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最简单的方法把6脚pwm ic驱动的反激电源改造成大电流恒压恒流充电器

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本帖最后由 qrut 于 2021-10-16 06:50 编辑

前些天买的超级电容打算组个点焊机,但是测试完成后一直没给安置合适的充电电源https://www.mydigit.cn/thread-278805-1-1.html 于是马宝9块多随便撸了一个12v 5a 的电源,买时不知道啥方案的,到手发现是很常见的6脚pwm副边反馈反激小电源。剪线电源做工还是不错的,其实这个价位马宝有成品山寨电源出售,但是国际品质加虚标你懂的。

到手体积不大,裸板 先上负载测。
1.jpg

空载12v
2.jpg


额定5a 带载
3.jpg


拉到7a,这个状态只能短时间,8a左右保护。

4.jpg


还行,我用来给3串(2.7x3)8.1v超级电容充电,因此需要改电压和改恒流,改恒压简单,但是改恒流 而且需要0v起恒流,常规讲这就需要一次侧外接辅助电源(用来代替低压输出或0v输出时的pwm辅助供电),次级由于不需要0v可调,因此不需要光耦辅助供电和负压。但是0v恒流需要加入电流取样电阻,运放 ,而运放又需要辅助供电。这样算低起来改造这种电源恒压恒流成本和难度并不低。于是下面想了一个办法把这些东西都省去,只要一颗三极管就能搞定。

正面
5.jpg


输入有压敏 有emi 双保险,有ptc。
6.jpg


打了不少胶加固
7.jpg


1次侧,元件功用看标注
8.jpg


二次侧,输出π型滤波加共模差模滤波。
9.jpg


反面
10.jpg


用了一颗6脚pwm
11.jpg


二次侧431反馈,整体架构非常常见和简单,但是改造起来比较费脑子。

12.jpg


需要把18k电阻换成10.2k左右电压降低到8v(考虑到三串充电均衡问题,略微降低一些最高电压)
13.jpg


并联一个需要23.5k,没有这么合适的,于是91k,33k并联凑了一颗。
14.jpg


改电压后测试空载电压8v
14a.jpg


直接拉到7a 正常,60w左右最大安全功率。
14b.jpg


恒压改完了需要改恒流,一开始打算在一次侧动手,试着外接12v给pwm供电,利用ic自身过流保护来实现恒流输出,但是测试发现此ic过流时会自锁(停止输出)待电压复位后重新输出,也就是打嗝,整个流程是过流后停止输出,变压器辅助供电消失,pwm失电停振进入关闭状态,这时输出消失。等开机电阻给pwm供电滤波充电达到7v以上,pwm重新启动输出方波,二次侧瞬间输出后又过流进入保护状态,如此反复。外接12v辅助供电后由于pwmic停振自锁后供电不丢失,因此一直处于稳定的关断状态不能复位,因此依靠过流检测无法达成恒流的目的。
难道必须得像像前面一样说的,二次侧恒流,复杂的电路和较高的改造成本?想了一下可以利用下面的方法改造,只需一颗三极管就能实现0v恒流的目的,而且一次侧可以不需要外接辅助电源。下图三极管集电极接pwm fb端, 发射极接高压地,基极接mos 源极电流取样电阻,由于三极管vbe导通电压0.7v左右,这个电压低于pwm ic 过流检测的0.85v以上,因此可以直接利用一次侧mos 源极电流取样电阻取样电流,当负载短路或带重载使取样电阻平均电压达到0.7v左右时三极管导通,集电极拉低pwm fb 实现过流反馈,和二次侧电压反馈走一个反馈通道。

15.JPG


下面测试,pwm供电脚接入外接12v电源(改完8v输出后pwm自身辅助供电降到大概9v多),其实在做到0v恒流的基础上外接12v辅助供电也可以取消,后面会分析原因。
图中去掉一个采样电阻调到合适的电流
16.jpg


改好后测试,可以看到7a以上输出时电压下降较多,证明进入恒流状态(当然由于三极管取样存在线性区和pwm占空比的影响,这个恒流精度较低,但是应对这种场合是绰绰有余的)
17.jpg


8a拉到更低
IMG_20211010_192445.jpg


8a以上基本拉到0v,证明恒流范围大概就7-8a左右,符合要求。负载调到电流高档位因此精度降低
IMG_20211010_192452.jpg

这样仅改动两个元件就实现了恒压恒流(0v起),而且可以不需要外接辅助电源,这是去掉外接12v辅助电源后,电源输出拉到接近0v时的pwm内部辅助供电电压,仍旧在7v附近。
原因是带载输出虽然是接近0v但是由于输出电流在8a以上,因此pwm占空比较大(相比空载低输出时),变压器辅助绕组电压仍维持在较高电压,等输出电流降低,输出电压抬升,辅助绕组电压也跟着抬升,因此电源去掉外接辅助供电仍能全程正常工作。
这个方法改造后可以用这类电源制作两串或多串大电流锂电充电器,而且不用担心锂电亏电电压过低把电源拉停振的问题。
IMG_20211011_084745.jpg


经测试,7,8分钟左右可以给3串3000f(单颗)超级电容从0v接近充满,平时有余电的情况下更快,点焊时电压基本不降,可以迅速补充每次点焊消耗的能量,实现连续点焊。



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