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【DIY大賽】+準(zhǔn)諧振+240W恒壓電源（恒壓12V輸出）(更新EMI測試數(shù)據(jù))

前段時間太忙，一直沒時間參加DIY，最近稍微閑下來了，就在參加這次DIY活動，同時，也希望跟各位朋友們多多交流，多多溝通。


這次主要做的項(xiàng)目是做恒壓電源，采用的方案是NCP1207A，這個方案估計(jì)用的人也不在少數(shù)吧，算是大眾貨，也請各位大神指出產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不合理之處！


主要技術(shù)要求：

1.輸入電壓范圍：180-240V

2.輸出模式：恒壓

3.絕緣等級：Class I

4.輸入頻率范圍：47-63Hz

5.功率因素：PF>0.5(滿載情況下)

6.輸入電流：最大3A（滿載情況下）

7.空載功耗：≤1W

8.浪涌電流：45A(180V)/60A(230V)

9.輸出電壓：12V

10.最小輸出電流：0A

11.最大輸出電流：20A

12.電壓精度：±2%

13.電壓調(diào)整率：±1%

14.負(fù)載調(diào)整率：±1%

15.輸出保持時間：>10ms

16.效率：>82%（230V）

17.保護(hù)特性：輸出過載保護(hù)，輸出過壓保護(hù)，短路保護(hù)

其他性能，滿足相關(guān)認(rèn)證要求，物料選型以及變壓器設(shè)計(jì)就不多說了，這個方案已經(jīng)很成熟了，網(wǎng)上也有很多的計(jì)算公式，接下來一段時間，我會上傳原理圖，PCB圖，測試數(shù)據(jù)，以及相關(guān)器件的測試報(bào)告。


為了方便大家查看帖子，整理了下目錄

一.物料規(guī)格書.................................................. 2

二.原理圖........................................................  3

三.PCB板圖.....................................................  4

四.驅(qū)動變壓器與主變壓器設(shè)計(jì)........................... 5

五.測試數(shù)據(jù)..................................................... 9

1.輸入輸出測試................................................ 9

2.效率測試.......................................................10

3.電壓調(diào)整率....................................................11

4.負(fù)載調(diào)整率....................................................12

5.電壓精度測試.................................................15

6.環(huán)路穩(wěn)定性測試..............................................16

7.啟動與保持時間、輸入沖擊電流.......................18

8.電壓應(yīng)力測試.................................................20

8.1.電壓應(yīng)力測試主要器件清單..........................20

8.2.PWM部分電壓應(yīng)力測試................................21

8.3.實(shí)測波形....................................................22

①PWM開關(guān)管波形............................................22

②芯片VCC電壓.................................................23

③PWM鉗位二極管.............................................24

④輸入電解電容.................................................25

8.4.次級部分肖特基電壓應(yīng)力測試........................30

9.電流應(yīng)力測試..................................................32

9.1實(shí)測波形.......................................................34

①開關(guān)管電流測試..............................................34

②鉗位二極管電流波形........................................35

③肖特基二極管電流波形.....................................36

10.磁飽和測試.....................................................37

11.電解電容紋波測試...........................................38

六.熱應(yīng)力測試......................................................46

1.常溫下的熱應(yīng)力測試...........................................46

2.高溫下的熱應(yīng)力測試...........................................46

3.高溫下的電解電容壽命計(jì)算.................................47

七.EMI測試數(shù)據(jù).....................................................55





全部回復(fù)(65)
正序查看
倒序查看
2018-10-17 15:55

一.物料規(guī)格書

/upload/community/2018/10/17/1539762792-15145.pdf

運(yùn)放的規(guī)格書跟431的 規(guī)格書就不上傳了，很多人都經(jīng)常用

0
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2018-10-22 14:43

繼續(xù)更新

二.原理圖

1
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2018-10-22 14:45

三.PCB板圖

1
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2018-10-22 15:19

四.驅(qū)動變壓器與主變壓器設(shè)計(jì)

具體參照下述圖片

驅(qū)動變壓器采用的是EE13的骨架，電感量為，1.5mH（具體計(jì)算就不細(xì)說，網(wǎng)上也有相關(guān)資料可以參考），繞制結(jié)構(gòu)如下：


主變壓器，采用的是ETD-39，電感量300uH±10uH，繞制結(jié)果如下：







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lvyunzeng
LV.4
6
2018-10-25 08:56
@XHH9062
四.驅(qū)動變壓器與主變壓器設(shè)計(jì)具體參照下述圖片驅(qū)動變壓器采用的是EE13的骨架，電感量為，1.5mH（具體計(jì)算就不細(xì)說，網(wǎng)上也有相關(guān)資料可以參考），繞制結(jié)構(gòu)如下：[圖片][圖片]主變壓器，采用的是ETD-39，電感量300uH±10uH，繞制結(jié)果如下：[圖片][圖片][圖片][圖片]
看樓主發(fā)的帖子，就是專業(yè)做電源的 。各種規(guī)格書是大廠的風(fēng)范，出實(shí)物照片看看。學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)。樓主加油爭取早日轉(zhuǎn)正版主。
0
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老劉111
LV.1
7
2018-10-25 09:20
@XHH9062
繼續(xù)更新二.原理圖[圖片]
版主，原理講解一下
0
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2018-10-25 13:30
@lvyunzeng
看樓主發(fā)的帖子，就是專業(yè)做電源的。各種規(guī)格書是大廠的風(fēng)范，出實(shí)物照片看看。學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)。樓主加油爭取早日轉(zhuǎn)正版主。

大家一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

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2018-10-25 14:35

由于一些外部因素，實(shí)物制作過程，以及實(shí)物圖就不上傳了，下一步就要進(jìn)行測試階段，具體如下：

五.測試數(shù)據(jù)

1.輸入/輸出特性測試：

測試內(nèi)容

技術(shù)要求

測試條件

測試結(jié)果

輸

入

特

性

輸入電壓范圍

170~264VAC

170~264VAC

/

輸入額定電壓范圍(V)

200~240VAC

200~240VAC

/

輸入電流(A)

3Amax.(170VAC)

170VAC  IO=18.4A

2.37A

輸入瞬態(tài)沖擊電流(A)

45A MAX.(180VAC)

170VAC  IO=18.4A

36A

60A max.(230VAC)

230VAC  IO=18.4A

57A

啟動時間

＜3s

230VAC  IO=18.4A

17.8mS

保持時間

≥10mS

230VAC  IO=18.4A

22.4mS

輸入功率因素

PF＞0.5(170VAC), PF＞0.5(230VAC)at Full Load

170VAC   IO=18.4A

0.664

230VAC   IO=18.4A

0.626

空載功耗

≤1W

264Vac  IO=0A

0.41W

輸

出

特

性

輸出電壓(V)

12V±2%,

170-264VAC  IO=0A

12.05V

170-264VAC  IO=18.4A

12.02V

效率(%)

≥80%

230VAC,   IO=18.4A

84.35

電壓調(diào)整率

±1%

      170-264VAC,  IO=18.4A

0.083%

負(fù)載調(diào)整率

±1%

170-264VAC  IO=18.4A

0.58%

電壓精度

±2%,

      170~264VAC  IO=18.4A

0.583%

動態(tài)響應(yīng)

過沖幅度

（peak-peak）

10%-90%

230V

11.5-12.4V

25%-50%

230V

11.612.3V

50%-75%

230V

11.6-12.4V

恢復(fù)時間(μs)

10%-90%

230V

5MS

25%-50%

230V

5MS

50%-75%

230V

5MS

紋波與噪聲(mV)

＜100mVp-p

170~264VAC  IO=18.4A

40mv







                                                                




0
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2018-10-25 16:22

2.效率測試

輸入電壓：230V

100%負(fù)載   輸入功率：265W   輸出電壓：11.99V   輸出電流：18.4A  效率：83.2%

75%負(fù)載     輸入功率：196W   輸出電壓：12.01V   輸出電流：13.8A  效率：84.5%

50%負(fù)載     輸入功率：130.3W   輸出電壓：12.03V   輸出電流：9.2A  效率：84.9%

25%負(fù)載     輸入功率：66.8W   輸出電壓：12.06V   輸出電流：4.7A  效率：84.8%

綜合上述數(shù)據(jù)產(chǎn)品的平均效率：84.35%

0
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2018-10-25 16:34

3.電壓調(diào)整率

電壓調(diào)整率也叫線性調(diào)整率，是測量產(chǎn)品僅由輸入電源的變化引起輸出電壓穩(wěn)定偏差程度。

測試方法：a) 輸入額定電壓上限值，滿負(fù)載，測量輸出電壓U0值并以此為標(biāo)準(zhǔn)值；

          b) 保持輸出為滿負(fù)載，調(diào)整輸入電壓在允許最高及最低值，分別測量產(chǎn)品輸出電壓值U1和U2并記入表中；

          c) 依照表中記錄的數(shù)據(jù)，按公式計(jì)算電壓調(diào)整率。

式中：μ — 電壓調(diào)整率，%；U — 輸出電壓測量值（U1和U2相對于U0變化最大的值）；U?！?輸出電壓標(biāo)準(zhǔn)值。

輸入電壓

輸出電壓（V）

電壓調(diào)整率μ

額定電壓上限值

12V

0.00083

輸出電壓下限值

11.99

輸出電壓上限值

12



0
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2018-10-25 16:47

4. 負(fù)載調(diào)整率

 負(fù)載調(diào)整率是測量產(chǎn)品僅由輸出負(fù)載的變化引起輸出電壓穩(wěn)定偏差程度。

測試方法：a) 輸入額定電壓上限值，50％額定負(fù)載，測量產(chǎn)品的輸出電壓值并以此為標(biāo)準(zhǔn)值；

                b) 保持輸入電壓不變，在輸出負(fù)載為5% 額定值及100% 額定值分別測量產(chǎn)品輸出電壓值U1和U2記入表中；

                c) 依照表中記錄的數(shù)據(jù)，按下列公式計(jì)算負(fù)載調(diào)整率。

式中：μ — 負(fù)載調(diào)整率，%；U — 輸出電壓測量值（U1和U2相對于U0變化最大的值）；U。— 輸出電壓標(biāo)準(zhǔn)值。

 

輸入電壓

輸出電壓

負(fù)載調(diào)整率μ

U1

U0

U2

額定電壓上限值

12.07

12V

11.99

0.058


 



0
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2018-10-25 23:50
@XHH9062
2.效率測試輸入電壓：230V100%負(fù)載  輸入功率：265W  輸出電壓：11.99V  輸出電流：18.4A 效率：83.2%75%負(fù)載    輸入功率：196W  輸出電壓：12.01V  輸出電流：13.8A 效率：84.5%50%負(fù)載    輸入功率：130.3W  輸出電壓：12.03V  輸出電流：9.2A 效率：84.9%25%負(fù)載    輸入功率：66.8W  輸出電壓：12.06V  輸出電流：4.7A 效率：84.8%綜合上述數(shù)據(jù)產(chǎn)品的平均效率：84.35%
牛人啊，240w的，qr反激。這個用正激擼起來要減低許多，紋波和壽命和效率都要好很多
0
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2018-10-26 08:39
@xd285070
牛人啊，240w的，qr反激。這個用正激擼起來要減低許多，紋波和壽命和效率都要好很多

考慮到物料的通用性，前期方案評估就選擇用這個方案來做，用正激做，是會好很多

0
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2018-10-26 10:02

5.電壓精度測試計(jì)算

 電壓精度是產(chǎn)品輸入電壓在全范圍內(nèi)變化，輸出負(fù)載在最小負(fù)載和滿載范圍內(nèi)變化時，輸出電壓偏離標(biāo)準(zhǔn)值的百分比。

測試方法：a)輸入電壓下限，負(fù)載在最小負(fù)載和滿載之間變化時，測量輸出電壓相對U0變化最大的電壓值U1；

                b) 輸入電壓上限，負(fù)載在最小負(fù)載和滿載之間變化時，測量輸出電壓相對U0變化最大的電壓值U2；

                c) 依照表中記錄的數(shù)據(jù)，按下列公式計(jì)算產(chǎn)品的穩(wěn)壓精度。

式中：δ — 電壓精度，%；U?！?guī)格書給定的輸出電壓值；U — U1和U2相對于U0變化最大的值。 

輸入電壓

輸出電壓

電壓精度δ

U1

U2

輸入電壓下限值

12.07

12

0.00583

輸入電壓上限值

12.07

11.99

0.0066


0
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2018-10-26 10:33

6. 環(huán)路穩(wěn)定性-負(fù)載動態(tài)響應(yīng)法

      在常態(tài)工作下，輸入額定電壓及輸入電壓上、下限條件下，輸出端負(fù)載分別從10%到90%、25%到50%、50%到75%躍遷，用示波器觀察輸出端負(fù)載動態(tài)響應(yīng)波形。圖中，Thigh為大負(fù)載電流Ihigh的持續(xù)時間，Tlow小負(fù)載電流Ilow的持續(xù)時間，Ta為上升時間，Tb為下降時間。動態(tài)波形參數(shù)設(shè)定：Thigh=Tlow=5ms；負(fù)載電流上升斜率：Rise Slew Rate=（Ihigh-Ilow/Ta=0.1A/μs；負(fù)載電流下降斜率：Fall Slew Rate=（Ihigh-Ilow）/Tb=0.1A/μs。

實(shí)測波形，晚些時間上傳，只測試額定電壓的波形 




0
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2018-10-29 13:52
@XHH9062
6.環(huán)路穩(wěn)定性-負(fù)載動態(tài)響應(yīng)法     在常態(tài)工作下，輸入額定電壓及輸入電壓上、下限條件下，輸出端負(fù)載分別從10%到90%、25%到50%、50%到75%躍遷，用示波器觀察輸出端負(fù)載動態(tài)響應(yīng)波形。圖中，Thigh為大負(fù)載電流Ihigh的持續(xù)時間，Tlow小負(fù)載電流Ilow的持續(xù)時間，Ta為上升時間，Tb為下降時間。動態(tài)波形參數(shù)設(shè)定：Thigh=Tlow=5ms；負(fù)載電流上升斜率：RiseSlewRate=（Ihigh-Ilow/Ta=0.1A/μs；負(fù)載電流下降斜率：FallSlewRate=（Ihigh-Ilow）/Tb=0.1A/μs。實(shí)測波形，晚些時間上傳，只測試額定電壓的波形[圖片] 

動態(tài)響應(yīng)實(shí)測圖，如下

1.動態(tài)響應(yīng)Uin= 230V  IO= （10%~90%）A


2.動態(tài)響應(yīng)Uin= 230V  IO= （25%~50%） A


3.動態(tài)響應(yīng)Uin= 230V  IO= （50%~75%） A

0
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2018-10-29 14:00

7.啟動時間與保持時間、輸入沖擊電流實(shí)測波形

①啟動時間（測試條件：Uin= 230V  IO=18.4 A）

②保持時間（測試條件：Uin= 230V  IO=18.4 A）

③輸入沖擊電流（測試條件： Uin= 230V  Io=18.4A）

0
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2018-10-29 14:18

接下來會上傳電應(yīng)力與熱應(yīng)力測試數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)還在整理中，待后續(xù)上傳

0
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2018-10-30 08:22

8.電壓應(yīng)力測試

8.1.電壓應(yīng)力測試主要元件清單

名稱

型號

電壓標(biāo)稱值

PWM開關(guān)管

9N50.

500V

肖特基二極管

MBR20100CT

100V

集成芯片

NCP1207AD

16V

嵌位二極管

MUR460

600V


0
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2018-10-30 08:35

8.2. PWM部分電壓應(yīng)力測試

測試條件：常溫下，在輸入電壓范圍的上限值和額定值與各種負(fù)載條件，測試各元件兩端電壓最大值

                           開關(guān)管Q1的VDS數(shù)據(jù)  @25℃

負(fù)載條件

 264V輸入電壓

230 V輸入電壓

滿載

空載

啟動

滿載

空載

Q1的VDS

340V

366V

352V

286V

316V

降額度

0.68

0.732

0.704

0.572

0.632

判定依據(jù)

晶體管電壓的降額度不大于0.8

結(jié)果判定

OK

OK

OK

OK

OK


                           開關(guān)管Q2的VDS數(shù)據(jù)  @25℃

負(fù)載條件

  264V輸入電壓

 230 V輸入電壓

滿載

空載

啟動

滿載

空載

Q2的VDS

372V

366V

356V

366V

284V

降額度

0.744

0.732

0.712

0.732

0.568

判定依據(jù)

晶體管電壓的降額度不大于0.8

結(jié)果判定

OK

OK

OK

OK

OK

 

                         嵌位二極管D1兩端電壓數(shù)據(jù)  @25℃

負(fù)載條件

  264V輸入電壓

 230 V輸入電壓

滿載

空載

啟動

滿載

空載

D1兩端電壓

340V

348V

352V

302V

300V

降額度

0.566

0.58

0.586

0.503

0.5

判定依據(jù)

晶體管電壓的降額度不大于0.8

結(jié)果判定

OK

OK

OK

OK

OK


                         嵌位二極管D2兩端電壓數(shù)據(jù)  @25℃

負(fù)載條件

  264V輸入電壓

230 V輸入電壓

滿載

空載

啟動

滿載

空載

D2兩端電壓

326V

340V

352V

308V

306V

降額度

0.543

0.566

0.586

0.513

0.51

判定依據(jù)

晶體管電壓的降額度不大于0.8

結(jié)果判定

OK

OK

OK

OK

OK

 

                      IC  VCC供電電壓數(shù)據(jù)  @25℃

負(fù)載條件

  264V輸入電壓

滿載

空載

啟動

IC101供電電壓

14.7V

11.8V

14.8V

降額度

0.918

0.73

0.925

結(jié)果判定

OK

OK

OK


 

0
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2018-10-30 11:00

8.3.實(shí)測波形(電壓應(yīng)力波形)

①PWM開關(guān)管波形

Q2的VDS波形 Uin=264V 滿載

Q2的VDS波形 Uin=264V 空載

Q2的VDS波形 Uin=230V 滿載

Q2的VDS波形 Uin=230V 空載

Q1的VDS波形 Uin=264V 滿載

Q1的VDS波形 Uin=264V 空載

Q1的VDS波形 Uin=230V 滿載

Q1的VDS波形 Uin=230V 空載




PWM開關(guān)管Q1、Q2的VDS同步波形 Uin=264V滿載




Q2的VDS波形 Uin=264V滿載啟動




Q1的VDS波形 Uin=264V滿載啟動








 





0
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2018-10-30 11:25

②芯片（NCP1207A）VCC電壓

VCC電壓波形 Uin=264V 空載

VCC電壓波形 Uin=264V 滿載啟動

VCC電壓波形 Uin=264V 滿載


0
回復(fù)
2018-10-30 11:32

③PWM鉗位二極管實(shí)測波形

D2的電壓波形 Uin=264V 空載

D2的電壓波形 Uin=264V 滿載

D2的電壓波形 Uin=230V 滿載


D2的電壓波形 Uin=230V 空載

D1的電壓波形 Uin=230V 空載

D1的電壓波形 Uin=230V 滿載

D1的電壓波形 Uin=264V 空載



D1的電壓波形 Uin=264V 滿載

D1的電壓波形 Uin=264V 滿載啟動

D2的電壓波形 Uin=264V 滿載啟動





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2018-10-30 11:36

④輸入電解電容兩端電壓實(shí)測波形

電解電容C1兩端電壓波形 Uin=264V 滿載

電解電容C1兩端電壓波形 Uin=264V 空載


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2018-11-01 10:39
@XHH9062
繼續(xù)更新二.原理圖[圖片]
這個是反激電源+同步整流嗎
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2018-11-01 10:48
@XHH9062
動態(tài)響應(yīng)實(shí)測圖，如下1.動態(tài)響應(yīng)10%~90%）A[圖片]2.動態(tài)響應(yīng)%~50%）A[圖片]3.動態(tài)響應(yīng)%~75%）A[圖片]
這個紋波很小啊
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2018-11-01 10:50
@XHH9062
④輸入電解電容兩端電壓實(shí)測波形電解電容C1兩端電壓波形Uin=264V滿載[圖片]電解電容C1兩端電壓波形Uin=264V空載[圖片]
版主你這個波形都是仿真出來嗎
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2018-11-01 13:44
@lihui710884923
版主你這個波形都是仿真出來嗎
實(shí)測的波形
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2018-11-02 13:47

8.4.次級部分，肖特基二極管電壓應(yīng)力測試

測試條件：常溫下，在輸入電壓范圍的上限值和額定值與各種負(fù)載條件，測試Q301兩端電壓最大值。

負(fù)載條件

 264 V輸入電壓

230  V輸入電壓

滿載

空載

啟動

滿載

空載

Q301兩端電壓

39.6V

39.4V

42V

35.6V

35.8V

降額度

0.396

0.394

0.42

0.356

0.358

判定依據(jù)

晶體管電壓的降額度不大于0.8

結(jié)果判定

OK

OK

OK

OK

OK



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2018-11-02 13:52
@XHH9062
8.4.次級部分，肖特基二極管電壓應(yīng)力測試測試條件：常溫下，在輸入電壓范圍的上限值和額定值與各種負(fù)載條件，測試Q301兩端電壓最大值。負(fù)載條件 264V輸入電壓230 V輸入電壓滿載空載啟動滿載空載Q301兩端電壓39.6V39.4V42V35.6V35.8V降額度0.3960.3940.420.3560.358判定依據(jù)晶體管電壓的降額度不大于0.8結(jié)果判定OKOKOKOKOK

實(shí)測波形

肖特基二極管Q301的電壓波形Uin=264V 滿載

肖特基二極管Q301的電壓波形Uin=230V 滿載

肖特基二極管Q301的電壓波形Uin=264V 空載

肖特基二極管Q301的電壓波形Uin=230V 空載

肖特基二極管Q301的電壓波形Uin=264V 滿載啟動

 


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