等离子扬声器制作过程以及简析
奇侠2012/06/12高电压技术 IP:广西
考完高考,现在我终于有时间写这篇帖子了。先弄了个简单的tl494等离子扬声器。
好了,先废话一下PWM调制。什么是PWM呢,百度得来:
脉冲宽度调制(PWM),是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制,是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
而我从示波器上可以看到,所谓的PWM调制音乐,实质就是调制方波的占空比。示波器上的波形,在上升沿和下降沿是模糊的,一直都在抖动。随着音乐信号的强弱,ontime在变化,ontime的变化带动着电弧声音的变化,功率在一定范围内忽大忽小,电弧声音就是出现不同,如果这个ontime的变化是我们所认为的音乐的话,就出现了优美动听的音乐。当然,也许别的动物并不觉得我们的音乐有多么优美。。。。
我在洞洞板上乱焊了一个。以大家常见的这张图为基础,顺便进行了小小的修改。如图:此为原图
QQ截图20110612204302 tl494.png
小小的改动,红色为改动区域。
QQ截图20110612204328 tl494修改.png
实物图如下:(16V供电,音频输入用了0.45uF的电容,同时并上一只102电容)
QQ截图20120610151119.png
供电电源经过倍压整流+LM7818稳压。电压稳定在18.31V左右
QQ截图20110612203902.png
一开始时按照原图做的时候,发现频率最高只有50K Hz左右(频率计测试),如图:
图为50K 左右Hz的波形图。示波器为学生示波器。
QQ截图20120610151102.png
对这么低的频率相当不爽。。。。。遂把其中的104和103电容换成了103和102,这么一改进,最高频率立马飚上了400K Hz左右。这给我以后的要做的SSTC提供了便利。如图;
图为400K Hz下的波形图。看得出来,虽然这个学生示波器标的最高可以测2M Hz的波形,但是这个时候可以从图中看出波形已经变形。
QQ截图未命名.png
之所以我会说这么多波形的问题,是因为驱动的波形对场管的发热以及音质有一定的影响,特别是对于使用单管的情况下。好的波形是场管坚持工作持久的基础。
在这里,我采用的是单管推高压包。主要是制作简单。管子用了我们常见的4pc50ud。一开始的时候我是在494的9、10脚并起来后直接推这个4pc50ud,本来波形是好好的,接上G、S脚之后,完美的方波顿时恶心了。。。。。明显是驱动能力不足造成的。如图,两个比较
漂亮的
QQ截图未命名4.png
恶心的
QQ截图20120610151145.png
可以看到,上升沿还算过得去,但是下降沿就不行了,这很容易造成管子发热巨大。
遂加了一级8050/8550图腾,,这个地方值得注意,494与图腾之间加一只1K的电阻,好了,看看,驱动能力对这么一个4pc50ud还是绰绰有余的。漂亮的驱动波形,
QQ截图20120610151132.png
嗯,上升沿和下降沿锋利。由于没有数字示波器,所以延时自然就测不出来了。
在这里,我也啰嗦一下管子的保护。GS间加18V稳压管,同时别忘了在G前串上一只4.9Ω的电阻,反相串二极管加快关断。
应邀小翠的建议,在这里我说一下DS间并的RC吸收。图如下
QQ截图20110612203917.png
对于RC吸收,我也是最近才接触,以下资料是我在网上搜索了一阵子之后找到的。但是并不一定是正确的,应该以实际微调为主。
From internet:
C=(2.5-5)×10的负8次方×If  If=0.367Id  Id-直流电流值 
R=((2-4) ×535)/If=2.14-8.56  选择10欧  
PR=(1.5×(pfv×2πfc)的平方×10的负12次方×R)/2  Pfv=2u(1.5-2.0)  
u=三相电压的有效值阻容吸收回路在实际应用中,RC的时间常数一般情况下取1~10毫秒。      
小功率负载通常取2毫秒左右,R=220欧姆/1W,C=0.01微法/400~630V/。        
大功率负载通常取10毫秒,R=10欧姆/10W,C=1微法/630~1000V。
Finish。
既然这一切都解决了,那么就可以上电了。提醒下,驱动电压最好高于15V。把频率和占空比调到适合的状态,此时电弧是安静的。Ontime不要太大。
上电后,驱动波形发生了一系列的变化。这个地方严重影响着音质。
电弧安静状态下
QQ截图未命名2.png
波形基本保持不变,此时音质最好。没有杂音。(这个地方,我在GS间加20V稳压管,各位在制作的时候一定要记住加上。)
有兹拉声的时候
QQ截图未命名3.png
波形出现毛刺,变差,烂音质的来源之一。
由于今天人品问题,想拍一些视频下来的,但是管子单独供电电源没有解决,而且不明原因把我的8050/8550图腾烧了,所以没能拍上视频。过段时间再补上吧。到此结束。
                                                                                --------奇侠 2012.6.12 QQ截图20120610151012.png
QQ截图未命名1.png
+40  科创币    任某人    2012/06/13 不错~
来自:电气工程 / 高电压技术
16
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~~空空如也
坚持and突破
11年10个月前 IP:未同步
406658
个人认为GS间加稳压管毫无意义!
+1
科创币
奇侠
2012-06-12
有些地方是可以省略。但是,用在TC上的时候还是加上的为好。
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坚持and突破
11年10个月前 IP:未同步
406663
原来是将来用到TC上啊,怪我没看清。我还刚想吐槽一下这个恐怖的400KHz呢。呵呵![s:233]
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坚持and突破
11年10个月前 IP:未同步
406666
139_23923_97cda377abd3d28.png
139_23923_3745c2118ef0cb3.png

给你推荐一个半桥的!
+1
科创币
奇侠
2012-06-12
其实不是我不上半桥。。只是感光器材没来,做不了板子。板子都已经画好了的。
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奇侠作者
11年10个月前 IP:未同步
406667
其实不是我不上半桥。。只是感光器材没来,做不了板子。板子都已经画好了的。
而且。。。对你给的图有些疑问,一个3525直接就可以推半桥啦?没有这么强大的驱动能力吧
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坚持and突破
11年10个月前 IP:未同步
406671
回 4楼(奇侠) 的帖子
有的,你可以查查SG3525手测,(我那个图也不是我原创的,是老外的,实物都做出来了!)其实你上面说的你的494驱动能力不强,关断的波形变形,其实那不是驱动能力的问题,是关断后mos G极没有放电的通路。加上图藤以后下管的PNP为G极放电提供了通路,波形自然好了。
+1
科创币
任某人
2012-06-13
正解+1
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奇侠作者
11年10个月前 IP:未同步
406677
回 5楼(坚持and突破) 的帖子
我懂你说的那个。关断电路,采用三极管作为放电是把。而且在PDF上说,9/10脚连接在一起输出可达400mA的驱动。但是也该注意到一个,不加图腾的时候上升沿出现了类似尖锋的波形。
顺便还有一个,那个图3525的驱动电压只有12V,那么个人感觉上,GDT的绕制就不是1:1的比例了。个人习惯用15V以上电压驱动
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闪电侠007
11年10个月前 IP:未同步
406694
各位.. 图腾是什么东西??[s:275].... 是不是MOS  或 igbt 前的 中级信号放大 电路?
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普利子蛋
11年10个月前 IP:未同步
406728
离子弧扬声器把》????
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jxs
11年10个月前 IP:未同步
406739
高压包最佳频率是几十K,你给他上400K。。。给494的9 10脚加个下拉电阻吧,看过这货的内部图就知道不能输出低电平,图腾柱的PNP管加了也白搭,都不导通。。。MOS的G极没得放电,开关变慢,发热。。。
+1
科创币
奇侠
2012-06-13
可能大家理解错我的意思了。这里的400K指的是最高能调到的频率。驱动高压包当然用不到这么高的频率了
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任某人
11年10个月前 IP:未同步
406766
回 9楼(jxs) 的帖子
嗯没错。。400k磁损会很可怕哦。。
494是集电极或者发射极开路。。输出必须加上拉或者下拉。。然后再进图腾或者mos。。不加上下拉加了图腾也不能保证对图腾上管或者下管的控制。。
另4楼。。管子推起来其实不难。。只要瞬间功率够能把结电容冲起来就好。。3525内置两只输出bjt接图腾的话两组输出就相当全桥。。bjt瞬间耐流还是挺值得信赖的。。
另。。稳压只要尖峰不超过管子极限就没事。。50ud挂个440tvs足矣。。18v的稳压管估计死得快。。要是rc没调好尖峰常态功率还是很大的。。一W就能把稳压管干掉。。况且600v的管子用在低压不太经济。。igbt在低压至少也有1-2v的压降。。这一下就把效率降了好多。。所以低压离子扬声器用mos足矣。。
+10
科创币
奇侠
2012-06-13
正解。用50ud主要是。。没有别的mos用了。没办法。。。
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罗小丙
9年5个月前 IP:广西
730438
楼主,我照着你第一张图做了一个,通电30s左右,MOS管发热特别大(已经加了散热片),正常么?有什么方法解决?
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奇侠作者
9年4个月前 IP:安徽
730790
引用 罗小丙:
楼主,我照着你第一张图做了一个,通电30s左右,MOS管发热特别大(已经加了散热片),正常么?有什么方法解决?
硬开关情况下,MOS管发热大是很正常的。结局方法是在电路没有问题的前提下,请加大散热器并加强风冷
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罗小丙
9年4个月前 IP:广西
730948
引用 奇侠:
硬开关情况下,MOS管发热大是很正常的。结局方法是在电路没有问题的前提下,请加大散热器并加强风冷
嗯,目前我已经把散热器泡水里了,总算是不热了。做单管的的果然还是太多缺陷了,功率不够,声音太小,功率上去了,场管又受不了。
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黑衣的刺客
9年4个月前 IP:广西
732963
好帖子
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dakdc
9年4个月前 IP:陕西
733152
好贴,学习了
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