★★1AA升压驱动电路 性能横向测评★★

lichy

哈哈，终于引得大虾出来解说了。(:lol:)

老大，没有加基本的负反馈，逆变器的放大离散性是很大的，尤其是升压型逆变器（偶也是电源爱好者，这方面的电路偶业余玩耍过去曾做得多，不过都是几十瓦至几百瓦大功率的，电路大同小异），受变压器、放大管、偏值电阻取值的参数离散偏差影响很大哦，带载能力也不好把握，就像个没有刹车的机动车，除了不能超过第一宇宙速度之外不受控制。
如果偶说错了请你纠正，如果说中了偶说声sorry。(:loveliness:)

[ 本帖最后由 lichy 于 2008-10-13 15:28 编辑 ]

lichy

偶还是不太相信，你这个板子，输出强档正常带载总效率达到了 70％，估计在65%以下。电源电压很低的说，这对升压型逆变器是很敏感的。(:titter:)

ldch

   效率超过70％不是信不信的问题，信也罢，不信也罢，实测可以说明问题。当然，输出强不见得表现好，这其实也是很无奈的事情。
   这个电路说白了就是所谓电子变压器，管子导通时，电源电压完全加到初级绕组，次级输出电压就是按变比过去，电路的输出电阻很小，受限于MOS管的导通电阻和线圈的电阻，但实际测量来看，MOS管的导通电阻占比例较大。所以，采用性能更好的MOS管可以提高效率。由于是变压器原理，所以输出电压正比于输入电压，所以，随着输入电压的下降，输出电压也会随着下降。这个特性CPF上有相关的测试图线可以证明。用电压平台性较差的碱性电池输出曲线也是下降较快，用平台性能较好的镍氢电池测试，输出有较长一段平直区。而且当电池电压较高的一小段时间，输出超过多数电路，这也是符合这个电路的特性的。
   这么高的效率为何不好测量呢？因为输出电流太大，造成输入电流更大，稍微有点接触电阻或者导线电阻，就会对测量值产生很大的影响。同时，电池性能的表现，也会对电路输出效果表现产生影响。串表测量输入电流，表的内阻，表线的电阻大大拉低了到达电路板端的电压，使得电路板工作在较低输入电压的状态，所以输出电压也随之降低，输入电流随之降低，输入电流自然就不高了。
      同时，为什么说经常表现不够好呢？因为现在的AA电池性能所限，不能够提供足够的平台区，电压不能保持较长的稳定时间，随着放电下降较快。还有就是装配工艺的问题了。问题出在哪里？不能靠感觉，必须靠专业的测试才能说明问题。而这，恰恰是多少人所不具备条件的，所以，电路板的表现因人而异。比如说接触电阻，不能自己感觉焊牢了，压紧了就认为一定电阻小，要实测才能知道电阻是否真的小。怎么实测，不能要求每个人都做到，有的情况下也很难实测，比如电路仓与电路板的接触电阻。曾在实测过程中观察到这样的现象，电路板外圈焊接镀银铜片，紧卡到电路板和电路仓之间的缝隙中，卡得非常紧密，看似毫无问题，但测试时，电源的输出夹头紧压在电路仓上跟紧压到电路板外圈上，输出电流能差一截；电源夹头压紧在电路仓上，用力按压电路板就能看到输出电流变化。而这，主观上看，压得很紧啊，殊不知，到底电路板边缘哪个点受力最大，只有电路板自己知道。

Prophet

看来还是用锂电好。(:44:)

lichy

原帖由 Prophet 于 2008-10-13 16:31 发表

                               
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看来还是用锂电好。(:44:)

东城的一节3.7V锂电型7135调光板，确实做得好。(:victory:)

ldch

        7135板也没啥好的，相对理想的还是3454板。当然，这是从我个人喜好的角度看。板子只有符合自己的需要才是好的。有时，市场的选择不是选择最好的，而是最适合的。
        但有空的时候，我还是会花时间设计更“好”的板子(:12:)

yzx

回lichy，这个“升压型逆变器”不是你们所说的12V-220V

靠变压器，俩晶体管自激的逆变器，的确离散性很大，但那是在大范围负载变化的范围内

如果把这个逆变器输出电压强制压到100V，输出电流仅靠各部位电阻限制，再看看还离散吗？

1AA升压板，负载永远是LED

假如你把1AA升压板整流滤波后，空载吧，离散性就大得惊人了


到目前为止，限制1AA只有电池输出能力，我有1AA升压5V3A的板子，输入端接近20A，要1号动力镍氢几节并联才能勉强带起


另，我自己改的双电源小小黄金版，效率高达85%(:42:)

[ 本帖最后由 yzx 于 2008-10-13 19:29 编辑 ]

太阳火

1AA升压除了方便找电池以外没有优势，还是锂电效率高有优势。

lichy

回 yzx：这个“升压型逆变器”，的确不是我们所说的12V（24V或者其他电压）-220V，那是大功率的哦。(:lol:)
但原理还是一样的，万变不离其宗。

俺以前做的逆变器主要分为两大类型，一类是自激式逆变器，最简单的就是一个分立元件自激多谐振荡器，振荡反馈和功率放大一体，这种逆变器振荡功率放大互相制约，因而只能做小功率的，效率不高、带载能力很差。当然做好一点的话也可以对输出端进行一下简单的负反馈取样，控制振荡自动进行一下调整，改善带载能力。

另一类是他激式逆变器，振荡级和功率级是相对独立的单元。最简单的分立元件形式就是自激多谐振荡器单独做振荡源，要振荡频率更稳定就在振荡级和功率级之间加倒相、缓冲、激励级；而专业型的他激式，就是用逆变专用IC做振荡控制级，俺业余做过的工频逆变器，振荡控制级用 SG3524AN，而高频逆变器，振荡控制级用 SG3525A。这类逆变器对输出端进行电压取样，反馈到振荡控制级进行PWM脉宽调制，而振荡频率又固定在变压器的最佳工作频率区域，因而这类逆变器效率很高，带载能力很强。

大体来说，升压型逆变器，按激励形式，分为自激式逆变器和他激式逆变器；按交变方式，典型的有单端振荡、双边推挽和反激脉冲等；按升压模式，典型的分为电容升压（成整倍数）、变压器升压和储能电感释放自感电动势升压等。

要高效率、带载能力强，必须是他激式、双边推挽或反激脉冲、变压器升压或储能电感释放自感电动势升压、PWM脉宽调制或者其他形式的调制；
要减少离散性，必须有负反馈取样，稳定输出特性。

前面提到的那个1AA　DC-DC升压板，逆变部分，属分立元件、自激振荡、振荡功率放大一体、双边推挽、变压器器升压型逆变器，然后再整流滤波输出升高的直流电压，无负反馈取样调整。所以这个DC-DC升压板，效率不会很高（当然也不会太烂），带载能力不强也不稳定，个体板之间的离散性难以控制。关于自激式振荡功率合体逆变器的效率，俺好像记得电子老祖宗说过不会高于70%，要不就是俺记错了，或者那个板子的电路性能例外。

现在说说你上面提到的。
这类逆变器，你说把逆变器输出电压强制压到很低，输出电流靠各部位电阻限制，这样离散性虽然控制下来了，但是效率就不敢恭维了，被你压制的那部分电压同样是消耗功率的；

你说1AA升压板，负载永远是LED，可是别忘了LED是非线性元器件，其VF值（正向电压）是动态变化的，随电流变化而变化，相当于负载等效电阻在动态变化。而自激式逆变器的工作频率不是固定的，它可以在一个很宽的频率范围内波动。导致这种变化来自两个方面，一是负载变化，二是电源电压变化，并且它们相互牵制影响，互为因果。
对于一个特定的变压器来说，它有它的最佳工作频率区域，自激逆变器过宽的工作频率，超出了变压器的最佳工作频率区域，磁耦合效率大大下降，超出下限（频率过低），铜损大增，超出上限（频率过高），磁损大增。

1AA升压板，电源电压常用1.0～1.5V，由于现在电子器件的缺陷，属超低电源电压逆变器，已经接近工作门槛，这种逆变器对电源电压哪怕是0.1V的波动，如果没有较完善的取样调整机制，对输出特性的影响是非常大的，最直接的影响就是效率、功率输出、带载能力和离散性。

以上陋见，纯粹闲聊好玩，说错勿怪，欢迎斧正。(:titter:)

lichy

俺以前常在那里鬼混：http://www.dianyuan.com/bbs/
主要在照明电源、电池充电与管理、逆变/UPS、LCD/PDP电源这些版块。自从去年下半年迷上这个烂LED手电后，就很少去了，唉……(:27:)

ldch

      说带载能力不强，我看睁眼说瞎话，不是打击谁，输出电流电池满电阶段不低于800mA，如果说这个能力对AA电路来说，还是不强，那没话说了。
      效率能不低于70％，不是说的，是测出来的，这也是无可辩驳的事实。就这个电路来说，理论效率可达82％也不是凭空乱说。低压电路对元件的某些参数的要求跟高压是不同的，虽然电路分析都要用电路理论来考虑，但侧重点有很大不同。同样的拓扑，高压下行得通，低压条件下就行不通。这个问题需要很多篇幅才能说明白，懂的我不用多说，不懂的怎么说也不会相信。我也不要求任何人都明白我，只希望能够客观正确的测试一下就知足了。
    对AA升压电路来说，即便自激升压，如果有更低导通电阻的MOS管，能用上合适的同步整流元件，理论效率超过90％是可能的。我要做的不仅仅是向理论可行迈进，更多要向能装进手电筒狭小的电路仓为实际目标。这方面yzx其实已经通过自己的实践做了旁证，不考虑空间和体积的情况下，性能可以惊人的。
    LED是非线性负载我当然认识到了，从前面的回复中就有提到，实际上，也确实是利用了LED负载的非线性来使电路达到较好的工作状态，这里面牵涉发物理过程也不是一句话两句话说得明白。电源网我也是常客，不过我觉得这个网站垃圾信息太多，充斥大量的广告和相互攻击，明白的不说话，说话的不明白，电源技术的基本功还得靠看专业的书籍，结合自己的实践才能得到真正的提高。
     7135板用PWM调光，可以取得较为一致的性能，这是不需要怀疑的，但这个AA升压板想要靠PWM调光取得较为一致的性能，则是行不通的。所以，用这个AA板制作各档差别不大的档位设置，效果就会很差，硬要让实际效果好些，就要通过反复调节PWM占空比参数来实现，这个工作量实在太大，所以我不能满足这样的要求。但如果否定这个AA板的较高的效率及达到这样效率的理论可能，则是我不认可的，也是不尊重事实的，只能说提出这样反对论点的还没理解透彻这个电路，实际使用中也没有把握影响电路性能发挥的工艺要点。

lichy

老兄发火了，不过就是观点和认识上的讨论而已。(:27:)

俺说的带载能力强不强，不是指充满电的瞬间那个点能最大达到800mA输出就算带载能力强，如果这样的话，您陷入误区了，只要单单改变一下变压器参数，还可以提高一些的。俺理解的带载能力指的是动态带载能力，在这里LED不变，那么电源电压在随电池放电的一个合理的跌落范围，不会导致输出功率下降太快，这才算带载能力强啊。(:20:)

再不说了。东成兄弟，无意得罪，若有闪失，多多包涵。(:handshake:)

lichy

回 飞长爱你：

1、“lichy兄要发布带负反馈的AA电路吗？感觉有个架势啊”。
——兄弟哪里啊，俺不过就是其中一手电FANS罢了，俺还是东成的老买家呢。

2、“感觉老兄语气有点奇怪啊，还是不太相信，有点像小孩子赌气哎”。
——自然，有时也稍带了点调侃、戏谑的语气，仅为轻松一下气氛而已，别无他意。

不过，来手电论坛也有一年出头了，个人倒觉得论坛缺乏讨论的气氛，总是“一派形势大好”，“一片阳光灿烂”，所以也可算是试探一下吧。作为一个技术性质的论坛，应当允许就产品和技术进行质疑，产品的开发、制作者可以出来进行解释、剖析。质疑和讨论的观点对否、理解是否全面充分自然可以商讨，本来就是论坛嘛，在讨论中得到拨云见日，只要就事论事而已。

谢谢。(:handshake:)

yzx

实际测试一下吧(:42:)

不过这个板子缺陷的确有，因为没有负反馈，PWM脉冲间隙输出端电容被充比较高的电压
造成的最终效果就是低亮档LED脉冲电流过大，发光效率严重降低，颜色偏蓝

所以我的电路是用小小金版修改版，换电感，加2次电源

pinouo66624

换了什么电感？

yzx

用镀银线自己绕的小磁环，电感量5uH左右，双绕组，另一个绕组整流后供驱动芯片工作，约5V

spdif

原帖由 ldch 于 2008-10-14 14:29 发表

                               
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      7135板用PWM调光，可以取得较为一致的性能，这是不需要怀疑的，但这个AA升压板想要靠PWM调光取得较为一致的性能，则是行不通的。所以，用这个AA板制作各档差别不大的档位设置，效果就会很差，硬要让实际效果好些，就要通过反复调节PWM占空比参数来实现，这个工作量实在太大，所以我不能满足这样的要求。

建议用PWM去控制两只振荡管,而不是去控制LED,效果应该不错的!(:tongue:)