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CatiumPower 大功率同步整流Buck可调电源

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简介

把8串磷酸铁锂电池降压给八重洲短波电台FT-891供电,有外壳,小体积(还可以更小),输出≈350W时外壳温度大概五六十度 封面图没接开关

简介:把8串磷酸铁锂电池降压给八重洲短波电台FT-891供电,有外壳,小体积(还可以更小),输出≈350W时外壳温度大概五六十度 封面图没接开关

开源协议

CC BY 3.0

创建时间:2024-06-11 04:31:50更新时间:2024-06-28 08:48:29

描述

主控 EG1162

大功率的同步整流降压控制芯片,带过电流保护、短路保护,外置功率MOS。

设计

因为是设计给电台供电,要求输出13.8V恒压,(电台满功率发射时)输出电流23A,于是设计整个电路到30A的极限。

输入电压是8串磷酸铁锂提供,不超过29.2V,功率MOS管最好选耐压60V或者更高,内阻、结电容尽可能小的。我用的立创商城领劵16减15买的HD50N06D,不知道是内阻有点大还是什么原因,发热主要几种在半桥上管部分,下管不怎么发热,软开关也是。

严重怀疑是并管会导致开关损耗增大!有条件直接上内阻更低性能更好的管子!!

说起软开关,这个电源输入负极串了一组2个MOS管并联的软开关,基本上不发热,解决了开关问题。

纹波

因为是给电台供电,要求输出纹波尽可能小,因此根据EG1162数据手册里面的描述:

L=Vout(VinVout)VinFsIrippleΔVout=ΔIL(ESR+18FsCo)L = \frac{V_{out}(V_{in}-V_{out})}{V_{in}F_{s}{I_{ripple}}} \\ \Delta V_{out}=\Delta I_L (ESR+\frac{1}{8 F_s C_o})

其中 IrippleI_{ripple}ΔIL\Delta I_L 指的都是电感上电流纹波,不知道这手册上为啥用两个符号。 CoC_o 是输出电容, ESRESR 是输出滤波电容的等效串联电阻(可以看电容制造商的数据手册得到), FsF_s 是工作频率。

根据上述公式,选择输出电感为 L=47uHL=47uH 的铁硅铝磁环电感,电流30A,>>>TB买电感<<<
工作频率原定为180kHz,测试发现发热严重,推断可能是开关损耗太大,降低频率为90kHz后有所改善。

输出电容我选的是俩470uF的固态电容再加上几个MLCC,ESR应该比较低,取 ESR=15mΩESR=15m\OmegaVin=25.6VV_{in}=25.6VVout=13.8VV_{out}=13.8VFs=90kHzF_s = 90kHz 算出来差不多 ΔIL=1.5A\Delta I_L = 1.5A , 然后 ΔVout=25mV\Delta V_{out}=25mV,不知道这个计算对不对。

为了保险,又在输出后面加了一个π\pi型滤波器,电感用2.2uH的,不会算衰减,用Multisim 14仿真了一下效果还可以。>>>电感<<<
(本人刚高考完,没有系统学过电路目前,理论知识啥也没有)

没有示波器这种高级设备,纹波测不了捏,有条件的佬可以帮我试一试

输出多画了一堆NC的MLCC位置,可以看着加焊。

这里的电路和PCB与我使用的稍有不同,主要是调试过程发现的问题得到了修改。

配套有外壳用,外壳链接>>>戳我<<<

输出电压

可以通过调节反馈电阻实现,具体请看EG1162的手册。

测试

我测试的时候用的是13.8V输出,外接制冷片1271512708各一片,烧水很快(笑),后面有视频。

另外,已经接到电台上试过了,FT-891使用FM模式发射(100w发射)可以连续使用,基本不发热,电源甚至没有电台本体热。

制造

注意,电感L2位置的板子,切下来一小块,插在主板预留的插槽上。

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功率MOS在板子背面,大功率运行的话要做好散热,我是用铜片+硅酮导热胶贴在了外壳上,外壳是铝的。

部分电路有些紧凑,比如电感L2和外壳之间、输出接线柱,注意做好绝缘

装进外壳之后打个胶先
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记得堆锡或者埋铜线(L2小板也要堆锡!)

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装好外壳,外壳挡板的槽是电钻+手锉开出来的,上面那个洞可以装一个牛子开关,我这里没有接就把线顺出来了。
fbd50234cda0040b109fae028ea811e0.jpg

已知问题

不过有一说一,现在发现短接输出电感直接啸叫,采样电阻的问题?这个图和官方数据手册里面关于电流检测的部分稍有不同,不知道是不是这个原因。
也就是说短路保护不可用?

设计图

未生成预览图,请在编辑器重新保存一次

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