超微电容充电模块最终版~电路及经验分享~
奶酪 2014-5-25电磁炮
本帖最后由 奶酪 于 2014-5-25 18:35 编辑

先上图,晚点把电路手稿贴上来。

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+10  科创币    博丽灵梦   2014-05-25   鼓励交流
+30  科创币    最高主机泡泡   2014-05-25   这个必须支持
+5  科创币    发电机   2014-05-25   感谢分享
+25  科创币    caesar_king   2014-05-25   高质量发帖
+25  科创币    lovevirus   2014-05-25   再接再励
+50  科创币    着迷者1   2014-05-26   不错,小体积,大功率,就是价格太高了
+10  科创币    胖喵可不胖   2014-05-26   再接再励
+50  科创币    q81919119   2014-05-26   高质量发帖
+50  科创币    badboy-fly   2014-05-26   高质量发帖
+25  科创币    go炮君   2014-05-27   高质量发帖
+50  科创币    听我说瞎话   2014-05-28   奶酪大做
来自:物理高能技术 / 电磁炮
33
只想听人说
8年1个月前
1楼
其待原理图!
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只想听人说
8年1个月前
2楼
其待原理图!
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硝化肌肉
8年1个月前
3楼
表示支持,期待详细内容
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Selphone
8年1个月前
4楼
好东西啊 收藏了
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13721225643
8年1个月前
5楼
这体积……很好奇功率和价格如何?
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※♂土豆♀※
8年1个月前
6楼
[s:420]模块化就是漂亮!顶!
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奶酪作者
8年1个月前
7楼
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奶酪作者
8年1个月前
8楼
本帖最后由 奶酪 于 2014-5-25 23:38 编辑

部分模块指标及特性:

平均功率:25瓦 ---- @12Vin
宽输入电压:7-17V ---- 专为2至4串锂电设计
平均效率:89.7% ---- @12Vin
平均空载电流:10mA
提供一个I/O端口可供单片机连接
间歇工作模式 ---- 待电容充至目标电压后转为间歇工作
可自定义的输出目标电压 ---- 通过调整R9实现
可承受的短时间输出短路
完全的输入输出隔离
可长时间工作无明显发热元件 ---- MOS无须散热措施
尺寸超小:29mm x 29mm x 18mm ---- 不含引脚

4700uF充至300V耗时约10秒
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奶酪作者
8年1个月前
9楼
本帖最后由 奶酪 于 2014-5-25 23:17 编辑

一些特别有意思的地方:

本方案成本超高,不建议仿制[s:9] ;
主控制芯片为凌力尔特的LT3748,其驱动能力超强,配合英飞凌的超低Qg的MOS管IPI180N10N3,做到了极低的开关损耗,实测上升及下降沿在25ns以内,故在此等级的功率下基本无发热;
变压器为美国线艺的DA2034-AL,匝比10,初级峰值电流10A,赞叹如此小体积能够做到这个级别;
因输出电压非常高,故检测部分采用了TL431的低功耗版TLVH432,配合达林顿输出的光耦TLP127,使得偏置电阻的阻值可以尽可能的大一些,降低无谓损耗,R7为510K,2512贴片封装;
间歇工作部分的电路是本方案中最为奇葩的,采用了延迟复位芯片CAT803T,以尽可能减少元件数量和尺寸;
本电路提供唯一的一个I/O端口,可供单片机连接,当此引脚作为输入时,悬空或高电平为工作,低电平为停止,当作为输出时,高电平为正在工作,低电平为已达到目标电压;

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奶酪作者
8年1个月前
10楼
本帖最后由 奶酪 于 2014-5-25 23:19 编辑

另外想分享的一些:

针对电容充电这个蛋疼的需求,查阅了无数资料,实践了10多种方案,基本上就是几个大方向 - 恒流/限压/间歇维持,具体原理性缘由就不多做阐述了;
按个人通俗的理解,恒流指的是通过电感特性所输出能量的方式,即电流不因负载而变化,电压因负载而变化,而这个转换特性所对应的基本就是flyback/boost/buck系列拓扑,而我的需求之一是隔离,故最终选择了flyback,即反激;
那么在反激中,又分为多种工作模式,如连续CCM、断续DCM,临界BCM,准谐振QR等,对于纯容性的输出负载而言,每个周期放电完毕后再进入下一个周期是最合理的方式,也就是临界或准谐振模式最适用了,这里所使用的LT3748是具有临界模式控制特性的芯片;
本方案作为电流模式的PWM,每个周期的输入峰值电流限制在10A,这就要求电流检测的阀值电压不能太高,否则会有相当大的效率损失(例如UC3843的阀值为1V,那么每个周期在检测电阻上所消耗的峰值功率会高达10瓦);
对于任何一种开关电源拓扑,变压器都是关键中的关键,这里我想说尤其是反激电路,要保证漏感尽可能的低,否则将会在初级造成非常高的尖峰电压,通常需要使用RCD吸收电路,这里由于采用了质量上乘的进口变压器,实测漏感很低,故只使用一只双向TVS作为保护;
最后,为了即能满足所有需求,又能把电路塞进如此小的空间中,所采用的元器件几乎都是非主流,恩~这确实是个坑。

附LT3748数据手册:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/docs/en/datasheet/3748fa.pdf
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Cleyton
8年1个月前
11楼
挺好看的,有点像看门狗里面的那块东西,就是不知具体成本多少
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yurifreeman
8年1个月前
12楼
支持!!真漂亮啊~~~~
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核动力毛驴
8年1个月前
13楼
贺电贺电,终于大成
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whd1982
8年1个月前
14楼
蛋疼型土豪玩具。。。器件成本的零售价接近100了吧?。。。
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lxj勇敢的心
8年1个月前
15楼
大师级别的设计~~~~厉害学习了~~~
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胖喵可不胖
8年1个月前
16楼
大赞!功率再高一倍就完美了
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go炮君
8年1个月前
17楼
完美
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go炮君
8年1个月前
18楼
完美
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听我说瞎话
8年1个月前
19楼
奶酪,你这么厉害你家里人知道么....上次你给我的那个zvs方案我还没搞定呢,你这又出新玩意,感觉自己现在像是小学生[s:10]
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听我说瞎话
8年1个月前
20楼
奶酪 发表于 2014-5-25 22:24


这板子做的太漂亮了!两年幸苦没有白费啊!科创比明天敬上!
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金坷居士
8年1个月前
21楼
奶哥也走高端路线了攒体积控制到这个程度相当厉害了
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金坷居士
8年1个月前
22楼
奶哥也走高端路线了攒体积控制到这个程度相当厉害了
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大連醜男
8年1个月前
23楼
这片子好像本身可以初级折射电压来检测次级的电压,为何需要其他的电路来检测呢?
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奶酪作者
8年1个月前
24楼
大連醜男 发表于 2014-5-28 18:52
这片子好像本身可以初级折射电压来检测次级的电压,为何需要其他的电路来检测呢?


确实这颗IC有带PSR原边反馈的功能,但对于较大功率应用以及纯容性负载下容易造成输出电压不稳,同时也必须使用较大的假负载,造成无谓的效率丢失。
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ufo007sss
8年1个月前
25楼
Cleyton 发表于 2014-5-25 23:16
挺好看的,有点像看门狗里面的那块东西,就是不知具体成本多少


看门狗玩上了?神马显卡?我的是760[s:12]
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奶酪作者
8年1个月前
26楼
金坷居士 发表于 2014-5-28 14:19
奶哥也走高端路线了攒体积控制到这个程度相当厉害了


没办法需求太变态,其实原定目标是同尺寸50瓦的。。。
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奶酪作者
8年1个月前
27楼
金坷居士 发表于 2014-5-28 14:19
奶哥也走高端路线了攒体积控制到这个程度相当厉害了


没办法需求太变态,其实原定目标是同尺寸50瓦的。。。
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Cleyton
8年1个月前
28楼
ufo007sss 发表于 2014-5-28 21:03
看门狗玩上了?神马显卡?我的是760


7870
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hjs2288
7年5个月前
29楼
很好奇这东西的售价。。
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595051294
7年5个月前
30楼
土豪的玩具....
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老崇鱼头
7年5个月前
31楼
引用 奶酪:
本帖最后由 奶酪 于 2014-5-25 23:19 编辑

另外想分享的一些:

针对电容充电这个蛋疼的需求,查阅了无数资料,实践了10多种方案,基本上就是几个大方向 - 恒流/限压/间歇维持,具体原理性缘由就不多做阐述了;
按个...
楼主,我想指出一处错误:“电流检测的阈值”,这个不叫“阀值”而是叫“阈值”。
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fusecn
7年5个月前
32楼
的确非主流,主要器件在我这个小县城都别指望人听说过,楼主造出来成本多少?可以发售不?
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