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原创 第8期 原创赛

技术经验分享:Royer 振荡器问题

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lzlrobert
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  • 2017-12-4 12:20:09
技术经验分享:Royer 振荡器问题

说一个我碰到的一个问题吧。不知道群众对变压器是不是熟悉。一般都是安排变压器各个winding 的电感值,还有绕线方式,漏感值。winding 之间用什么绝缘。

展现问题是有多量量的生效,小部门是变压器加三极管同时损坏,足球社区互动。大部门是变压器坏的,显示板不显示,不开机。PCBtrace 的,但大部门都是变压器不工作。
具体电路图如下:

这是一个给VFD显示板供电的电源,用的是Royer振荡电路。

为什么叫Royer 振荡电路呢,因为很早以前, 可能1954 年,是一个叫 George H. Royer 的发明的,元器件数目少,足球社区互动。就是电路简丹利便,并且有专利。这个好处呢。 BOM cost 低了,广泛应用于 CCFL 电路中。
原理现实上是一个自激推挽式DC-AC 升压变换电路, 两个三极管, 两个基极电阻, 一个谐振电容及有几个绕组的变压器组成.
保藏保藏8
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lzlrobert
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  • 2017-12-4 12:25:26
接上文:
为了给群众熟悉一下这个ROYER 振荡器的原理。

实测波形如下:

开机起振波形:

两个三极管基级波形 ,足球社区互动。 两个三极管集电极波形


出的问题呢,就是有5% 概率的板子会不起振的问题,还有就是做高温的光阴也会有。借使这样的板子和仪器发进来,007足球论坛。或者歧用这块板子的仪器开了一段时间后会不显示,或者开机一段时间后,一般是开机。DOA FFR 品德问题了,即使那些经过出厂测试PASS 的仪器。
一入手三极管和变压器都是怀疑对象,三极管只是变压器异常之后的次生妨害,就是变压器异常招致的问题,第一足球网论坛。三极管依旧是好的。那么根据电路图问题很较着,虎扑足球论坛。说明变压器也坏了。有些变压器坏了的,也是不工作的,变压器拆下来放在好的板子上,有些三极管坏了的板子,但是经过收罗和统计信息。rating 异常大。




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lzlrobert
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  • 2017-12-4 12:31:56
接上文:
接下来入手对变压器进行分解:
首先就是去质变压器各个winding 的电感,结果很是沮丧,应用LCR 表测试变压器的电感值。
其他的都是各个电感值都在spec 限制内,和好的变压器对比在同样测试条件下。
测试条件可选的频次10Khz,100Khz, 测试电压也是可选的,50mV,100mV 1V 等。

由于工作可能在35Khz 左右,所以我10Khz 100Khz 都测试了;当然也试过供应商的出厂测试条件,结果就是除了那几个较着短路(没有电感值的)。足球社区互动。winding winding 间加大电压(300V ),看看漏电流值。winding 之间的寄生电容,都是pF 级别。

然后把这些fail 的变压器装到好的显示板下去,没有起振,依旧不能显示。 微放久一点(1 分钟)变压器就发热。
一旦示波器没有量到振荡波形。

同时做了以下实验:
应用双通道信号产生器模仿变压器的反应线圈。B 极。
不过还是没有输出电压,没有起振。

怀疑是不是负载太大,依旧不能起振。即使空载,应用存电阻负载,所以改良输出的负载。

那么我们就入手拆解变压器。
变压器视图 ,足球现场直播。 变压器实物

变压器ER 型的,选的BOBBIN BER14.5/6 ,然后磁芯是TDK PC40 ER14.5/6-Z
工作环境温度设定是的0~50°C, 贮存温度是-25~60°C, 必需知足回流焊的温度和制程要求。


由于拆变压器线圈,不知道是因为电流过大引起呢,熔解的也有,还是拆解造成的。足球直播论坛。然后绝缘胶带粘在了一起的也有,不知道是素来就有问题,一地鸡毛。拆线之后绝缘漆掉了的也有,群众拆过的都懂的。
变压器 绝缘胶带,技术体味分享:R足球社区互动oyer振荡器题目。

漆包线碎屑 ,分解电源技术。 某两个 pin 脚可疑短路


拆解之后,一段时间内,重新焊接变压器后,哇哈足球论坛。因为我们换下来的板子,为什么这么怀疑呢,看看是不是回流焊的温度影响招致,我们定夺做实验,看到这些惨绝人寰的图片。failure 。而且同时我们也怀疑磁芯,查阅资料后。thermal shock ,招致外部细小crack ,从而招致过早的饱和,招致生效。

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lzlrobert
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  • 2017-12-4 12:37:45
接上文:
接下来要求SMT 供应商做了一定数量的板子,同时发送一些生效的变压器非供应商去做生效分解,技术。而不是回流焊,要求这个变压器手焊。5 片没有安装过的core 给我们。
Quality 部门根据failure rate confidence level ,计算sample size ,拿一些即使没有生效的仪器去做高高温。DOA FFR 的风险。
根据现有生效形式,网上买了定时继电器,体味。所以我们模仿客户开关机,都是开机后就生效了。Power on/off 实验,来看看实验结果。
对生效的变压器,输出功率最大,在工作频次下,还用信号产生器收回正玄波。winding ,去测其winding 的电压曲线,且都是依据线圈等比例输出波形;这样做只能做个参考,分享。输出波形一个样,发现好的和坏的变压器。50ohm 输出阻抗,激励线圈加上连线的阻抗在工作频次下可能有差异,r。电压输出。
同时,尝试去测了一下磁芯core 的磁化曲线:
为了分别获得生效的变压器的磁芯和线圈+bobbin ,拆坏了好几个。
方法就是赵修科老先生写的《开关电源中的磁性元器件》第四章的4.4 节。
线圈+bobbin+磁芯

公式以及推导过程

没有音频信号产生器,手上正好有一个AC Current Source ,能够输出100mA 的交流电压,输出频次可达100Khz, 这里我们只需要工作频次35Khz 就好。
结果如下:




正如图片里所写,根据磁芯特性。B 值的话,驱动电流得500mA 以上,所以不能完全描画出B-H 曲线。B-H 曲线,看看是不是磁芯的问题。

磁芯供应商后来也准确在不同温度下测了几个生效变压器的磁芯的B-H 曲线:
确认磁芯没有问题。这下裁撤了我们怀疑是磁芯受到thermal shock 的疑虑。
不同温度下(25℃和100℃)测的磁芯数据

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lzlrobert
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  • 2017-12-4 12:39:54
与此同时,同时手工焊接变压器的结果进去了。100 片。

在磁芯供应商反应给我们B-H 曲线之前,发现有的居然能工作了,足球。偶尔将生效的变压重视新装上板子去试的光阴(手工焊接)。….
同时做了实验,可能工作;5片坏的变压器线圈用好的磁芯去试,社区。将3片坏的变压器磁芯换上好的变压器的线圈。

这下不可能是磁芯的问题,因为只是手工焊接。shock ,也不可能对bobbin 有任何影响。


立地反应供应商,回答是没有,互动。然后问问供应商能否有测试匝间耐压这一项。

借来了匝间耐压测试仪(impulse test )之后,一较量,对好的和坏的变压器。
后来的结果,敦促供应商改善,我想群众也就知道了。
impulse匝间耐压测试仪
测试结果

关于匝间耐压测试,这个是有国标的( GB/T ),是应用较量方法得出结果,原理如下:


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lahoward
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  • 2017-12-4 13:55:24
磁芯质料选得不太对了。 矩形磁滞曲线,非晶磁芯,参考: 开关电源安排,第三版。

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lzlrobert
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  • 2017-12-5 10:04:14
嗯,有哪几家做非晶质料的,没用过非晶磁性质料。这个供应商多吗。
借使方形磁性磁滞曲线的话,变压器损耗会不会变很大。
三极管的rating选的很大的。





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lahoward
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  • 2017-12-6 08:46:05
我们来看一段这本书上是何如写的:
6.6.oyer。4.4 Square Hysteresis Loop Materials for Royer Oscillators

The transformer core for a Royer oscillator,振荡器。 must have a square hysteresis loop. If the loop is not square,题目。 turn “on” flipover from one transistor to the other will be sluggish,分解。 and in the worst case may not occur.电源。 The “on” transistor may push the core to the top of the hysteresis loop and hang up there,技术。 delivering sufficient base drive to keep itself “on,足球。” yet not turning the opposite transistor “on.论坛。” If this occurs,技术体味分享:R足球社区互动oyer振荡器题目。 the partially “on” transistor will fail in a few tens of microseconds.

简单讲 Royer Oscillators 必需是矩形磁滞曲线磁芯,否则,导通的一管一直在导通,一管导通后另一管可能不能导通。



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lzlrobert
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  • 2017-12-6 12:41:19
嗯,谢谢,我下英文版的好好看下。
在我这里,基级停留在0.分解电源技术。5V或者其他电压的缓慢下降。丈量的管子开关曲线上文也有,是没有文章说的缺陷。
但是书上这么说,我留心研究下。

电路形式的区别:反应线圈那里并没有主旨抽头。


然后,论坛里的大牛那么多。
群众交流一下吧
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lahoward
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  • 2017-12-6 17:03:55
从你这段文字中我觉得。

然后把这些fail的变压器装到好的显示板下去,没有起振,依旧不能显示。 微放久一点(1分钟)变压器就发热。

下面这个实验并不能说明反应没有问题,因为你外加信号。

同时做了以下实验:
应用双通道信号产生器模仿变压器的反应线圈。B极。
不过还是没有输出电压,没有起振。

CCFL(冷阴极灯)驱动器很久以前也做过,后来只能降低输出功率委曲混过去,我做的就烧,哇哈足球论坛。但人家的就是不烧,完全和人家的样品做得一样,什么来因一直不懂,一经整批烧过。

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lzlrobert
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  • 2017-12-6 21:07:34
嗯,是的。
即应用信号产生器外加信号,也没有交替起震,足球。也没有输出,压迫起震,把反应线圈完全隔离断开。
反应线圈有没有问题另外需要只身看。
我写的太不留心了,谢谢指正。
接下来我会延续跟踪这块板子的品德的。



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lzlrobert
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  • 2017-12-6 21:19:48
对了,那时你做的这个CCFL的计划。

25
lahoward
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  • 2017-12-7 08:53:59
磁芯PC40,这是CCFL灯的特点,点灯后跌到300多伏,社区。上海赢赛拉的磁芯。三极管用的。输出电压1000多伏。

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lzlrobert
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  • 2017-12-8 17:23:38
书的那个章节看了。

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lahoward
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  • 2017-12-8 17:29:52
不是方形磁芯磁芯,是矩形磁滞曲线。
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lzlrobert
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  • 2017-12-9 10:23:06
嗯,是的还是没看懂为啥用矩形磁滞曲线磁芯。
而且它的图片原边电流波形是除了后面尖峰凸起部门后面都是DC,这个我觉得不对。互动。
你说你以前做过的CCFL用的是PC40。
望指正 ,谢谢!
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lahoward
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  • 2017-12-9 16:08:17
用PC40磁芯是不对的,也许这就烧变压器的来因。 A Royer oscillator is an electronic relaxation oscillator that employs a saturable-core transformer.
其中也说道: The need to use a saturable-core limits the choice of core material.
因此用饱和磁芯是必需的。由于需要用饱和磁芯因此限制了磁芯的选择限制。

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lzlrobert
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  • 2017-12-9 20:45:23
嗯,Wiki的意思我理解的就是说Royer振荡器需要让磁芯末了工作在饱和形态从而来切换高低管。
不过今天看第八届哇哈足球的研讨会记录,内中还真有分享磁芯的。
沐磁科技 邵革良.pdf (4.98 MB, 下载次数: 173)



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心如刀割
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  • 2017-12-10 13:33:01
感应好高深的学问
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lzlrobert
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  • 2017-12-11 12:41:43
矩形磁滞曲线要求的磁芯,我没有理解。
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lahoward
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  • 2017-12-10 15:03:09
看了一下。
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lzlrobert
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  • 2017-12-12 22:05:55
看了许多CCFL的,貌似没看到用矩形迟滞曲线的磁芯...都是用的铁氧体。
我觉得书上的电路三极管的电流尖峰可能通过基极电阻设定来限制即可,限制Kohm级别。
不知道矩形磁芯和一般的磁芯价格差几许...


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lahoward
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  • 2017-12-13 07:51:44
对这个电路及这种磁芯我也不是很不清晰。
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lzlrobert
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  • 2017-12-14 09:42:49
en,现在这种电路准确不大作了。
网上准确分解的也较量少,越发对磁芯的分解。我是还不太明白书上说的那个矩形磁滞曲线磁芯的意义。

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nc965
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  • 2017-12-26 15:51:06
估计它的意义在于更容易起振。
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nc965
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  • 2017-12-26 15:50:02
铁氧体就是矩形迟滞曲线的,特别是锰锌铁氧体,镍锌铁氧体稍差,铁硅铝磁芯就更差得远了,但这都是相对的。
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lzlrobert
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  • 2017-12-5 10:17:40
接上文:
后续,准确发现了一些匝间耐压测试不过的,供应商对库存产品经过匝间耐压测试后。
经过匝间耐压测试后的变压器,我们试了几百片。
然后要求变压器厂商工艺和质料要做好。
结论就是因为测试条件的来因(applied voltage and freqency)与现实应用有辨别,即使变压器各线圈的电感值在spec之内。
写这个呢,觉得变压器出厂肯定会测试各个线圈电感,觉得匝间耐压何如都该当OK,是因为以前不太清晰匝间耐压测试。


做个探望。
群众可能留言回复下。
变压器这个东西真的太庞杂了。
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liguanghui2588
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  • 2017-12-5 11:05:45
楼主这帖子异常不错啊。
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lzlrobert
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  • 2017-12-5 14:39:58

是指绕组(winding)之间的耐压吗?测试条件是300VAC。
借使是指匝间(interturn)的话,测试条件是0.2KV~1KV impulse下。
请多指教哈。
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liguanghui2588
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  • 2018-2-5 09:19:18
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向您指导,我对这块不是太懂
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心如刀割
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  • 2017-12-5 22:12:45
长见识了,谢谢楼主的分享
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lzlrobert
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  • 2017-12-6 12:53:28
接上文:
网上搜了下匝间耐压测试仪的原理。
然后这篇文章我传为附件了。
匝间耐压测试仪的波形形成机制和工作原理.pdf (258.25 KB, 下载次数: 100)






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  • 2017-12-5 21:21:01
供应商肯定不会说自身有问题的了,哈哈
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  • 2017-12-6 12:54:47
是的,都是我们要求它做什么分解,才做的。
没举措,供应商很牛的。
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  • 2017-12-5 21:23:12
工作温度设定是的 0~50°C,工作温度限制很低哦。
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  • 2017-12-6 12:16:07
一般都只在室内。
开机运转肯定变压器肯定上50°的。下面文章笔误了,是工作环境温度。
谢谢指正。
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  • 2017-12-5 21:23:52
测试条件可选的频次 10Khz,100Khz, 测试电压也是可选的, 50mV,100mV 1V,
这个你们测感量,差异大吗?
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lzlrobert
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  • 2017-12-6 12:09:16
借使心愿条件下,该当是没区别的。
我对这个变压器在LCR(最高电压1V,最高频次100Khz)能抵达的限制内测试电感,感应区别不大。
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  • 2017-12-6 21:10:13
不心愿是什么情景?
有什么因素会招致不心愿?
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lzlrobert
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  • 2017-12-7 11:42:10
寄生参数,测试连线等;
变压器也不是一个心愿的变压器嘛,有ESR,寄生电容等。
至于LCR表测试原理,我没研究过。
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lzlrobert
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  • 2017-12-18 20:09:44
关于royer振荡器的变压器磁芯磁滞曲线的要求。
方形磁滞曲线的磁芯有网友用过吗?
用过的来分享下应用用处。

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deep_thought
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  • 2017-12-19 16:50:31
不知道你说的出问题的绕组是指输入的还是输出的?分别总电压是多高?共几许匝?共几许层?绕组的温度会抵达什么水平?用的是什么规格的铜线?
所有这些,都对你提到的问题有影响。
40
lzlrobert
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  • 2017-12-24 13:52:32
嗯,多谢。 开关电源安排第三版内中说royer必需要用磁滞曲线为方形的磁芯,这该当不是必需的吧?是需要根据你说的那些条件来具体问题具体推敲,我有点不太明白。


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deep_thought
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  • 2017-12-24 18:32:37
我们以前做CCFL电路,也是用的普通铁氧体磁芯。
42
lzlrobert
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LV8
副总工程师
  • 2017-12-24 22:44:25
嗯,准确写了royer振荡器说必需要用方形磁滞曲线磁芯,但是 开关电源安排 第三版里,我看到的CCFL计划也没有说一定要方形磁滞曲线的磁芯。
谢谢你哈!我也觉得一般铁氧体也是可能的。
43
deep_thought
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LV8
副总工程师
  • 2017-12-25 11:25:51
恩。你的产品问题,所以分红很多槽,因为次级是高电压,绕线工艺等相关。以前我们做CCFL时,铜线材质,工作温度,这个跟匝间或层间耐压,好像是匝间或层间短路引起。
44
lahoward
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LV10
总工程师
  • 2017-12-25 14:52:13
你提到了很关键的问题:变压器骨架分槽。


45
deep_thought
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LV8
副总工程师
  • 2017-12-25 15:52:01
是这样的。
56
liguanghui2588
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  • 2018-1-2 14:49:48
  • 倒数7
这个分槽有啥好处吗
48
lzlrobert
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LV8
副总工程师
  • 2017-12-26 13:42:10
凶恶
49
lzlrobert
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副总工程师
  • 2017-12-26 13:46:32
是的,凶恶。 起初要有问题发到论坛下去指导下就好了。
46
nc965
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  • 2017-12-26 12:13:49
用意思,讲故事一般。
47
lzlrobert
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副总工程师
  • 2017-12-26 13:33:30
N版,请忽略我渣渣的叙事才干 。结论在8楼和19楼。就是变压器匝间耐压有问题。
52
nc965
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  • 2017-12-26 16:22:44
借使你一入手就说明你的空载输出上kV了,就不需要太多的分解。
下面这个是2.4KV的,安排阶段就要这个样子才行。 供应商工艺和品德以及出厂检验流程的问题。

53
lzlrobert
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  • 2017-12-27 13:07:45
  • 倒数10
额,输出电压才60V.没有上千伏,我这VFD供电。
不过我还是学到了。
指导下,还有哪些限制条件,什么情景下变压器需要开槽呢?除了输入输出电压值高以外。
54
nc965
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  • 2017-12-27 15:34:52
  • 倒数9
满载输出60V,空载呢?你要究查。
漆包线标称耐压减半再减半,即最高1/4耐压。
55
lzlrobert
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  • 2017-12-28 15:07:28
  • 倒数8
空载不超出70V。变压器用漆包线的标称电压的1/5,漆包线标称电压是从IEC获得的。
57
lzlrobert
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LV8
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  • 2018-1-3 12:03:13
  • 倒数6
附上漆包线规格。从一家厂商处所得。
ELEKTRISOLA_EnCuWire_IEC_Datasheet_zho.pdf (416.07 KB, 下载次数: 84)



59
XIAOTU80
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  • 2018-2-5 23:14:25
  • 倒数4
第一个电路图看着隐隐不大清晰,输入电压限制。
60
ky1755
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  • 2018-3-6 17:01:57
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好文章,越来越喜欢这里!!!
61
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  • 2018-4-1 20:04:09
  • 倒数2
看了这个帖子,学了很多!最近也在尝试做一个royer电路。
1.三极管Vce尖峰特别大,感应像是做了钳位,看了下楼主的波形尖峰很小,不知道是不是线路太长招致,板子自身用面包板焊接的,不知道什么来因。
2.还有也是关于磁芯材质的问题,磁芯我用的是罕见的pc95暂且看可能一般起振。
3.推挽的磁通不均衡问题有没有做特地的办理,常温运转了几个小时没展现问题。
62
千里良驹7576
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LV2
本网技师
最新回复
  • 2018-4-1 20:04:49
  • 倒数1
看了这个帖子,学了很多!最近也在尝试做一个royer电路。
1.三极管Vce尖峰特别大,感应像是做了钳位,看了下楼主的波形尖峰很小,不知道是不是线路太长招致,板子自身用面包板焊接的,不知道什么来因。
2.还有也是关于磁芯材质的问题,磁芯我用的是罕见的pc95暂且看可能一般起振。
3.推挽的磁通不均衡问题有没有做特地的办理,常温运转了几个小时没展现问题。
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