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Daiwa SS-330W开关电源的原理和改动

时间:2012-10-19  来源:38hot  作者:lymex

五、实际改动

1、电压采样电阻R71和R72,从原来的10%换成1%的,顺便改小组织,这样增大了低压调节范围。
把R72从12k改小,就降低了低压输出(电位器中点调节到上边)。但这样做的话高压输出就不够了,因此还要把R71改小。而改小后在低压时采样电流增大,这样低压会又有上升,因此是互相牵动的。

2、电压调节电位器,原10k碳膜(拆下后测试阻值10.8k),改成线绕多圈的,这样输出电压可以精细控制,同时也提高了输出的稳定性。



3、电流采样电阻,原来3.3mR,再并联两个改成了1.6mR

并联电阻的优势,是降低功耗(每个采样电阻降低为原来的1/4),因此降低了周边发热引起的热电动势和温漂。
原来电路板已经留有空位,应该是成本或采购原因而减少了数量,电路图上是9个采样电阻并联。

4、电流保护采样部分
电路图上VR1是5k可调串1k固定,实际上可调电阻是3k的。由于电流采样电阻的增多,使得采样电压减半,因此这里的电阻也需要改小,VR1改成1k的,固定电阻R52也从1k改成了另外一个500欧的可调,在前面板钻孔调节,这样就可以在比较大的范围内进行可调恒流。
实测恒流可调范围为3A到33A,



5、整流二极管
原来的管子是U30D20C,硅管,速度先不说了,30A本身就没有任何余量,更主要的是压降高,30A平均电流下就超过1.75V了,造成至少55W的功率损耗:


改成肖管MBR6045WT(60A、45V)后,30A下也就是0.6V,这样平均损耗只有原来的1/3了:


要换上去的和换下来的。肖管为拆机短脚,用1mm直径铜丝搭接焊接,引线电阻比原来的要小。

此管换上去之前,经过30A电流和31V反压测试,

满电流下减少了37W的功耗,也等于增加了37W的输出余量,效率也能提高至少6%。

重新改换MBR40200PT,这样耐压与原来的一样,正向压降从1.75V下降到0.9V,功耗大约是52%,即下降了28W。




6、预负载
开关电源不能空载,因此内部必须有一定的预负载,本电源用了100欧水泥电阻R68,这样在15V下为150mA/2.2W,但在4V下只有40mA,貌似负载不够,因为此时观察PWM频率,已经是下降了很多。但是,若简单的减少负载电阻,在较高电压下又耗散太大了。
一个解决的办法,就是采用70mA恒流负载,这样在4V下的负载比原来大很多,但15V下功耗也就1.1W是原来的1/2。




采用TO220封装的LM317,加上一个17欧的电阻,就可以替代原来的水泥电阻,在耗散降低的同时取得低压下的好的效果,因为电源要调节成最低3.65V输出(以便适合单节铁锂电池充电)。实际电阻采用16欧,恒流电流77mA,散热片很烫,测试了一下有95度,但这也就比结温高不了多少(差别也就2度),因此无妨。


7、保护部分


正常情况下B点电压为G点电压的一半,如果不看D9和D10,则接成2倍放大的运放输出也就是2.5V*2=5V,所以Q8截至。由于R31和R32分压后也是2.5V,加上D9、D10的导通死区,使得运放不受影响。当过流后。B点电压下降,开始还具备恒流特性,但下降了大约0.5V后,运放1脚下降了1V,2脚下降了0.5V,D9开始导通,使得运放必须加大输出才能补偿3个输入端的并联56k,这样1脚输出就下降到3V附近,Q8就导通了,从而进入保护、退出恒流。
假若想取消保护,那把这部分的任意一点通路破坏掉即可,比如断开R36,但这样一点保护作用也没有了,恐怕短路后有副作用,因此可以让保护动作滞后、恒流特性延长,见第一贴的图标红色曲线。可以在R32上并联一个电阻,让B点电压下降到1.25V附近时保护电路才动作。

附:改动要注意三限制。
三限制就是输出电压、输出电流、输出功率不要超过原来的设计。
超过输出电压,可能引起耐压的不够,比如低压侧的整流桥、低压侧的电解耐压不够。本电源整流用了U30D20C,200V的耐压足够,输出电解也都是25V的,有一定余量。整流改成MBR6045WT后,实际输出仍然最高保持在15V不变。

低于5V额定输出电压也许有一定问题,主要是低压空载下,100欧预负载电阻只有10mA(3V),这样PWM脉宽恐怕太窄。

超过原来设计的输出电流,对变压器次级线圈、整流管、走线等都是一个考验。从本电源所用材料看,30A已经没有什么余量了,比如整流管原来就是30A的。即便换了大的整流管,加强了走线,但变压器的次级线圈和饱和电流不会有变。

超过原来设计的功率,会造成初级整流、滤波不足,高频变压器功率不足,开关管余量不足和发热严重。
 

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