用555 和TL494  推场管发热大的同学注意了!完美解决
cdms110012013/08/06高电压技术 IP:广东
我很少用555  基本都用的TL494 。 但是我认为原理上是一样的。

以前看到很多同学说用TL494时发热大是因为波形不好。 那么波形不好要怎么调才能好呢。

我这几天研究了下电磁炉的功率部分原理,发现一个很严重的问题 我们大家在制作的时候都是严重忽略了的。 电磁炉用的是单管反激原理,反激式的高压包接线简单适合制作,高压包利用率也是比ZVS高,电弧也比ZVS长。这个非常适合初学者制作。所以我重点说反激原理制作的高压发生器场管发热大的问题。

ZVS那个经典电路之所以场管发热可以接受是因为 它的场管工作在零电压开关状态。也就是说场管每次在开启的时候 场管D极上的电压是0。
而我们在用TL494或者555在制作它激式电路的时候 如果没有合适的仪器来测量而调整好电路各个元件参数 是很难保证场管D极电压刚好是零的时候开启的。
由于高压包初级一般都是自己手动绕制,电感量基本无从确定。然后在初级上并联上一个电容以后 这个LC回路有一个固有振动频率,但是我们在缺少仪器的情况下是没有办法知道的。
当我们用TL494发射出PWM波去推动场管的时候。假设现在是t0时刻 场管开启 电流就会从电源通过高压包初级流向场管D极,这时由于初级电感的存在 这个电流是逐渐增大的。当到达t1时刻 场管关断 这时由于初级电感中电流不能突变 这时初级两端电压会变长‘上负’,‘下正’(接场管D极的是‘下’)。  这个电流会继续给并联在初级线圈上的电容充电(就算你不并联电容,也还是有一个分部电容存在),t2时刻电容两端电压逐渐达到最高(也是上负下正),初级线圈电流变为零。再往回电容又会对初级电感放电 电感电流朝上,这个时候高压包次级就会有输出了。当t3时刻电容两端电压变成零 电感中电流达到最大的时候,本来应该电感再次对电容反向充电的,但是由于一般买的IRFP250场管都在D极和S极之间接一个续流二极管 所以这个时候电感中的电路由于是朝上的  场管忠的续流二极管刚好导通 电流就不在流向电容了 而是直接流向电源。完成整个过程。 之后 PWM波再次控制场管开启 重复上诉过程。

但是我们自己制作的电路 由于缺少仪器。PWM波的评论和占空比基本上没有办法去刚好匹配上LC的振荡频率。 所以就导致了一下一个现象:  在T2时刻,电容要开始对电感放电的,但是这个时候我们的场管却偏偏被PWM再次输入的高电瓶导通了。电容就直接通过场管放电了,这个电路是非常大的 会导致场管迅速发热,而此时流过初级线圈的电流又很少 实际高压输出又不够。

所以我们要使得场管发热少,高压包输出强劲,就必须在t2时刻一直到t3时刻 这段时间里一直保持场管是处于关断状态的。  解决办法我参考了电磁炉电路原理。 因为在t0到T1时间里 初级线圈电压是上正下负,而t1到T3这段时间里初级上的电压一直是下正上负。  可以将高压包初级两端引出  经过分压电阻(保证静态的时候 经过分压后的电压基本相同),链接到TL494其中一个误差放大器的两端。电感上端的接误差放大器反向输入端  下端接放大器同向输入端。  因为TL494 这个IC有个功能就是误差放大器一旦同向输入电压高于反向输入电压就会减小PWM波占空比。   这样一来 也就是说  每次当到达T1-T3时间端里面的时候 误差放大器始终处于减小占空比的状态,就算我们自己制作的时候 频率和占空比相对于LC振荡回路调得不对(但也不能差太远), 每次在场管D极电压存在的时候场管都能保证有效截止。场管就不会因为流过大电流而发热了,这些电流也能有效被利用来驱动高压包 提高输出功率!

我的电路正在改建中  我相信这样改后没有太大问题。 所有的电磁炉都是是用的这个原理来同步的。

至于开关损耗,,上升沿陡峭,,驱动不足等等也是发热大的原因  但是我认为在今天大家用TL494+图腾的情况下这些问题基本上对发热不是决定性的。  不同步才是根本。
+20  科创币    超电磁炮fly    2013/08/06 高质量发帖
+1  科创币    samsun185    2013/08/07 电磁炉电路,是单管谐振,带追频 。和这个555或494反激是有点区别的
+5  科创币    混吃等死    2013/08/11 高质量发帖
来自:电气工程 / 高电压技术
22
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~~空空如也
兰若,公主魂
11年6个月前 IP:未同步
556212
楼主辛苦了,虽然不太懂。
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cdms11001作者
11年6个月前 IP:未同步
556219
分享给大家,自己的一点心得。  不过刚才忘了说了。用555的同学  由于555没有误差放大器  就必须要外带一个LM339。来完成这个功能(很多电磁炉里面也用的LM339).LM339  的放大器有个开启电压   同向要比反向的 高200-300mV
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cdms11001作者
11年6个月前 IP:未同步
556220
共同交流嘛  不辛苦
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diy无线电
11年6个月前 IP:未同步
556223
回 楼主(cdms11001) 的帖子
我用LM358+图腾柱+场管,用NE555 和TL494不发热的路过,建议楼主把电路发出来。
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tc789456123
11年6个月前 IP:未同步
556276
不太懂,但是还是来给楼主加加油!
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打不死的小超
11年6个月前 IP:未同步
556289
貌似缺少泄放电路也会出现发热过大的现象...
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vcasm
11年6个月前 IP:未同步
556335
发热大的主要原因在于作为开关器件场管的开通和关闭的时间太长,是开关管工作阻性范围,解决办法是改善驱动电路的快速驱动能力,通常的增加开通的正压和关闭的负压。
而现在很多494的电路往往都是正压足够,无负压,导致的发热的现象就是关闭环节产生。ZVS电路天生没这个问题,因为关闭的时候本身电流就是0。

另外一个变通的解决办法就是降低开关频率,使开关管更加接近开关状态,不过为了避免磁饱和需要更大的变压器。

PS,足够大横截面的磁芯,50HZ的开关频率,555,甚至单片机的IO脚无需驱动电路就可以直接驱动低GS电压的场管,而且发热量低。
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月下孤狼
11年6个月前 IP:未同步
556429
555和494单管驱动根本不能只绕那么少的匝数(比如5匝,除非你的频率足够高),否则发生巨大的发热就是因为过大的直流成分直接让管子发热;另一种情况就是频率过高,而且驱动线路驱动力不足造成的巨大开关损耗。。。初级绕5匝可不是16KHZ到20KZ能行的。。。楼主说了很多,没耐心继续看下去了,总之那几个所谓的经典线路总有人和自激ZVS对比==========效率不是第一的,无论是带负载特性还是稳压特性,那些硬开关的单管线路都比ZVS好N倍。但有的人做出来的就是烧开水。。。事实上单管没有那么垃圾。。。大家尝试下用高电压小电流高初级匝数代替原来的低压大电流低初级匝数 试试。。。绝对不会发热那么大。。。因为类似逆变器的东西(低压大电流)巨大的发热不可避免。。。。换市电工作试试。
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奶酪
11年6个月前 IP:未同步
556436
1,硬开关需要强劲的驱动;
2,555追频软开关已经有人完美实现。
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一生所爱
11年6个月前 IP:未同步
556474
单端拓扑,进容性区问题不大,没有仪器,可以看和摸两个方法,一边调节,一边看电弧粗细。  摸MOS的发热。  慢慢调。

这个“奥秘”,我早在一年前就通过自己“研究”出来了,那时候还不知道电磁炉里面的电路。   看来楼主也是自己研究出来的了。

我以前之所以不说,是我发现,有人更早知道了,而这类帖子,论坛里也有不少了。

而且看楼上几位的发言和以往的帖子,看来这已经是一个“共识”了
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vcasm
11年6个月前 IP:未同步
556515
回 8楼(月下孤狼) 的帖子
匝数少不是问题,也不是说不能工作在低频,主要看脉宽和变压器效率,前段时间为了调试电磁炮各种电压下IGBT导通时间损毁实验,做了一个很小型的数控电源,效率还可以,基本100uf电容上升到600伏几秒的功夫,发热很少。
IMG_0214.jpg

这是藏在液晶板下面的升压电路,实际上就是一个单场管反激升压器,拿液晶贴片高压变压器改装的,初级只绕了7匝。
IMG_0211.jpg

PWM是单片机利用运行的间歇时间段调制的,不是固定的PWM,程序逻辑根据输出电压百分比设定脉宽,根据工作时电池压降决定每个脉冲之间的间隔,非固定频率,测下来4K~17K之间吧,工作的时候还会由于MCU处理实时绘制液晶产生的间歇中断。

IMG_0212.jpg
+13
科创币
wenrui
2013-08-08
那个单片机是QFN封装??
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cdms11001作者
11年6个月前 IP:未同步
557060
回 11楼(vcasm) 的帖子
非常漂亮哈。
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cdms11001作者
11年6个月前 IP:未同步
557064
回 10楼(qwertylsc123) 的帖子
恩  我还在继续研究 还有很多不太明白
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cdms11001作者
11年6个月前 IP:未同步
557068
回 7楼(vcasm) 的帖子
我认为开关损耗不是问题。 因为8050/8550 最大电流能有1.5A 。  IRFP250 的最大驱动电流1MHz时 也就1A多点。完全没问题的。   可能你说那个  G极泄放是个问题。因为毕竟没有负压去有效驱动PNP管8550。   淘宝上卖的那种IGBT驱动厚膜电路集成块20几元一个, 是有负电压快速施法所驱动的砖的G极电荷的。  这点我还在想办法 解决
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cdms11001作者
11年6个月前 IP:未同步
557071
回 8楼(月下孤狼) 的帖子
匝数少确实 电路非常离谱。 我一般是串接一个扼流电感 。
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苦丁茶
11年6个月前 IP:未同步
557102
楼主可以玩玩PLL,推荐芯片CD4046
+1
科创币
tslahz
2013-08-09
不好调啊..TAT...
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坚持and突破
11年6个月前 IP:未同步
557606
楼主说的这真不是什么完美解决方案,建议看看相关专业资料,不过楼主的探索精神值得赞扬!
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kunx9
11年6个月前 IP:未同步
557796
MOSFET发热大,应该是在线性区时间过长了。

虽然MOSFET是电压控制器件,但是其栅极内部结电容较大,驱动能力不足时就会出现划过线性区时间过长的问题导致发热。

解决方法就是图腾柱驱动。
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守候有多难
11年6个月前 IP:未同步
559097
555输出不是没负压可以驱动PNP管8550么?为什么还要加一个图腾去驱动场效应管?一个三极管放大信号不就可以了?一直不懂这个问题!
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tc789456123
11年6个月前 IP:未同步
559704
回 19楼(守候有多难) 的帖子
用图腾柱驱动是因为驱动信号为低电平时npn管导通,G对地导通,GS电容放电,这是自己的理解,不知道对不对。
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tc789456123
11年6个月前 IP:未同步
559707
Re:回 19楼(守候有多难) 的帖子
引用第20楼tc789456123于2013-08-13 12:36发表的 回 19楼(守候有多难) 的帖子 :
用图腾柱驱动是因为驱动信号为低电平时npn管导通,G对地导通,GS电容放电,这是自己的理解,不知道对不对。
不是npn,是pnp,口误
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