作者修或者改東西秉承提高效率或增強性能或加多功能的原則(容易爛尾-_=)。
1)開胃菜:由于常見的單管正激電源是電壓饋電型,整流期間的波形是方波,因此可將次級改為混搭Hybrid組合,即MOS整流,肖特基續(xù)流(續(xù)流期間不是方波,改起來麻煩):
1.1)經過作者試繞幾匝測試繞組,測定出“磐古V600”,其(靠鐵殼的)主勵磁繞組估算為40匝,繞向為逆時針。推薦主12V改為(繞向同為逆時針的)1.5匝(在中柱和邊柱各繞1匝可實現(xiàn),依著磁通方向哦!因我國電壓常高于額定220ACV)給100V的MOS提供自驅電壓,V60100C溝槽型肖特基TMBS蹺腿續(xù)流。
1.2)作者實際使用2匝自驅的STP140NF75。本該考慮GS毛刺電壓增加穩(wěn)壓管,且75V的該MOS耐壓明顯不足100V被我主觀忽略了,湊合用的,因為不是我主要的構想意圖,哈哈。還曾順并了一顆100V&3A的肖特基到該MOS的SD極減輕反向恢復損耗和該同步MOS未完全導通時讓順并的肖特基分攤電流稍微提高效率。
2)主菜:將常見的電壓饋電型單管正激電源改成大致上的(準)電流饋電型。即將被動式PFC大鐵芯電感移至橋后(思路源于電磁爐,建議降低原機的電感量,并且建議拆除許多電源的大鐵芯電感所并聯(lián)的約1-2.2uF的CL電容。作者認為該CL電容是減輕斷電打火的,因為眾所周知電感的性質是在突然切斷輸入時如果無法續(xù)流/儲能無處釋放就會擊穿空氣而打火),并最終使用了大概8uF的CBB電容代替了原先的410uF電解電容(即2串820uF鋁電解)。
優(yōu)勢2.1)由于整流橋后的頻率翻倍,可以節(jié)約電感材料且降低銅損(本人最終重繞了1個約0.25mH的未生銹的硅鋼片電感代替約30mH原有銹斑的硅鋼片電感。最易得的替代品是約0.33mH的電磁爐黃白環(huán)電感。實際試過最低感量約100uH的φ20mm的鐵硅鋁電感亦可代替。)。被動PFC電感置于整流橋后不光實現(xiàn)了PFC還兼具直流母線的儲能。
優(yōu)勢2.2)8uF的CBB電容代替原先的大容量鋁電解電容,沒有明顯的上電沖擊,可以取消抗沖的NTC,且CBB的壽命明顯比鋁電解長。
優(yōu)勢2.3)由于8uF的CBB電容很小,因此在稍微加重負載時,母線的電壓將由幾乎平直的約311DCV(理論值220√2)明顯降低成駝峰形的約198DCV【若帶載跌落后的輪廓恰好是正/余弦的半周,則理論直流分量值220√2÷(π/2)。電感量不足的話會畸變和跌落嚴重】。這使得開關寄生尖峰的問題得以緩解。作者使用了700V的MOS代替900V的MOS,同理次級肖特基用了80V的代替100V提效。同時稍降低了輔助電源的啟動電阻損耗。
劣勢2.a)需要折中選取被動PFC電感:取值若太小,則母線儲能不足;若太大,則PF值偏低。置于整流橋后的電感必須抗直流偏置,剩磁也較大。
劣勢2.b)如果是作者示例的ATX電源,由于母線儲能的減少,可能導致保持時間hold-up time無法滿足一個AC周期cycle(對應到美國60Hz/我國50Hz約16ms/20ms)。作者的觀點是杯水車薪的16ms/20ms并不能保證機械硬盤的磁頭復位(機械裝置動作通常慢吞吞),只是用來給服務器后備UPS提供短暫的接力過渡和掉電監(jiān)測所用(自己的家用小白鼠PC無所謂)。
劣勢2.c)如果是作者示例的ATX電源,由于主變壓器的波形和峰高改變巨大,可能需要調整ATX的Power-Good電路(矽創(chuàng)保護ST9S313或WT7510或CG8513可參考本例附圖修改)。
其它多項不是很重要的實際改動和考慮BTW:
2.X1)擔心占空比可能不足(由于母線直流下降),改小振蕩電容后將UC3845/UC3844改為了UC3843/UC3842,基本維持在原有頻率。本機原有的單管正激配置跨接了一顆100nF電容組成了SEPIC結構,這是一個非常好的附加設計。
2.X2)作者曾試探性使用了頂天650V耐壓的大個子20N60C3/20N65C3(最終把4個腳的65C7095暴殄天物當3個腳用了),帶載12V&65W車燈也扛了許多次,雖然最終估計是因為裸奔無風扇試機太久殉職了。
2.X3)本例使用的單管正激電源改前和改后都仍然是(不能裸奔的)硬開關拓撲(而參考的常見準諧振反激式電磁爐為軟開硬關),也就是主MOS的反向恢復特性無需考慮(曾試用很差達2us的700V&12A&0.9歐的2SK2828完全正常)。
2.X4)作者在使用2個橋堆和次級的肖特基時都是盡可能蹺腿后各自獨立使用,利于均流,而不是直接并聯(lián)。
2.X5)進線交流端不建議添加2uF的CBB,會加大上電沖擊,雖然對EMC或者說EMS/EMI有利。而且改到橋后的被動PFC電感斷電時的剩余儲能可以由橋堆的4顆二極管同時導通得以續(xù)流。
2.X6)作者挖掉了散熱片的電氣GND連接(實測4個腳的65C7095/65C7045也不是S極與Tab相連,希望破滅。如果有那種S極與Tab相連的設計,作者還設想用3個腳和4個腳的65C7095/65C7045做成共裸散熱片的半橋呢。盡管S極直接并聯(lián)在如推挽拓撲時也有優(yōu)勢,然而分析了下感覺廠家沒有將4個腳的MOS設計改成S極與Tab相連也說得過去,因為散熱面積大的襯底與MOS的D極是相連的。),雖然對EMC不利,但是可以拆除絕緣墊片后再涂抹導熱硅脂,對散熱有利。
2.X7)由于原機負12V采用的反激取電,因此將風扇改為了24V(硬接在正12V和負12V之間),用以代替假負載。
2.X8)洗刷刷,除銹,銼了散熱片的毛刺,換了鐵殼。大量埋銅拖錫,加強了非晶磁環(huán),鐵粉芯磁環(huán)涂了些環(huán)氧樹脂防熱空氣老化。
修改/強化的東西有時作者竟然希望它早點壞,因為不壞時作者懶得再折騰。修改該電源時就湊合使用了很極限的元器件,因為主要是想按第2種方式改。喜歡把東西做得皮實和多功能,哈哈。
太耗時啦,已到深夜,有些字是用鼠標寫的,大家將就看哈。趴窩睡覺~