【可能是大坑】直流变压器的工作原理是怎样的?
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KOF2002FANS 楼主
1楼我先来安利一个倾慕已久的大触。。
此人B站ID为Animenz,是个专门把动画音乐改成钢琴曲的超级大触。2010年他开始在油管上传钢琴视频,是个经常使用Steinway & Sons的土豪,经常关注动画音乐钢琴这个领域的应该已经有很多人知道他了(另外还有触手猴啊,tehishter什么的)。
Animenz的改编水平属于丧心病狂的那种,本人钢琴水平也是属于演奏级的。出身于德国某音乐学院,因此德系古典的味道浓重,能练好此人改编谱子的实在不多。。
近期他的东京食尸鬼OP在B站技惊四座,Bishi在微博一推立马就火了,目前已有2万+弹幕,4600+硬币:
http://www.bilibili.com/video/av1989613
最近其实还做了舰娘的ED和OST改编,不知道为啥刚刚被B站撤了。。不过油管上他的频道里还有,可以去看看
另外他自己在B站并没有搬运以前在油管上的视频,都是别人自发替他搬的,也可以找找,比如说这个屌炸天的罪恶王冠之
拔剑神曲
βίος:
http://www.bilibili.com/video/av228074/
他人制作的合集:
http://www.bilibili.com/video/av418435
2015年04月18日 21点04分 1
level 13
KOF2002FANS 楼主
3L开始讲正事儿
2015年04月18日 21点04分 2
如果你有什么问题尽管问;如果你有什么让我能讲得更好的建议,please do not hesitate to tell me
2015年04月19日 00点04分
感觉挺起来还是触手猴更萌一点
2015年04月19日 12点04分
@laserdog 触手猴的那些一听就知道是日系pop。。但是那样改法我觉得容易单调,要编出耐听的铺子实在是难
2015年04月19日 19点04分
=.=大电气纠结怎么样啊
2015年09月29日 16点09分
level 13
KOF2002FANS 楼主
我发现时不时有人来这里问怎么做到直流变压,于是我觉得开个帖子详细讲讲这个东西也是不错的。由于电力电子这个东西跟模电差不多(都TM是电路的黑魔法),要讲得好比较难。。。我尽力吧[笑眼]
2015年04月18日 21点04分 3
更新需要艾特的话在这里回复。。
2015年04月29日 07点04分
本帖的超理论坛版本:http://talk.chaoli.org/index.php/834,排版更好,内容更多
2015年04月30日 20点04分
@KOF2002FANS 那就劳烦楼主了[哈哈]
2015年05月03日 02点05分
回复
�����Ҵһ�����
:chaoli.club/index.php/834
2015年07月10日 12点07分
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KOF2002FANS 楼主
如果当成一个黑箱的话,直流变压电路其实就是图里这么个东西:
我有个100V的直流电源,我想要把输出电压稳定在直流50V,那么这个盒子里应该装什么东西呢?
上图里的输出电压是50V,正好是100V的一半。负载是5Ω,那我再串联个5Ω不就得了?
这样确实能做到直流变压。。但问题嘛,大家也都看到了:
- 电路效率只有可怜的50%,电源提供的1000W只有500W花在了负载上
- 如果负载在不断变化,我就得不断地去手动调那个分压电阻,麻烦!
- 这个方法只能降压,不能升压
。。。
好吧,其实有个简单的办法可以免去我手动调电阻的麻烦,如图:
盒子里的电路实现方法最简单的大致如下:
因为运放的虚短性质,"+"和"-"之间的电压差会趋向于零,基本上就是利用虚短这个性质迫使输出电压与设定电压Vref相等。这样我就不用去手动调了,我是不是很聪明?
嘛。。。如你所见,这个方法效率还是没好到哪儿去[狂汗]
2015年04月18日 22点04分 4
level 13
KOF2002FANS 楼主

可惜,上面这个Buck电路还是不能升压,因为LC滤波器没办法把输入方波的振幅提高,于是攻城狮又想了个办法:把电感的位置换一下!
至于怎么这个电路就可以升压了,以后会有更详细的,量化的计算来解释,不过现在的话你可以做一个定性的理解:
这个开关在实际中通常用一个晶体管与一个二极管组合来实现,如图(图中的晶体管还是画成了一个开关):
当晶体管导通的时候,电感储能,电流上升;如果电容里已经有了一定量电荷的话,那么电容会对负载释放电荷,保持负载电压相对稳定;
当晶体管不导通时,由于先前电感上已经有了电流,而各位知道电感电流是不能突变的,所以晶体管支路这么一断,电感瞬间产生较高电压,使得二极管导通,高压传递到负载上,并且顺便给电容充电
只要不断快速地重复这个过程就可以得到稳定的高压了。。。
这个可以升压的电路叫做Boost变换器,也是基础的DC-DC变换器之一
2015年04月18日 23点04分 6
晶体管就是一种电子开关,断开闭合状态是由一个栅级的电信号控制的,对于NMOS来说,栅级信号高电平就是闭合(导通),低电平就是断开;PMOS则相反
2015年04月18日 23点04分
电感与二极管之间的那个节点通常叫做switching node
2015年04月19日 04点04分
忘记说了,像这种利用高速电子开关进行各种电能变换的装置叫做开关电源(Switched Mode Power Supply, SMPS),DC-DC变换器只是其中一个子集而已,其他的还有变频器,逆变器,整流器之类的
2015年04月25日 04点04分
我想起了马克思发生器(一个可以把交流电变成高压直流的装置)
2016年08月06日 05点08分
level 13
KOF2002FANS 楼主
今天先定性讲一讲Buck和Boost这两个最最基础的变换器,其他种类的DC-DC变换器还有Buck-Boost, Cuk, SEPIC, flyback, forward等一大堆拓补结构,而且还分隔离的与非隔离的。。。有兴趣的可先自行百度。
Buck电路本身也分同步buck和非同步buck(区别在于用的开关不一样),作为四大天书之一的电力电子技术,后边能玩儿的花样的海了去了。。。各位拭目以待吧。。
今儿个到此为止,两个星期后再见[睡觉]
P.S.:你电脑的CPU供电就是用多相同步buck电路供电的
图中是一个主板上的10相同步buck电路,给CPU供电的。红圈里有10个电感,后边跟着10个电容。红圈下面还有10对晶体管(每相buck电路有两个MOSFET)
2015年04月18日 23点04分 7
注意:这些电容是并联的,这样可以减小电容的ESR,改善输出电压波纹
2015年04月19日 02点04分
level 13
顶楼上,浅显易懂。
2015年04月18日 23点04分 8
level 13
KOF2002FANS 楼主
再放个我刚做不久的一个Boost变换器
PWM信号就是用来控制晶体管的开关的,但是这信号太弱,必须用MOS驱动来放大才行。
电压跟随器是用来隔离测量的电流电压模拟信号的。
2015年04月19日 00点04分 10
@yy_201 这几天正好我们做控制阀测试也要做4-20mA可调电流源,我们这边的做法大概是这样的:使用Arduino板事先编程输出n-bit的数字信号,并且这个输出可以用按钮上升/下降(基本上就是大学数电的内容),n等于几取决于你想要多少分辨率,电流需要多准确。然后使用一个D/A转换器,生成0-5V
2015年08月20日 18点08分
@yy_201 其实这个模拟信号也不一定非得0-5V,这个范围可以怎么方便怎么来;然后把模拟信号送至XTR110芯片(TI生产的电压转电流芯片,很常用),芯片会驱动一个晶体管使得输出为4-20mA,具体做法可以参考XTR110的厂家手册
2015年08月20日 18点08分
@yy_201 当然Arduino板完全可以换成其他的单片机
2015年08月20日 19点08分
@yy_201 TI或许有更加有针对性的4-20mA输出DAC芯片,甚至带HART的,也可以试着看看,比如说DAC8750之类的,这样就是数字-模拟一步到位了
2015年08月20日 22点08分
level 11
火钳刘明
2015年04月19日 00点04分 12
level 9
还是自己绕变压器做反激有意思。
2015年04月19日 01点04分 13
level 10
赞一个,其实四楼那个运放没有看懂
2015年04月19日 01点04分 14
反正除了极低功率的应用之外也不会用那个,不懂不影响啥。。
2015年04月19日 01点04分
回复 KOF2002FANS :哦,那就好,后面的还是很好理解的
2015年04月19日 01点04分
回复
killer��Ϊ
:上面我做的那个板子上其实是用了的,给电流感应器供2.5V参考用
2015年04月19日 02点04分
level 12
[真棒][真棒][真棒]
2015年04月19日 01点04分 15
level 12
兹次,居然5分钟就看完了,话说从bulk到boost的变化一点都不显然啊。。
期待下一讲~
2015年04月19日 03点04分 16
其实boost可以看作是一个inversed buck,把buck中的电源和负载(包括电容)调转一下位置就得到boost了
2015年04月19日 03点04分
@KOF2002FANS 调转一下的话,电容不是应该在电源那侧?话说buck可以RC滤波吗,就把那个L换成R?
2015年04月19日 04点04分
@qqj93 RC滤波的话,电阻就肯定要向外散失热量了,相比之下还是不散热的电感效率高些;电容总是会跟负载并联,因为负载的电压需要保持稳定
2015年04月19日 04点04分
@KOF2002FANS 咋一看1L,还以为你去德国某音乐学院深造了[狂汗]
2015年04月19日 04点04分
level 15
后排精前留名
2015年04月19日 03点04分 17
level 11
赞一个,确实讲的很易于理解
2015年04月19日 04点04分 18
level 12
赞,终于有人详细说明了[乖][乖]
2015年04月19日 04点04分 19
level 13
(为什么)
演奏级啊!然而我并不会钢琴[拜]
2015年04月19日 04点04分 20
level 9
赞,很易懂的帖子,我觉得boost变换器里电容的大小和晶体管的开关频率有个对应关系的吧,不然可能晶体管还没断开,电容的电就放完了[狂汗]
2015年04月19日 09点04分 21
开关频率与电容的选取要考虑很多方面的东西,而且经常需要trade off;我后面应该会谈到开关频率越高,输出电压波纹就越低,电容就不用弄太大,但另一方面,开关频率太高的话,开关损失增大,效率下降;电容本身的选取也是个很有讲究的东西,以后再细说吧;一般来讲开关频率起码要有100kHz
2015年04月19日 09点04分
@KOF2002FANS 另外,MOSFET导通和不导通的时间也不一定要一样(实际上绝大多数时候都不一样),后面也会讲到用不同的占空比实现不同的输出电压
2015年04月19日 09点04分
level 6
马一下。。。。
2015年04月19日 09点04分 22
level 11
高三知识理解不了
2015年04月19日 12点04分 23
交流变压就是电流大小改变方向也改变,直流变压就是大小改变方向不变
2015年04月20日 03点04分
回复 wulinqunxia123 :这个知道 直流变压原理不懂
2015年04月20日 04点04分
目测高中学不到
2015年04月20日 05点04分
@wulinqunxia123 有些变换器可以有负的变压比,如buck-boost,从这个意义上说方向可以变。。。当然还是算直流
2015年04月20日 05点04分
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