请问一个电源效率的问题

登录 · 发表于 2010-3-9 16:37

高压电源的示意图如图所示。A相控制和B相控制相位差180度（输入信号为TTL电平），则两个开关管轮流导通，变压器为100倍升压，后面的倍压整流电路为经典的CW倍压整流，负载电阻为90M。

当输出高压为4000V时，+12V电源的输出电流为160mA，总功耗为1.92W。
负载电阻的总功耗为4000*4000/90M=0.18W，
两个10欧姆电阻的总功耗为2*10*0.16*0.16=0.51W，
两个开关管的总功耗为0.3*0.16=0.05W,
则变压器和倍压整流电路的功耗为1.92-0.18-0.51-0.05=1.18W，即占了功耗的主要部分，电源转换效率很低。

问题：
1. 如何确定变压器和倍压整流电路各自的功耗？
2. 如何进一步提高效率？

发表于 2010-3-9 17:40

后一个问题：
估计你的驱动信号没有“死区”，两支三极管存在“共同导通”，造成效率降低。
前一个问题：
比较难测。可以用示波器测量，但不准确。

发表于 2010-3-9 17:43

另外，4000V是输出的直流电压，变压器次级电压多少楼主没有说明。在次级电压较高时，变压器的绕法对效率影响相当大。

发表于 2010-3-9 21:13

2# maychang

驱动信号是用专用芯片产生的，有死区，应该不会产生共同导通

发表于 2010-3-9 21:17

3# maychang

变压器次级电压约峰峰值1000V，不知算不算大。
能否解释一下为什么次级电压较高时，对变压器效率影响很大？
如何绕制次级才能提高效率？

多谢！

发表于 2010-3-11 07:41

哪位绕过高压小功率变压器，请指点一下吧！

zab · 发表于 2010-3-11 08:28

次级峰峰值1000V，比较高。
次级电压高，必然匝数较多，分布电容大。分布电容上存储的能量不能由整流电路传递到负载，只能在电路换向时经变压器和两支开关管送回电源。向此电容充电的过程要损耗掉一部分，送回过程中也要损耗掉一部分，所以电路的效率降低。
减小次级分布电容的绕法是分段绕。显像管电视机里面产生高压的绕组就是分成十几段绕的。但这种绕法很占变压器窗口面积。
此外，你的电路也有些问题。两支开关功率管均应在CE间接二极管，而且要高速二极管，以利变压器存储能量送回电源。电源上两支电阻最好去掉，如果一定要滤波，改成电感。
顺便说一句：你对两支电阻损耗功率的计算，没有把波形考虑进去，对功率管损耗的计算也没有把波形考虑进去。

发表于 2010-3-11 10:49

1. 变压器有尺寸限制，主要是高度不能超过10mm，不知采用分段式绕制能否满足尺寸要求。目前变压器的磁芯为E型的。
2. 电源上的两只电阻除滤波功能外，还起到了限流的作用，防止电路工作异常时造成过流。
3. 关于电阻和管子的功耗计算：160mA的电流为平均电流，因此电阻的功率计算应该没问题吧；至于管子的功率，确实需要考虑波形的问题。

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