【導(dǎo)讀】笨重的變壓器,大個(gè)電容。這種老舊電源也可用作兩個(gè)DC-DC PSU模塊的前端。讓我們看一個(gè)老變壓器背后的新故事。還記得很久以前的線性供電電源嗎?笨重的變壓器,大個(gè)電容。作為構(gòu)建EDN CDEL的一部分,我決定使用這種老舊的電源作為兩個(gè)DC-DC PSU模塊的前端。我來跟你分享一下這個(gè)老變壓器背后的新故事。
我還記得,多年前我計(jì)劃從頭開始搭建一個(gè)龐大的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。處理器準(zhǔn)備用68020或68030,并且我還搞到了VME原型開發(fā)板和機(jī)箱(盡管我不打算采用VME總線)。就像我的其它宏偉項(xiàng)目一樣,它沒有取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。但考慮到我對(duì)電源的新需求,我想起了為那個(gè)計(jì)算機(jī)項(xiàng)目而購(gòu)買的400 VA環(huán)形線圈套件(toroid kit)。
“環(huán)形線圈套件?”¬——你可能會(huì)問這是什么東西。當(dāng)時(shí)至少有一家制造商生產(chǎn)一系列這樣的套件,其實(shí)就是帶有預(yù)先纏繞好的初級(jí)線圈環(huán)芯。至于次級(jí)線圈,你可以根據(jù)自己的需要來纏繞。我一直使用14ga電磁線,因?yàn)檫@個(gè)電壓非常適合開關(guān)電源模塊。事實(shí)上,電壓由兩個(gè)16V繞組產(chǎn)生,為(非隔離)模塊產(chǎn)生兩個(gè)21 VDC電壓軌。因?yàn)殡妷翰恍枰{(diào)節(jié),這就避免了整個(gè)線性電源的低效率問題。其最大損失在于橋式整流器。
CDEL本身也需要供電:MOSFET驅(qū)動(dòng)需要12V(風(fēng)扇繼電器可能也需要),而其它部分則需要3.3V。這些都沒問題,我只要在這個(gè)“甜甜圈”上多放幾個(gè)線圈繞組就行啦。而且繞線也不一定必須是14ga。每轉(zhuǎn)可提供450 mV。
灌封
使用環(huán)形線圈,我快速構(gòu)建好一個(gè)半波供電電源來測(cè)試DC-DC模塊。在負(fù)載下,變壓器的嗡嗡/蜂鳴噪雜聲是相當(dāng)大的。我又想起幾年前為一個(gè)有源音箱定制環(huán)形線圈的經(jīng)歷。第一次灌封時(shí)有點(diǎn)噪雜聲(只是一點(diǎn)點(diǎn)),盡管環(huán)形線圈的噪聲不算大。第二次灌封時(shí),我告訴制造商使用環(huán)氧樹脂來灌封“甜甜圈”的孔洞。這下一點(diǎn)噪聲都沒有啦,真絕。
所以,這次我也想如法炮制。但是這次嗡嗡聲要大得多(我猜是因?yàn)榇渭?jí)繞組太松散),我決定把整個(gè)環(huán)芯都灌封好。但是,這可要用不少昂貴的環(huán)氧樹脂!也許用一些硅膠填隙劑來填充也可以起到同樣的效果。
好吧……我不敢推薦這個(gè)操作過程。雜亂一片,任何有硅樹脂的區(qū)域都要好久才能變干(遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如化學(xué)固化來得快。也許分2~4步來灌封會(huì)好些,每完成一個(gè)步驟就讓它干燥一天)。盡管看起來不太美觀,我對(duì)結(jié)果還是比較滿意的。
它徹底治愈了噪雜的嗡嗡聲嗎?沒有,不過噪聲的確降低了不少,至少有10分貝。當(dāng)我仔細(xì)聆聽時(shí),我意識(shí)到,接上交流電后嗡嗡聲會(huì)逐漸變大。
半...波...整流。變壓器的磁化是不平衡的,因?yàn)樗患虞d了一半時(shí)間。
有條件的朋友可以看看下面一段視頻,聽聽: https://youtu.be/g-58lCG_-oc
若使用適當(dāng)?shù)臉蚵?,嗡嗡聲就基本消失了。我仍然很高興為這個(gè)龐大怪物做了灌封。它還是比裸露的環(huán)芯要堅(jiān)固和安全得多。而且我預(yù)留了一個(gè)足夠大的“甜甜圈”螺栓孔,這樣以后若是需要還可以添加額外的繞組。事實(shí)上,我甚至?xí)砑右恍?4ga繞組,直接連接到一些固定電壓(可能是5V)電源轉(zhuǎn)換器的前面板接線柱?,F(xiàn)在已有第三個(gè)7.8V的原始繞組,我會(huì)對(duì)它做同樣處理。
你也可以定制自己的變壓器,而不必購(gòu)買套件。任何現(xiàn)有的環(huán)形線圈都可以,但我還是建議最好找一個(gè)環(huán)芯沒有灌封的線圈。
其它
@Brian park 評(píng)論說,用“填隙”硅膠灌封電子器件不是個(gè)好主意。除非你使用專門針對(duì)電子產(chǎn)品的硅膠,否則就會(huì)因釋放酸性物而腐蝕銅線。硅膠無法滲透和固定繞線,除非在繞線的同時(shí)就進(jìn)行灌封。我一直都只是使用一點(diǎn)清漆來固定繞組,無論是環(huán)形線圈還是EI變壓器,從來沒有噪雜聲。比繞線更重要的是固定EI變壓器上的鐵疊片。你是為那個(gè)大電容充電(橋路后)嗎?峰值電流也許是導(dǎo)致噪雜聲的罪魁禍?zhǔn)?,而不是半波整流?/div>
@作者 從視頻中你可以看到我使用的電容,即便在倍增峰值電流的情況下,環(huán)形線圈的容量也只用到區(qū)區(qū)5%。是的,我想我不應(yīng)該使用硅膠填隙劑來灌封PCB板,希望這不要對(duì)變壓器造成什么危害。 EDN讀者朋友,你有沒有類似的經(jīng)歷?有的話請(qǐng)與我們分享你的觀點(diǎn)。
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