【参赛】交错并联双管正激开关电源

发现小乐

前段时间买了个D类功放板推个低音炮，芯片是IRS2092S，可惜没在匹配的电源，只好将就的用了个不到200W左右的E牛。因为之前有用做过开关电源作为放大器的电源，所以也打算为IRS2092s度身定做一个开关电源。
   
决定了之后， 就以前的电源拓扑再做一个，只是加大功率，电压。这拓扑是一个自激半桥的电路，做好后，热机测试还可以，但在带重负载开机时，电源却不能起振荡，也就是说此电源不能用到此功放板上，因为此功放板有4个4700uF/80V的大电容，在开机时需要很大的启动电流。

推倒之前的电源拓扑后，只能另找方法了，经过一段时间的搜集和比较：

功放电源是开环的，它有更适用于功放的大动态，更快的反应；
正激，可以提供较大的功率，带载能力更好；
双管正激，没有单管的高反压，没有半桥，全桥的上下管直通的危险，基本上调试完成后就不用再管了；
交错并联双管正激，单组正激的占空比可以做到50%，两组50%错开开通，那就是100%了。就是无论负载如何变，都能即时的得到最足的功率。

好吧，就用交错并联双管正激了

驱动芯片就用自己比较熟悉的 SG3525A, MOS管用库存还多的拆机 IRFP460, 主变磁芯用两ETD49，驱动磁芯用两RM6，共模电感用拆处电脑电源里的，差模电感用33的黄白环，

SG3525A供电由主变加一组输出经L7818稳压提供，启动由Vcc处取；
一组正负25V提供给前置低通滤波用,前置低通滤波有7815，7915再稳压；
两组交错并联主力电压为正负70V，提供给IRS2092S功放板用；

最后得到的拓扑图

交错并联双管正激开关电源

做封装是很累的事，边学边做，不敢发去打样，怕人笑
（PCB还真的有错，L7818的脚序封装错了，--!）
后来根据调试情况又修改了部分元件。
；


用激光打印机打印到胶片，铜板涂感光胶，太阳下晒。
经多次失败才制成的一片
；

先装电阻，后卧式件，小件，电容，再立式的，大件的，


开关主变还没装，
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装上驱动变压器，想办法给SG3525A通电，看下波形；


电路正常下装上一路的主变和MOS等全部完件（这个忘记拍照了），调到正常，主要都是调Vds和驱动的波形，开关频率，部分元件可能要调整，记住，一定要串上一个白炽灯，当有把握时再加全电压，这是金钱与汗水的教训。

半电压下的Vds波形，一切都还好
；

全电压下的Vds波形，只坚持不到1分种，爆了


炸了一个MOS和一个快速二极管，查，调整，再爆，再查，再调，又爆了，
降频，把FR307，换HER308（只有这个），终于好了

发现小乐

先占位，过天再写

发现小乐

发现小乐 发表于 2016-2-11 22:59
先占位，过天再写

看下调好的波形：


连续开机十多分钟，没问题，输出电压也和设计时相差不多，有146V（正负73V），开心。然后是试带负载，用的是一个电炉，输出约200W多点，MOS管在没有加散热的情况下有点热，输出端的整流管和续流管也有点烫，最热的是后面的储能电感，手没法在上面停留超5秒，输出电压跌落到 99V（正负49.5V）,电压跌落大可能就是开环控制的硬伤了，其它的还都好，功率开关变压器只是暧暧的，后力十足。测试一段时间后，确定一切安好，把另一路的主变和MOS管也装上，
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换个视角，
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上电，很安静，不错的开始。量了下空载电压，有146V，和单路输出的一样。然后接上电炉负载，看下计量插座输入330W ，输出电压126V（正负63V)，压降变小了，电炉热得很快。但负责输出功率的MOS管却只是暧暧的，输出级的整流管也相似，续流管更是没感觉有温升，之前的储能电感热得受不了，现在却像不存在，一点温度也没有，有点出人意料，输出的功率大了，反而热度没了。后来想了下，也明白了，单路输出时，占空比约是49.5%，没法再加了（了解SG3525的都应该知道，CT电容需要一个放电过程，亦即所为的死区时间），两路转出后，占空比约是99%了，留下的些小时间不足以让储能电感发热了，现在的储能电感更象是单纯的滤波电感了，而MOs管现在是两组共同提供330W，分开是165W 一路，所以，在没有加散热器时也只是暖手的温度，功率开关变压器在长时间的测试中也只是暧暧的。

到现在，可以说电源差不多完工了，剩下的是给装上散热，连机调试，再安个家了。

装上散热器后，连上IRS2092S功放板，很好，输出电压稳定在140V（正负70V），这个我一直都有点担心，因为是开环控制，没有稳压措施，怕电压跳动大了，现在可以放下了。接上音乐工作后，电压稳定在139.6V左右小数在2，3个字跳动，需求功率在25W~27W间，在没输入时也很安静，耳朵贴到喇叭才听到少许的本底噪声。

问题出现是在接上低音炮低通滤波电路后，功放板的保护继电器根本就没法吸合，没接喇叭开机可以吸合，但接上喇叭发出的声音却让人避而远之，全是低频的隆隆声。细听象50Hz的交流低频声，开关电源是近100KHz的高频，IRS2092S更是约500K高频，怎么出来的却是AC电源的低频声，这玩笑开大了。加上各种去尖剌，抗扰电路到开关电源里，没效果，但用普通的变压器给低音炮低通滤波电路供电，却表现出色。曾一度想放弃，认为开关电源不适用在前级电路！

在参考各种电路和自己静下来细想，终于找到完美的解决办法。一开始时我的打算是主功率输出电压组（正负70V）和副输出电压组（正负25V）是绕在一个磁芯的两个独立的输出。这样的自由度更大，但是，在同一个开关变压器提供的能量，有着千丝万缕的关系，怎么能分得清楚，解决的方法也很简单，就是把主功率输出电压组（正负70V）的中点输出和副输出电压组（正负25V）的中点输出用导线连通，让它们组成共同的中点--地，而不让它们只能经信号的地线连结。

后来为了减少EMI，在输出开关变压器的初次级加上个 222 的 安规电容（Y电容），在副输出电压组中加上吸收阻容电路

在业余情况下要个合身的机箱是有点难度的，我也同样遇到此问题，最后是在家里拆了个早就丢到墙角的老VCD机，把里边的东西清理一空，然后把电源板，低通板，功放板，放进去，调整到合适的位置。

最后的样子




-=完=-




后记，此电源断断续续的差不多用了半年的时间，当时用手机拍的，不是很清楚，当时只是为了便于调试，和一种记忆。所以图片不是很全，并且不是很连连贯，有一些关键的没有照片，这机器也是赶在年初一前完成，之后也有部分的调整。总之，今年过年有点忙。！

发现小乐，2016/2/12

夜半一只蚊

我用IR2153做过半桥电源  带1969功放 感觉很不错  开环交错正激电源  第一次听说  也想尝试着做一个  希望楼主能提供清晰些的电路图  万分感谢了 。

发现小乐

夜半一只蚊 发表于 2016-2-12 15:26
我用IR2153做过半桥电源  带1969功放 感觉很不错  开环交错正激电源  第一次听说  也想尝试着做一个  希望楼 ...

这是最清晰的PDF了，其中有部分修改的，是根据实际机子调整后的数据。

SG3525交错并联正激.pdf (31.33 KB, 下载次数: 2277)

2016-2-12 21:21 上传

点击文件名下载附件

这只是一个基本的，最简的完成交错并联双管正激功能的电路，有能力的可以加上各种保护功能，还可以调成软开关的，加上各自需要的，这个即吏是最简的，也同样能工作得很好，更易成功，很适合用来练手。

dongjz

发现小乐 发表于 2016-2-12 21:32
这是最清晰的PDF了，其中有部分修改的，是根据实际机子调整后的数据。

能发个用IR2153做的半桥电源的资料吗？手上正好有这芯片。

dongjz

夜半一只蚊 发表于 2016-2-12 15:26
我用IR2153做过半桥电源  带1969功放 感觉很不错  开环交错正激电源  第一次听说  也想尝试着做一个  希望楼 ...

能发个用IR2153做的半桥电源的资料吗？手上正好有这芯片。

夜半一只蚊

dongjz 发表于 2016-2-14 21:17
能发个用IR2153做的半桥电源的资料吗？手上正好有这芯片。

发现小乐

夜半一只蚊 发表于 2016-2-14 22:56

IR2153，美国IR公司为电子镇流器开发的自振半桥驱动IC，电路简单可靠，相当于一个555电路和两路驱动电路的组合。

我发觉，在镇流器控制 IC 中好多都适用于做功放电源，也有好多人这样做。

这电子镇流器上的应用


这个是用来做功放电源了

夜半一只蚊

这个图  我觉得很好  收藏了  

发现小乐

这几天都在摸索各级地线的连接方法，希望把由于几块板装到一个机箱里而产生的噪音能降到最小，偿试了多种连接法和连接点，暂时得到的最佳接法了，可以让原本很小的噪音能再降了点。

dongjz

夜半一只蚊 发表于 2016-2-14 22:56

收藏了，非常感谢！

夜半一只蚊

一个设备的灵魂就是电源   电源都做不好  还做什么  发现很多人都舍本逐末了  参赛贴  前一篇功放电源的带大环路反馈的   我只是看看  不说话   我觉得这贴的电源很好 只是相对的来说复杂了一点点而已  但效果很好 这是我洞洞板搭接后的认识。楼主能细说一下变压器的绕制方法 细节  就完美了。

发现小乐

夜半一只蚊 发表于 2016-2-17 23:39
一个设备的灵魂就是电源   电源都做不好  还做什么  发现很多人都舍本逐末了  参赛贴  前一篇功放电源的带大 ...

变压器的的匝数在PDF中已有交代，绕法也没有什么独到之处，就是普通的三文治绕法，初级分两半，中间绕次级。次级主输出绕组由于用了11条0.46mm的铜线，在绕之前我先把它们编织成一条，这样绕线时方便一些。绕线时一定要记住同名端。

另外，高压部分为主功率输出，并且是交错并联的，总占空比近100%，所以匝比只是简单的倍数关系，两个副输出却只是简单的双管正激，点空比近50%（似半波整流），所以空载时电压有点高。带载时电压跃落会较大，计算电压/匝数时要算上占空比，后面最好加个三端稳压，我就是这样做的。

另外要提下的是驱动变压器，高压侧绕在里边，初级和次级并绕在外侧，RM6的绕线空间小，而我有的最小号铜线也只能每组绕12匝，就绕满了，所以励磁电流会大点，若有大点的磁芯或小点的铜线，可以绕下更多的绕组的话，可以每组加大到20匝也是可以的，驱动变压器的匝数不大紧要的，只要不少于每组12匝。这样驱动的波形应该会更漂亮。

夜半一只蚊

授人玫瑰,手留余香。  谢谢