为什么 step-up transformer 会吃大量的 current?

free_speaking

大家好， 我正在制做一个 pwm half-bridge inverter， 利用 NE555 把 DC 转换成 AC。 已经得到 AC 6Vrms 60Hz， 当我用 240v-12v, 0.5A transformer 想把 output 调高到 120Vrms, 它竟然吃很大的 current, DC regulator 开到 1.6A Max 还不够， 没 load 的 output 只有 70Vac 左右， power transistor 就算放了小 heat sink 也一下子就有味道， 请问是为什么呢？ 谢谢。

free_speaking

刚刚跟朋友借了一个 240V to 12V-0-12V, 200mA CT transformer 来试， 用的 current 才 0.15A， inverter 两个 output 都接去 12V, 0V 没接， transformer output 48V 左右。

啊， 为什么这个 transformer 吃那么少 current? 我的 0.5A transformer 可以吃到 1.6A 都不够？ 难道朋友的是 CT transformer 而我的是普通 transformer 的关系？ 不可能啊。 我要 step-up voltage, current 应该是 step-down 嘛， 请问什么地方出错？

Abless

普通 transformer 是指一般EI型的吧？ 如果是的话，它根本不能用在高频PWM上...

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原帖由 free_speaking 于 8-7-2009 07:07 PM 发表
刚刚跟朋友借了一个 240V to 12V-0-12V, 200mA CT transformer 来试， 用的 current 才 0.15A， inverter 两个 output 都接去 12V, 0V 没接， transformer output 48V 左右。

啊， 为什么这个 transformer 吃那么 ...

电路图？

free_speaking

原帖由 Abless 于 9-7-2009 08:34 AM 发表
普通 transformer 是指一般EI型的吧？ 如果是的话，它根本不能用在高频PWM上...

请问什么是 ＂EI＂ 型？ 你是指 voltage step up transformer？
60Hz 也不能吗？

free_speaking

原帖由 pic 于 9-7-2009 09:20 AM 发表

电路图？

没接 transformer 的 output:

摘自 http://www.uoguelph.ca/~antoon/circ/555dcac.html

请问那两个 power transistor 是用来做 class B amplifier 吗？ 我当初以为是 half-bridge inverter, 但是接法不像 inverter。。。
假如要用 12V-0-12V to 240V center-tap transformer 来做 step-up， 该怎样接？ 我之前试只接两个脚而已， output voltage 才 48V 左右。 好像可以接一个脚去 +12V DC supply 来加大 output, 对吗？

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原帖由 free_speaking 于 8-7-2009 12:05 PM 发表
利用 NE555 把 DC 转换成 AC。 已经得到 AC 6Vrms 60Hz，

你·的输入电压是DC 多少？
AC 6V？ 你量哪里一个点？
那个波形， 是在有Transformer， 或没transformer 的情况下量得？

当我用 240v-12v, 0.5A transformer 想把 output 调高到 120Vrms, 它竟然吃很大的 current, DC regulator 开到 1.6A Max 还不够， 没 load 的 output 只有 70Vac 左右， power transistor 就算放了小 heat sink 也一下子就有味道， 请问是为什么呢？

再回答以前， 我想先看C4 + 的波形， 还有L1 和Transformer 之间的点的波形。

我要 step-up voltage, current 应该是 step-down 嘛， 请问什么地方出错？

当你说『 current 应该是 step-down 』，你是指哪里的电流？
这个理论要先搞清楚。

请问那两个 power transistor 是用来做 class B amplifier 吗？

Transistor 是General purpose， 接成Push Pull。
TIP 41，可以开关6A的电流

假如要用 12V-0-12V to 240V center-tap transformer 来做 step-up， 该怎样接？我之前试只接两个脚而已， output voltage 才 48V 左右。 好像可以接一个脚去 +12V DC supply 来加大 output, 对吗？

12V(a)-0V(b)-12V(c) 的transformer 的接法，
12V(a) 接+12V，
0V(b) 接 NPN E 和 PNP E 之间。
12V(c) 接0V

C4 ， L1 不用。



这类的inverter， 效率很低， Transformer 在正常的情况下 也只是75% 左右。
你的Transistor 有没有100% fully turn on？
TIP41， max Ic 6A， 没有问题， 会热， 正常.
但很热的话， Transistor 应该没有完全导通, 有电压降在Transistor 的 E 脚和C 脚。
电力变成热能， 消耗在Transistor，而没有完全传到Transformer去。

所以， 你要回答我上面的问题， 才知道是发生什么事。

还有， 可以的话， 要求你拍清晰（不是要大张， 是要清楚， 不要蒙蒙的）的照片， 要看看你的电路， 看看你的变压器， 看看你的heatsink， 谢谢。


最后， 我先得罪的说一下， 我可以用心的帮你， 但你做好后， 会拍拍屁股走人吗？
你会不会写报告， 然后分享成果?

对不起， 有太多的帖子， 有开始， 但没有结果的， FYP 做完后走人的太多， 好像有人来求医，医生给了药， 但病人也没有复诊， 那个给的药是解药还是毒药， 没有人懂， 医生的医术也不会长进， 没意思。
如有得罪， 多多包涵。

free_speaking

刚刚买了一个 240V-6V, 0.2A transformer， 试了后成功了， dc current 在没 output load 时才 0.1A 左右， 之前的 240V-12V 0.5A 就用了 1.6A 还不够。

你·的输入电压是DC 多少？
AC 6V？ 你量哪里一个点？
那个波形， 是在有Transformer， 或没transformer 的情况下量得？

题目要求是 variable voltage output, 但最重要是能够调到 115V 400Hz, 模拟给飞机用的。 所以， 我以前以为要改 output voltage 要换 step-up transformer， 所以一直 fixed 在 12V DC input, 朝向 115V 400Hz 目标做先。 后来才突然想到可以用 variable DC input 来改变， 所以又加了个 variable AC-DC converter, 用 LM317 和 12V-0-12V to 240 1A transformer 的, supply DC voltage to 555 inverter。 今天两个配合试， no load DC output 0-14V, AC output 可调到 0-208Vrms。
之前那个波形， 是在没transformer 的情况下量的。

再回答以前， 我想先看C4 + 的波形， 还有L1 和Transformer 之间的点的波形。

要等我下星期去 lab test 先。

当你说『 current 应该是 step-down 』，你是指哪里的电流？
这个理论要先搞清楚

我指的是 step-up transformer 240V output 那边的电流， current 是 step-down 对吗？
N2/N1 = V2/V1 = I1/I2?

Transistor 是General purpose， 接成Push Pull。
TIP 41，可以开关6A的电流

原来如此， 但我不明白的是， 555 timer pin3 不是普通 square-wave 吗？ push-pull 没 negative cycle 怎么开 PNP TIP42？ 没 check 到 pin3 的波形， 我下个星期再去 test。 这点我的报告写不出。

这类的inverter， 效率很低， Transformer 在正常的情况下 也只是75% 左右。
你的Transistor 有没有100% fully turn on？
TIP41， max Ic 6A， 没有问题， 会热， 正常.

要怎样才能确定 transistor 100% fully turn on? check 哪里的 voltage?
我是怕我的 AC-DC converter 不能 tahan, LM317 Max 1.5A, step-down transformer 1A 而已。 但今天的 step-up transformer 解决了。

我今天有拍到一些照片， 明天放上来， 手机拍的， 一定会蒙蒙的。

请问你是 lecturer 吗？ 你的知识很好， 问题可以给人启发。 我的 supervisor 什么有用的 hints 都没有， 还说他 propose 这个 title 爽的， 没预算有人拿。 要不是 officer 说其他的 topic 给人拿了 （不知道他们怎样抽的）， 我都不选这个。 怎么转换到 400Hz, 要不是那时读到 inverter topic, 联想到 transistor firing time， 我真的到现在还做不出。。。。

[ 本帖最后由 free_speaking 于 10-7-2009 09:21 PM 编辑 ]

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原帖由 free_speaking 于 10-7-2009 09:13 PM 发表
刚刚买了一个 240V-6V, 0.2A transformer， 试了后成功了， dc current 在没 output load 时才 0.1A 左右， 之前的 240V-12V 0.5A 就用了 1.6A 还不够。

6V， 0.2A = 1.2W
12V， 0.5A = 6W

要知道， transformer， 是有阻抗。
这个阻抗， 是感抗XL（Inductance ）+ 电阻R（resistance）。

较大功率的变压器， 阻抗是比较低的。。。耗多一些电， 很正常的。。
然后， 变压器的品质， 也很重要， 有些品质不好的变压器， 就算没有负载， 也会发热， 那是线圈的电阻的问题。。。
变压器， 你去量电阻的话， 可能只是几ohm， 或0.x ohm， 这是在DC 的情况下。
但是在AC， 除了是电阻（R ），还有感抗 （XL） 。
而XL 是对频率的变化而定， 一般是按50Hz来设计， 得到的是最佳的阻抗。

题目要求是 variable voltage output, 但最重要是能够调到 115V 400Hz, 模拟给飞机用的。 所以，我以前以为要改 output voltage 要换 step-up transformer， 所以一直 fixed 在 12V DC input, 朝向 115V 400Hz 目标做先。 后来才突然想到可以用 variable DC input 来改变， 所以又加了个 variable AC-DC converter, 用 LM317 和 12V-0-12V to 240 1A transformer 的, supply DC voltage to 555 inverter。 今天两个配合试， no load DC output 0-14V, AC output 可调到 0-208Vrms。
之前那个波形， 是在没transformer 的情况下量的。

我们一般的变压器， 是按50hz 设计的， 因为是在马来西亚。
可不可以变成400Hz， 我不知道， 或不会拿到最佳的效果， 先打一个问号， 我真的不知道， 你要实验了才知道。

你只是要115V 400Hz,？ 方波 （Square wave）？ 正弦波 （Sine wave）？
如是方波， 就很容易。。。
你先升压到 115V， 然后整流， 把它变成DC 115V。
然后， 再做400Hz 的开关， 把DC 115V 变成 AC 115V 400Hz。

我指的是 step-up transformer 240V output 那边的电流， current 是 step-down 对吗？
N2/N1 = V2/V1 = I1/I2?

没有错， 你只是说要115V 400Hz， 但输出功率要多少Watt呢？

原来如此， 但我不明白的是， 555 timer pin3 不是普通 square-wave 吗？ push-pull 没 negative cycle 怎么开 PNP TIP42？

Push Pull， 推挽式， 当用单一电源的时候， 就需要用电容CAP， 来提供negative 电压。
在这里， 你可以用有中间袖 （center tap）的变压器， NPN 和PNP 各负责正负半波。

要怎样才能确定 transistor 100% fully turn on? check 哪里的 voltage?

当Transistor 100% 导通时， 它的C E 脚的电压是接近0V。(实际， 可能是0.1～0.2V)

我是怕我的 AC-DC converter 不能 tahan, LM317 Max 1.5A, step-down transformer 1A 而已。 但今天的 step-up transformer 解决了。

我不知道有什么实际用途， 只是 12V， 1.5A， 最大 只是18W 的功率， （还假设是100%完美）， 能用吗。。。

请问你是 lecturer 吗？ 你的知识很好， 问题可以给人启发。 我的 supervisor 什么有用的 hints 都没有， 还说他 propose 这个 title 爽的， 没预算有人拿。 要不是 officer 说其他的 topic 给人拿了 （不知道他们怎样抽的），我都不选这个。

我不是老师。。。这边是有真的Lecturer 在看（MMU 的）， 但是都是潜水。。。

怎么转换到 400Hz, 要不是那时读到 inverter topic, 联想到 transistor firing time， 我真的到现在还做不出。。。。

上面和你说了。。。先变DC 115V， 再变AC115V  400Hz。

其实， 你的那个电路， 是效率不高的。。。还有更好的方法。。。

free_speaking

你只是要115V 400Hz,？ 方波 （Square wave）？ 正弦波 （Sine wave）？
如是方波， 就很容易。。。
你先升压到 115V， 然后整流， 把它变成DC 115V。
然后， 再做400Hz 的开关， 把DC 115V 变成 AC 115V 400Hz。

没有错， 你只是说要115V 400Hz， 但输出功率要多少Watt呢？

是方波。 谢谢你的建议， 用 boost-chopper step-up voltage 再接 inverter 的做法是不错， 但我这边太多人用这样的方法做， 所以我想＂特别＂一点， 才用 transformer。 单单跟 inverter 有很大关联的 project 就有五个人做。 现在知道效率不高， 功率低已太迟了， 所以只能不接 load, 放 oscilloscope 给人看波图而已， report 再写缺点和建议如何改进， 况且也问过 supervisor, 他允许我不必接 load。

我的简单 hardware circuits:


以前用别人的 transformer test 的波图：


Vrms 要 x10, 因为用 x10 probe。 实验室没 x100 probe, 害我没得看大 voltage 的波图， 只能跟朋友借 Fluke 115 meter 看 voltage 和 frequency。。。。请问有办法改进波图里的 distortion 吗？ 装 filter 有用吗？


好笑的是我的同学就是做 boost-chopper step-up voltage 再接 inverter 的做法来控制 AC motor， 他到上个星期五还做不成 inverter， 看到我的可以用， 打算做跟我一样的。 当然我跟他说我这个 inverter 不可能推动他的大 motor, 而且 TIP41C TIP42C Peak voltage 100V 而已。。。

[ 本帖最后由 free_speaking 于 12-7-2009 11:15 PM 编辑 ]

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原帖由 free_speaking 于 12-7-2009 11:06 PM 发表
是方波。 谢谢你的建议， 用 boost-chopper step-up voltage 再接 inverter 的做法是不错，但我这边太多人用这样的方法做， 所以我想＂特别＂一点， 才用 transformer。 单单跟 inverter 有很大关联的 project 就有五个人做。 现在知道效率不高， 功率低已太迟了， 所以只能不接 load, 放 oscilloscope 给人看波图而已， report 再写缺点和建议如何改进， 况且也问过 supervisor, 他允许我不必接 load。

我很高兴的是你至少知道你在做什么， 而不是“蒙查查”那种。。

请问有办法改进波图里的 distortion 吗？ 装 filter 有用吗？

你的第一个波形， 那个Slope 比较多的， 很明显是不够电力， 电流不足。
你的波形， 很正常， 因为有感抗， 所以不会拿到完美的方波。

free_speaking

上网看了一个很长的讨论， 有提及这个东西的缺点， 所以我略懂一些。 上来这里开帖是为了 step-up transformer 吃大 current 的问题， 随着现在用小 amp 的 transformer 解决了。 但正如你所说的， ＂很明显是不够电力， 电流不足＂， 看来这个 circuit 真的不可能接 load 用， 我暂时想不到有什么东西是不到 1W 可以让我试验看看。。。

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原帖由 free_speaking 于 15-7-2009 12:43 AM 发表
上网看了一个很长的讨论， 有提及这个东西的缺点， 所以我略懂一些。 上来这里开帖是为了 step-up transformer 吃大 current 的问题， 随着现在用小 amp 的 transformer 解决了。 但正如你所说的， ＂很明显是不够电力， 电流不足＂，看来这个 circuit 真的不可能接 load 用， 我暂时想不到有什么东西是不到 1W 可以让我试验看看。。。

『能源是不能被创造的， 能源只能被转换』

不是不可以接load， 而是你都没有输入足够的电流。。。
为什么你要限制输入电流？
如果你是用12V 0V 12V 1A 的transformer， 那么在12V那段至少都要有12V 1A， 你才能得到 大概12W 的输出。
那时， 要点亮240V 5W 的灯泡应该不是问题。
下图是最简单的方法， 先变成DC 先， 再变成你要的AC 400Hz

free_speaking

hmm, 不好意思， 整个星期赶着做报告， 看了后没空回复。

因为我交了的报告是基于我那个 circuit 的， 所以不能用你提供的 circuit, 你的好意我十分感激。
我下星期要试看你早前教的 center-tap transformer 接法， 用一个 12v-0-12 1A to 240v transformer 试试看。 确定一下， 若没接 output load, transformer 12v 那边是不是会吃 1A 左右的 current?

对了， 你提供的 circuit output 那边放 bridge 有什么用处吗？

谢谢。

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原帖由 free_speaking 于 19-7-2009 06:41 PM 发表
对了， 你提供的 circuit output 那边放 bridge 有什么用处吗？

只是把AC 变DC。

free_speaking

你那个图原本是设计给 LED 用的？ 为什么要转回 DC?

哈， 害我猜了老半天， 想为什么 bridge 不是转回 DC 吗？ 不可能 DC-AC-DC。。。。。。。。

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原帖由 free_speaking 于 20-7-2009 12:47 AM 发表
你那个图原本是设计给 LED 用的？ 为什么要转回 DC?
哈， 害我猜了老半天， 想为什么 bridge 不是转回 DC 吗？ 不可能 DC-AC-DC。。。。。。。。

为什么会和LED扯上关系呢?
上面不是说了吗，
下图是最简单的方法， 先变成DC 先， 再变成你要的AC 400Hz

是12V DC 》 240VAC 》 240VDC  ， 然后再 变AC110V 400Hz..
Transformer 也是有 220V， 110V 输出的。
或就是12V DC 》 110VAC 》 110VDC ， 然后再 变AC110V 400Hz..

上面教你用12V 去 240V， 不是要你100% 拿到240V才可以， 而是你可能拿不到240V， 拿到2xxV，
调节12V的input， 你可以轻易的拿到110V， 再更深一层的做法是， 当有负载load 的时候， 你的110V电压会降， 这时你调整你的12V输入， 又有可能再调到110V， 这就是稳压了。


因为你是要AC 110V 400Hz ， 你还要有一个电路把那个高压DC变换极性， 变成AC400Hz， （方波）。


你之前的电路是用555 ， 那个只是50～60Hz， 或你直接用400Hz， 看transformer 能有效率转换吗。。
（注：我们的transformer 是设计工作在50Hz）

free_speaking

哦， 原来可以这样做的， 谢谢你的讲解。

free_speaking

不好意思， 离题一下。

前段日子天气热时， 每天晚上感觉电力不够， 开灯要闪很久才亮， 微波炉平时蒸30秒就够热的东西要蒸上1分15秒才够热。 好奇下用 meter 量插头的 voltage, 才 198V。 白天量就有 220V 左右。 证明晚上附近很多家都开冷气， 这样会不会造成停电？ 以前都不会这样的， 上个月开始才出现这样的情况。。。。

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原帖由 free_speaking 于 22-7-2009 11:55 AM 发表
不好意思， 离题一下。

前段日子天气热时， 每天晚上感觉电力不够， 开灯要闪很久才亮， 微波炉平时蒸30秒就够热的东西要蒸上1分15秒才够热。 好奇下用 meter 量插头的 voltage, 才 198V。 白天量就有 220V 左右。 ...

你的地区在哪里？有一点过荷的现象， 准备好手电筒, 停电不是没有可能的。

我还以为这种事只发生在中国的夏天。。。确实， 电压会低， AirCond 还有时会启动不到呢。。。