路，其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失，此时便需要PFC电路提高功率因数。目前的PFC有两种，一种为被动式PFC（也称无源PFC）和主动式PFC（也称有源式PFC）。
　　被动式PFC
　　被动式PFC一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，被动式PFC包括静音式被动PFC和非静音式被动PFC。被动式PFC的功率因数只能达到0.7～0.8，它一般在高压滤波电容附近。
　　主动式PFC
　　而主动式PFC则由电感电容及电子元器件组成，体积小、通过专用IC去调整电流的波形，对电流电压间的相位差进行补偿。主动式PFC可以达到较高的功率因数──通常可达98%以上，但成本也相对较高。此外，主动式PFC还可用作辅助电源，因此在使用主动式PFC电路中，往往不需要待机变压器，而且主动式PFC输出直流电压的纹波很小，这种电源不必采用很大容量的滤波电容。

功率因数校正电路在ATX电源里的主要作用，就是使输入的交流电流波形更接近理想负载所产生的电流。这位高手把这两个完全不同的电路混为一谈，令人十分纠结。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-28 21:13
楼上说的对，我并不完全赞同那位高手所言。其实我一直在思考这电感的真正含义。
就连我说到的节电，经过进一步测试也推翻了。原因是，有电感与无电感时实际负载是有微小区别的。那个电感有压降，实际加在炉丝上的电压要小些。

作者: 午夜梦回 时间: 2009-10-28 21:39
本帖最后由午夜梦回于 2009-10-28 21:41 编辑

我个人的看法是，在开关电源里使用储能电感的作用主要是提高效率，利用电感器内部的电=>磁=>电的转换，实现高效率的能量变换。可以是升压，可以是降压。
另外楼上兄台的测试，把+5V，+12V的那组电压反馈去掉，那494大概已经是满占空比输出了吧。在次级，输出电压与输入的脉冲电压相差不多的时候，电感的作用已经不那么明显了，甚至会有多余的感觉。如果此时加重负载，输出电压肯定会下降。因为变换器也是有内阻的，这些能量都消耗在内阻上面了。另外滤波电容的纹波电压应该也有较大的增加，所以万用表测量到的只能是一个平均的电压。
我是觉得，如果没有储能电感，要调节输出端的电压不太容易。因为变压器的输入与输出电压都是有比例的，在变压器这方面称为变比。其大概的公式是U初/U次＝T初/T次。若要调节次级的输出电压，改变初级的输入电压较为直接有效些。如果仅靠调节占空比来调节次级的输出电压，一方面效率可能会较低些，二来输出电压的纹波控制也不容易，会导致控制电路复杂化。
补充一点：C01在正常工作时其两端的波形就应该是三角波。两个开关管的工作电流轮流给电容器充放电。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-28 22:47
实测，加上电感后纹波的幅值降低不少，但是仅仅是滤波作用，似乎就失去讨论的意义了。

在另一完好ATX电源，C01在正常工作时其两端的波形是近似矩形的梯形波。

作者: 午夜梦回 时间: 2009-10-28 23:17
本帖最后由午夜梦回于 2009-10-28 23:21 编辑

老兄还是找本书来寻求答案吧。
推荐一本还可以看一看的书，电子工业出版社出版的　开关电源的原理与设计　
如果还能找到旧一点的，国防工业出版社的　开关稳压电源　这本书是比较早期的，其中还有分立元件构成的开关电源分析。
论坛里的ATX电源维修方面的书，不看也罢。想必对于纪峰兄来说用处不大。
书里有说明开关电源的储能电感在电源工作中每一阶段中，电感内部电流的变化并给出参考波形，对于理解开关电源的基本原理很有帮助。不妨一看。

作者: 东旭电脑维修 时间: 2009-10-29 08:33
我觉得它只是一个尖峰电压．．．．．．！＠

作者: 纪峰 时间: 2009-10-29 09:37

我觉得它只是一个尖峰电压．．．．．．！＠
东旭电脑维修发表于 2009-10-29 08:33

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15楼的试验，230W的负载还维持在20V以上。

作者: 纪峰 时间: 2009-10-29 09:55
本帖最后由纪峰于 2009-10-29 09:56 编辑

回午夜兄：开关电源原理的书看过一些，有关此电感的大多一笔带过，只知道其功能不外滤波、调压。不同作者说法也不一。我倒情愿在实践与讨论中获求更为真实的内容。不过，经你提醒倒有必要找找那本书看看。谢谢！

作者: 午夜梦回 时间: 2009-10-29 15:39
应该会有所收获的。
书里也有各种开关电源的拓扑，即是主要的电路形式。现今的开关电源都是从这些基本的拓扑上变形而来。如果兄台要深究其最基本的原理，看一下这书能有些帮助。
拿最经典的半桥变换器设计出来的ATX电源来说，其简化后就是一个单端串联型变换器，所以之前我会说这个电感器是构成此电路最基本的三个元件之一。另外两个元件分别是开关元件，储能电容器。
另外兄台“我倒情愿在实践与讨论中获求更为真实的内容。”这句话说得好，想当年闲来无事也做了许多的实验，而且还有一些作品成功应用于一些家用电器当中。实践的确是件好事。不过有前辈说过要理论指导实践才能事半功倍，所以书也还是要看的。

作者: 杨林发 时间: 2009-10-29 15:40

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