这第三级的效率太离谱了，弱弱的问一下，你发射的时候电容组与蓄电池是否分开？
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线圈炮低压方案研究&实验数据
目前大家采用的线圈炮都是采用高压电容蓄能，渐渐的采用高压做磁阻线圈已经变成常识。
高压具有蓄能大的优势，在额定电压下有很多可控硅型号可做选择，而对应的缺点也很明显：
1、来自高电压的危险，受潮、不小心触碰的危险系数都很大，这对业余diy作品不科学的作品包装来说可能一次犯错就足以致命。
2、效率控制成本高，可关断的芯片成本以及耐用性都存在问题 （近期的大量实验消耗了数百个不同型号IGBT足以证明，其中包括350A的IGBT）
3、线圈无法做到很少匝导致电感量过大，因为过大的电流足以烧毁开关元件
而目前很少有人触及的低压，可以克服上面的3个问题。
要做低压方案必须解决一个重要的问题：
整个能源通路环节各个器件内阻需要很低，整个通路内阻控制在20毫欧以内，其中蓄能源内阻尤其重要！
方案中采用了67个1000uf高频电容并联降低内阻，并再连8个22000uf电容做蓄能，整体蓄能243万微法。
解决了上面的问题，低压方案带来的附加优势就体现出来了，作为可关断的开关元件选择很多，方案中采用可承受800A电流的场效应，成本也就在2元左右。
比较有意思的对比，采集同样的实验数据，可能高压方案烧掉100次IGBT，低压方案中也未必出问题，实验了这么久才因为电压选择过高烧掉6个。
方案介绍：
线圈：
10级 每级36砸共3层 长度1.7cm，采用低内阻无氧铜线。
![2.jpg]()
主控板：
芯片 12c5a60s2 线圈每级的开断控制（可复杂交错方式控制）、 内部集成可控高压方便测试IGBT耐压曲线、弹体速度采集、电压检测。。。
![5.jpg]()
开关板：10级、场效应选用IRFB3206（可重复耐受800A峰值电流），驱动采用mic4417（比图腾柱高效很多）
![6.jpg]()
速度采集板：
很小巧。直接固定在线圈出口
![9.jpg]()
主蓄能源：
低内阻电容组，67个1000uf并联
![8.jpg]()
备蓄能源：
8个22000大电容，由于内阻远大于上面67个小电容的组合，所以基本上的用处在于每级关闭的时候给主蓄能电容组快速充电
![10.jpg]()
两颗0.96g的6mm钢珠同时发射，贯穿两个盒子
点击此处查看视频
实验采集的一些数据：(前面3级数据很稳定，第4级开始数据每次都会存在误差)
弹体质量：10.577克
电容量： 243000uf
蓄能电压： 27V
27V低压给电容组充电，实验采用长度43mm直径6mm的钢销，质量10.577克
![3.jpg]()
![A.jpg]()
线圈1 ：
开启电压27V
关闭电压22.9V
出口速度17.27m/s
线圈2：
开启电压22.9V
关闭电压21.9V
出口速度25.40m/s
线圈3：
开启电压21.9V
关闭电压20.9V
出口速度36.16m/s
第4级开始的数据没有代表性，后面多级都是为了稳定速度
最终
其中有个很有意思的现象，级别越往后效率越高，但是这个效率可正可负，一旦前面数据有些异常，后级回拉的效率也特别明显，估计后面一级最高能回拉掉8成的动能
高压具有蓄能大的优势，在额定电压下有很多可控硅型号可做选择，而对应的缺点也很明显：
1、来自高电压的危险，受潮、不小心触碰的危险系数都很大，这对业余diy作品不科学的作品包装来说可能一次犯错就足以致命。
2、效率控制成本高，可关断的芯片成本以及耐用性都存在问题 （近期的大量实验消耗了数百个不同型号IGBT足以证明，其中包括350A的IGBT）
3、线圈无法做到很少匝导致电感量过大，因为过大的电流足以烧毁开关元件
而目前很少有人触及的低压，可以克服上面的3个问题。
要做低压方案必须解决一个重要的问题：
整个能源通路环节各个器件内阻需要很低，整个通路内阻控制在20毫欧以内，其中蓄能源内阻尤其重要！
方案中采用了67个1000uf高频电容并联降低内阻，并再连8个22000uf电容做蓄能，整体蓄能243万微法。
解决了上面的问题，低压方案带来的附加优势就体现出来了，作为可关断的开关元件选择很多，方案中采用可承受800A电流的场效应，成本也就在2元左右。
比较有意思的对比，采集同样的实验数据，可能高压方案烧掉100次IGBT，低压方案中也未必出问题，实验了这么久才因为电压选择过高烧掉6个。
方案介绍：
线圈：
10级 每级36砸共3层 长度1.7cm，采用低内阻无氧铜线。
主控板：
芯片 12c5a60s2 线圈每级的开断控制（可复杂交错方式控制）、 内部集成可控高压方便测试IGBT耐压曲线、弹体速度采集、电压检测。。。
开关板：10级、场效应选用IRFB3206（可重复耐受800A峰值电流），驱动采用mic4417（比图腾柱高效很多）
速度采集板：
很小巧。直接固定在线圈出口
主蓄能源：
低内阻电容组，67个1000uf并联
备蓄能源：
8个22000大电容，由于内阻远大于上面67个小电容的组合，所以基本上的用处在于每级关闭的时候给主蓄能电容组快速充电
两颗0.96g的6mm钢珠同时发射，贯穿两个盒子
点击此处查看视频
实验采集的一些数据：(前面3级数据很稳定，第4级开始数据每次都会存在误差)
弹体质量：10.577克
电容量： 243000uf
蓄能电压： 27V
27V低压给电容组充电，实验采用长度43mm直径6mm的钢销，质量10.577克
线圈1 ：
开启电压27V
关闭电压22.9V
出口速度17.27m/s
线圈2：
开启电压22.9V
关闭电压21.9V
出口速度25.40m/s
线圈3：
开启电压21.9V
关闭电压20.9V
出口速度36.16m/s
第4级开始的数据没有代表性，后面多级都是为了稳定速度
最终
其中有个很有意思的现象，级别越往后效率越高，但是这个效率可正可负，一旦前面数据有些异常，后级回拉的效率也特别明显，估计后面一级最高能回拉掉8成的动能
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引用第51楼xfyc于2013-08-28 10:33发表的 :
这第三级的效率太离谱了，弱弱的问一下，你发射的时候电容组与蓄电池是否分开？
调试电路时候不分开，测试采集数据分开，其实影响不大，我用的电源是30V 5A的数控，两个线圈组交替导通的间隔时间太短，并上电源也没有太大的帮助。
另外这个效率是以庞大的电容组做基础的，低压方案只能实验玩玩，封装后的体积比较大。
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回 7楼(vcasm) 的帖子
25%的话应该已经创造了世界之最了吧 哇呕 期待楼主进一步的实验结果
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回 53楼(金坷居士) 的帖子
前面几级效率提高了，但是将能源极限做高难度很大，只有用多级来持续加速，而安匝值极限得很难加高，我现在设备只能加工20cm长度的pcb，勉强增加到10级，由于没有光电补偿位置偏差，后级加速需要设定在保守值，后面的效率没有前面3级高。
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我不知道你的效率是咋算的，你的数据没错的话，243万微法的电容，充电到27V，储能是27*27*0。5*2430000/1000000，结果是885J，放电到22.9V后，储能变为22。9*22。9*0。5*2430000/1000000，结果是637J，用掉的能量是886-637=249J，第一级子弹获得的动能1.5J,效率0.6%
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三级以后弹丸动能6.8J,效率也只有2.7%不到,不知道那70%的效率咋算的
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回 55楼(xfyc) 的帖子
罪过[s:226]，我也想要243万微法的电容组啊，其实写这个帖子粗心的地方很多呢，基本上这个论坛最近发的几个帖子都是熬夜几通宵没休息，实验结束后休息之前混混沌沌的状态下写的，别介意这个。。。。。。
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回复xfyc的帖子
引用第楼xfyc于发表的 :我不知道你的效率是咋算的，你的数据没错的话，243万微法的电容，充电到27V，储能是27*27*0。5*2430000/1000000，结果是885J，放电到22.9V后，储能变为22。9*22。9*0。5*2430000/1000000，结果是637J，用掉的能量是886-637=249J，第一级子弹获得的动能1.5J,效率0.6% (2013-08-28 22:56)
效率应该没错，是电容容量写错了估计，67个1000u 加8个22000 应该是24.3万吧
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之前见过一个老外的作品，2x 22.2V, 3600mAh, 50C 的动力锂电通过IGBT直接驱动线圈····
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回 59楼(lotsbiss) 的帖子
高倍率放电的电池做方案很有意思，3.6A 50C的标准180A，超流量使用的话，对方的方案单位时间1ms的加速能提供8J的能量，弹体如果质量大的话线圈有效长度不需要太长就能获得很高的输出能量，而且容易连发。
谢谢你，这个回复让我多了一个思考方法，共享之： 就是用储能模块单位时间输出能量的方式去思考和设计，并以期待的出口速度（或能量）和线圈效率去设计线圈总有效行程长度。
谢谢你，这个回复让我多了一个思考方法，共享之： 就是用储能模块单位时间输出能量的方式去思考和设计，并以期待的出口速度（或能量）和线圈效率去设计线圈总有效行程长度。
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回复vcasm的帖子
引用第楼vcasm于发表的 :高倍率放电的电池做方案很有意思，3.6A 50C的标准180A，超流量使用的话，对方的方案单位时间1ms的加速能提供8J的能量，弹体如果质量大的话线圈有效长度不需要太长就能获得很高的输出能量，而且容易连发。
谢谢你，这个回复让我多了一个思考方法，共享之： 就是用储能模块单位时间 .. (2013-08-30 13:37)
30v3.6a 50c 的动力锂电，好大一个了啊 估计和低压方案的电容组块头也差不多了
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回 61楼(whd1982) 的帖子
Power Source: 2x 22.2V, 3600mAh, 50C Li-Polymer Battery Packs
Switching: IGBT
Weight: 4.17kg
Projectiles: 6.5x50mm Caseless Steel Slugs
Capacity: 15 Rounds
Rate of Fire: 7.7 Rounds/Sec
Muzzle Velocity: 42.03m/s
Muzzle Energy: 10.78J
Total Efficiency: 7.0%
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/gauss-machine-gun/construction/
看上去电池并不大
![FinalGun.jpg]()
Switching: IGBT
Weight: 4.17kg
Projectiles: 6.5x50mm Caseless Steel Slugs
Capacity: 15 Rounds
Rate of Fire: 7.7 Rounds/Sec
Muzzle Velocity: 42.03m/s
Muzzle Energy: 10.78J
Total Efficiency: 7.0%
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/gauss-machine-gun/construction/
看上去电池并不大
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回 62楼(lotsbiss) 的帖子
原来这个是直接采用高倍率电池的方案，怪不得连发效果那么壮观
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我觉得既然你的27v低压测试这么成功，是不是应该尝试少高一点的电压，哪怕损失一些效率，最主要是的能让除能源的体积降下来，这才有实用性嘛。
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回 64楼(liunian198) 的帖子
主要在于开关芯片的限制，目前性价比最高的irfb3206能满足840A的电流，如果电压太高很容易因为过流损坏，也许并联可以提升电容组的电压
另外你在另外帖子的问题我详细解释一下
线圈炮最关键需要考虑的一个数据是安匝乘积，这是真正能衡量做功能力的数据，电源以及线圈、开关的内阻决定了安培值不能无限升高，而开关芯片的最大耐流值就是设计时安培值能够取值的极限，请在这个基础上考虑线圈的匝数。匝数多可以使电源电压提升以减少电容组的体积，但增加了电感量也是一个弊病，需要平衡
另外你在另外帖子的问题我详细解释一下
线圈炮最关键需要考虑的一个数据是安匝乘积，这是真正能衡量做功能力的数据，电源以及线圈、开关的内阻决定了安培值不能无限升高，而开关芯片的最大耐流值就是设计时安培值能够取值的极限，请在这个基础上考虑线圈的匝数。匝数多可以使电源电压提升以减少电容组的体积，但增加了电感量也是一个弊病，需要平衡
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vcasm 发表于 2013-9-12 13:41
主要在于开关芯片的限制，目前性价比最高的irfb3206能满足840A的电流，如果电压太高很容易因为过流损坏，也 ...
那是不是我应该试验一下，在烧管情况下最高电压，和最大线圈数。当然这里面还牵涉电容并联个数，并联容量和储能大小，那我就以便携电容体积下的电容储能来测试吧。你说的降低内阻是应该的，热损高了效率肯定低，所以线圈数量不是无限上升的，要以实际弹丸的出口动能作为参考。
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仔细又看了一下，你说线圈每层36匝，可我数了一下只有14匝啊，难道是多芯，那里面有屏蔽吗。
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liunian198 发表于 2013-9-17 08:33
仔细又看了一下，你说线圈每层36匝，可我数了一下只有14匝啊，难道是多芯，那里面有屏蔽吗。
一共36砸，每层12，这个数据是设计数据，实际上绕制有几匝的偏差
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学习了,请继续...................
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这是什么原件，怎么焊在这里，这个不是应该接线圈的脚么？
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整个能源通路环节各个器件内阻需要很低，整个通路内阻控制在20毫欧以内，其中蓄能源内阻尤其重要！
请教楼主，这个怎么理解，为什么内阻要低啊
请教楼主，这个怎么理解，为什么内阻要低啊
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再请教一下楼主，我想做个低压的，采用50v锂聚合物电池，用最高瞬间电流300A的IGBT模块（SGL160N60UFD)可以胜任吗？因为我看了老外的设计好像能实现啊，因为没有楼主实践经验那么丰富，所以请你给点建议
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本帖最后由 vcasm 于 2013-11-1 00:54 编辑
5A100V的肖特基二极管，由于存在关断，需要用这个保护低压mos
liunian198 发表于 2013-10-28 11:20
这是什么原件，怎么焊在这里，这个不是应该接线圈的脚么？
5A100V的肖特基二极管，由于存在关断，需要用这个保护低压mos
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sharksunxf 发表于 2013-10-31 10:12
再请教一下楼主，我想做个低压的，采用50v锂聚合物电池，用最高瞬间电流300A的IGBT模块（SGL160N60UFD)可以 ...
只要电流数据能严格控制在IGBT的安全使用范围，问题不会很大，如果采用电池组作为电源应该可以尝试，但是如果使用内阻更低的电容组，限流保护电路需要做好，一不小心过流就会烧掉IGBT
上面一个问题提及的内阻问题，在线圈炮的电路上很重要。为了提升短行程的加速效率需要降低线圈的电感，相对的只有降低线圈匝数来降低这个电感值，而要保证输出功率就需要更高的电流保证能量输出，在这个环境中整个电路的内阻就是个很关键的数据，内阻大了电流很难做到更高，而且电阻也会使能量过多的消耗在热能上
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kcltxinshou 发表于 2013-11-3 00:59
这样说，法拉电容也不怎么好吗？
目前的法拉电容应对电磁线圈这样超大电流的应用还不适合。
不过法拉电容容量大的特点，在对内阻要求不大的一些特殊场合的确能发挥很大作用
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楼主 ，按你的参数感觉不会烧坏mos管，一个建议是mos烧坏可能是开关瞬间电阻太大，在mos管前级最好加上三极管驱动，提高驱动电流，因为mos管有个等效门电容，如果开得太慢，有影响，另外可以尝试增加Vgs，也许可以避免mos管烧坏。 另外表达下对楼主的膜拜。。。
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vcasm 发表于 2013-8-12 17:23
6mm圆柱体很难买到成品，阿里上找到一个商家销售最低量也不是个人玩的
高导磁材料应该能提升效率，而且最关 ...
你去五金铺买8cm长6mm直径的铁钉截钉头就可以
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刚入论坛，也想玩玩电磁炮，也准本玩低压的。
现在电压60V，先从一级准备测试，不过线圈弄好，充电完成，不知道为什么发射一只失败，子弹没有射出。通断机构选用的是一个10A的继电器。通过一个按钮，用芯片检测控制继电器通断进行充电和放电。4个10000uf的电容。请教楼主有什么建议没有？
现在电压60V，先从一级准备测试，不过线圈弄好，充电完成，不知道为什么发射一只失败，子弹没有射出。通断机构选用的是一个10A的继电器。通过一个按钮，用芯片检测控制继电器通断进行充电和放电。4个10000uf的电容。请教楼主有什么建议没有？
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楼主 现在发射不成功会不会是4个10000uf的电容ESR太高，具体没法测试啊，用继电器不知道是否可以，瞬间的电流能损坏继电器这种实体金属接触的器件么
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电容的ESR、继电器的接触电阻都会影响，而且你的电容储能也太小，这个储能很难满足电磁炮的实验，当然有个好处就是烧不坏继电器的触点
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很好奇楼主实验过程中所用到的电学方面等等的专业知识是自学而来还是专业与之有关呢
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vcasm 发表于 2013-8-11 20:33
视频晚上录制，比较悲催的子弹是圆柱，这个材料是电磨盘的敲碎摩擦片弄出来的，很难打磨尖头，所以穿透效果 ...
兄弟，线路部分你无敌了，但是多级加速部分是不是有错误啊？线圈都并拢一起了？有没有考虑子弹进每一级的线圈的速度是不同的啊？是不是应该将线圈根据每一级的速度依次分开一定距离啊？那样的话第4级以后的线圈才会起作用啊
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vcasm 发表于 2013-8-11 20:33
视频晚上录制，比较悲催的子弹是圆柱，这个材料是电磨盘的敲碎摩擦片弄出来的，很难打磨尖头，所以穿透效果 ...
兄弟，线路部分你无敌了，但是多级加速部分是不是有错误啊？线圈都并拢一起了？有没有考虑子弹进每一级的线圈的速度是不同的啊？是不是应该将线圈根据每一级的速度依次分开一定距离啊？那样的话第4级以后的线圈才会起作用啊
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vcasm 发表于 2013-8-12 14:25
测速器这几天做了几个版本，有一些心得：
1、最稳定和速度的方式是线圈采集，但是必须在最后一级加速关闭 ...
请教几个问题：
1、语言是什么？判定语句中有分号，没看懂。
2、用线圈测速怎么用，是用加速线圈吗，能详细解答下吗？
3、您这个东西加速弹珠能到200m/s吗？个人实验需要一个弹珠加速器，能提供整套装置吗，非常感谢！
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线圈根据每一级的速度改变线圈尺寸,次级加大线圈的长度,不知测试结果如何.
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vcasm 发表于 2013-8-11 23:08
钕磁铁试过，买过各种长度的6mm圆柱磁铁，结果就是，全部碎了，无一个幸免
效果和铁柱没太大区别，唯一两 ...
可以试一下自己磁化过的钢制弹丸，另……总觉得现在用电开关灰常蛋疼，能不能把弹丸作为开关并入线路的一部分呢？
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引用 vcasm:我有看3206的PDF资料，我发现上面有一条的要求是（我英语不好，可能理解错）：脉冲电流即Idm脉宽要小于400μS，但实际上，这一点很难实现，因为每级加速时间往往大于400μS，特别是一开始几级。。。。希望楼主给以指正，分享一下数据
其中测试电压采用27V 也是烧毁多次场效应下得出的。
场效应选用的3206，最高峰值电流可以到800A，制作方案之前的测试，采用20个1000uf的电容蓄能40V驱动线圈可以稳定工作，但是最终方案的电容组容量的增加，以及实验采用开通脉宽的...
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引用 deck_npu:我只要完整详细的电路图，要精简改动一下，不要测速部分，但需要可控磁丸在膛内速度，但不做精密要求，不知可有方案？
请教几个问题：
1、语言是什么？判定语句中有分号，没看懂。
2、用线圈测速怎么用，是用加速线圈吗，能详细解答下吗？
3、您这个东西加速弹珠能到200m/s吗？个人实验需要一个弹珠加速器，能提供整套装置吗，非常感谢！
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最近做了个动力电池44v，2600ma的低压炮，速度很低，四级才18，请问楼主的igbt控制电路是全靠单片机，而不是光电管吗？
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