1、數字式電暈沖擊機DCM系列(V1.0.0)產品設計手冊資料匯編號：R&D2013121801 溫州安能聚電器有限公司2013.12更 改 信 息 登 記 表版本更改原因更改說明更改人更改時間V01新建錢升雨2013-12-18一 命名說明：DCM 010 H 221 | | | |電暈系列 功率 類型 工作電壓 010：1KW G：管道型 221：220V 020：2KW P：表面型 381：380V 型號功率工作電壓工作頻率處理張力DCM010G2211.0KW220V±10%15-35KHzDCM020G2212.0KW220V±10%15-35KHzDCM03

2、0G2213.0KW220V±10%15-35KHzDCM060G3816.0KW380V±10%15-35KHz二功能說明:1.變壓器相關參數：a. UYF42磁芯尺寸：高178cm；寬：121cm；橫截面直徑：42mm,窗口：110*36mm; Ap=11*3.6*3.14*2.1*2.1=548cm4 此變壓器功率有些大，體積有些大了，成本有些貴：150/套，可以采用UYF34磁芯：體積剛好且成本在75/套；b. 運行頻率： 20KHz c. 輸入電壓改為為300v，輸出電壓：10000V左右 d. 務必注意初、次級絕緣耐壓，對磁芯耐壓，對外殼耐壓，都應在20000V

3、。 e. 功率：2.2KW左右 f. UYF42磁芯設計值：Ae：13.8，Ac：39.6，初級電感量:1.8mH，次級電感量：2.2H，初級匝數：17匝：4*1漆包線并繞，次級匝數：600匝，線徑0.3；磁芯內墊0.07mm紙當做氣息； UYF34磁芯設計值：Ae：9.07，Ac：34.2，初級匝數：26匝：3*1漆包線并繞，次級匝數：858匝，線徑0.3；磁芯內墊0.07mm紙當做氣息； 計算公式：No = 15.6/(fAe) (匝/V）初級匝數=300* No；g. 測試空載勵磁電流：計算得約為3A;也可以選UF120C/80/30磁芯2.目標控制方式：保持工作頻率20KHz不變，控制

4、其脈寬的占空比，通過外部電位調節輸出占空比，在初始時將占空比由0%加速到給定占空比，這樣一個加速過程減少沖擊；采用移相控制占空對應著輸出功率，最好采用28DSP芯片來控制，24不好完成連續的占空處理；設想：a.是否可以將工作頻率25KHz做隨機控制輸出頻率，從而達到不同的效果； 有些電暈機提到頻率為15-25Hz，18-35Hz等的效果； b.采用模糊控制什么量呢？ c.當外部電壓有波動時，是否可以將電壓與輸出的占空比做穩壓處理，達到電壓變化效果不變的目的呢3.輸入信號分類： X1:信號常閉，接氣壓傳感器，氣壓達到一定值時內部觸點斷開； X2:信號常開，接本地啟動控制信號，啟動時閉合； 以上兩

5、個信號與的關系，只有都有效時啟動有效； X3:信號常開，觸發切換第一顯示器內容：電壓、給定值、溫度三者切換顯示；4.輸出信號分類： RA1/RB1/RC1:故障報警：出現任何故障都報警同時在第二個指示屏顯示出來 RA2/RB2/RC2:運行輸出指示：當電暈有輸出時，繼電器有輸出。5.故障報警 a.過流：OC:通過傳感器檢測電流超過額定值的200%； b.過壓：OU:220V級：過壓值：450V; 380V級：過壓值：850V； c.過熱：OH:內部IGBT溫度過高：85度過熱，60度恢復，該故障可以自動恢復； d.短路：FL:內部短路電路報警；e.欠壓：Lu: 220V級：150V，回差20V

6、; 380V級：過壓值：300V, 回差30V;該故障可以自動恢復；f.過載：OL: 根據過載曲線來計算；6. 面板顯示：第一顯示屏顯示輸入電壓值、給定值、溫度，通過X3開關觸發顯示。第二顯示屏：沒有故障顯示輸出功率：0.00KW：單位KW，精度小數點2位；有故障顯示故障代碼：OC OU OH FL Lu OL；7.軟件內部設計思路：a.定時器1下溢、周期中斷分別給定不同的比較來做移相控制，單橋臂的開關頻率和輸出頻率一樣都是20KHz；b.定時器1下溢啟動A/D轉化； c.母線電壓300V對應的傳感器信號：1.9V； d.給定值通過外部電位器給定：0-5V信號，顯示從P 0-99顯示；由于怕信

7、號干擾及內部更好的處理，我們將其分成10等分，其輸出也分出10等分； e.為了減小沖擊，每次啟動都對給定信號進行2S濾波處理，這樣就解決了設定越大瞬間啟動越大，極易出現干擾的問題，相當于加速緩沖啟動； f.移相控制：保持超前臂以占空比50%輸出不變，將調解滯后臂（占空比50%）與超前臂的相位角進行移相，從而達到控制輸出電壓大小的目的； 參考資料：1.半橋驅動樣品變壓器相關參數：磁芯尺寸：UF120C/80/40：高160cm；寬：120cm；橫截面：30cm*40cm，輸入電壓：150V（半橋）輸出電壓：8000V運行頻率：15-25KHz功率：測試時輸入電流約為4A；與氣壓有一定關系，氣壓高

8、電流稍變大；電流表滿刻度為5A變壓器磁芯在滿足勵磁的情況下，功率主要與初次級的漆包線線徑有關；空載運行和負載運行時的磁通基本不變；初級電感量:0.38mH次級電感量：1.1H空載勵磁電流：計算得約為3A;初級匝數：12匝；次級：12*50=600匝；2.目前磁芯參數：直徑：42mm,窗口：110*40mm; Ap=11*4*3.14*2.1*2.1=609cm2 變壓器輸出功率和磁芯尺寸的關系類別：電子綜合要使變壓器輸出更大的功率，我們希望在電壓一定的情況下，圈數要盡可能的少、導線盡可能的粗。這樣才有利于提供較大的電流，輸出更大的功率。前者需要較大的磁芯截面積，后者需要較大的磁芯窗口面積。因此

9、要獲得較大的輸出功率磁芯尺寸必須夠大才行。變壓器初級繞組的圈數可用下式來算：N = k 105 U /(f Ae Bmax )k 為最大導通時間與周期之比，通常取k=0.4；U 是初級繞組輸入電壓（V），（近似等于直流輸入電壓)；f 是變壓器的工作頻率（KHZ）；Ae 是磁芯的截面積（cm2）；Bmax 是允許的磁通密度最大變化幅度（G）因此，在一定電壓下，增大截面積Ae、提高工作頻率f和選擇更大的峰值磁通密度Bmax，都有利于減少圈數，提高輸出功率。但是，磁芯的損耗（鐵損）是按Bmax的2.7次冪和f的1.7次冪呈指數增長的，Bmax還受磁芯飽和的限制。因此，提高工作頻率f和選擇更大的峰值磁

10、通密度Bmax都是有限度的。大多數適合做開關電源的鐵氧體磁芯頻率通常限制在10-50KHZ以內，Bmax限制在2000G（高斯）以內，一般取Bmax=1600G較為合適。因此，功率主要靠磁芯截面積Ae、其次靠工作頻率f控制。但必須明確的是，這種控制關系是間接的而不是直接的，Ae加大和f提高只是表示對同樣的電壓，允許繞的圈數更少，只有實際把圈數減少了才能提高功率。如果在同樣材料的一個大磁芯和一個小磁芯上，用一樣的導線繞同樣的圈數，對同樣的輸入電壓輸出功率是基本相同的。同樣，如果一個做好的變壓器，僅僅靠改變工作頻率，也是不會使輸出功率提高的。聯想到樓主張偉明的問題，因為變壓器已經做好，所以我建議提

11、高輸入電壓來提高功率；如果從變壓器入手的話，可以嘗試把導線適當加粗，同時把頻率提高一些，以允許圈數能有所減少，這樣就可加大輸出功率。導線加粗受到磁芯窗口面積Ac限制。用截面積為Ad的導線繞N圈，占用的窗口面積為：Awc = N Ad = k 105 U Ad (f Ae Bmax )設，初級繞組窗口占用系數為Sn =Awc Ac， Ad用電流I（有效值）和允許的電流密度J表示為Ad=I/J/100，（Ad-平方厘米，I-A有效值，J-A/平方毫米）則上式可寫成：Ac Sn = k U I103 ( f Ae Bmax J)或，UI = Sn Bmax J f Ae Ac 10-3 k因為輸入功

12、率等于輸入電壓U與電流平均值kIp的乘積，而電流有效值I與峰值Ip的關系為Ip= 1.58I，所以輸入功率Pi = 1.58kUI = 1.58Sn Bmax J f Ae Ac 10-3再乘上效率Ef就得到最大輸出功率的表達式Po = 1.58 Ef Sn Bmax J f Ae Ac 10-3可見，功率除了和上面那些有利于圈數減少的因素成正比之外，還與允許導線加粗的Ac、Sn以及電流密度J成正比。工程上一般取Ef = 0.8，Sn=0.4，Bmax=1600G，J=4A/平方毫米，再考慮到不同電路形式的繞組結構不同，故常用下式來估算磁芯的最大輸出功率：Po = m f Ae Ac。推挽電路

13、m=3.2，單端正激電路m=1.6，半橋和全橋m=4.48電視機行輸出變壓器常用的三種U型磁芯，U12、U16、U18的Ae與Ac乘積分別為6.12、14.9、30.4（平方厘米），如果頻率取f=20KHZ，采用推挽電路，則可算得這三種磁芯可提供的最大輸出功率為：U12：Po = 3.2*20*6.12 = 548 WU16：Po = 3.2*20*14.9 = 954WU18：Po = 3.2*20*30.4 = 1945W這種U型磁芯窗口面積很大適合高壓大功率的場合，但磁路較長，初、次級耦合度較差，漏感大。再次強調,算出的最大功率只是說明該磁芯的能力，大材小用可以，小材大用就不行了。磁芯選定之后，最大輸出功率和工作頻率有關工程上可用下式估算：Po=1.6fAeAc (W)f-工作頻率（KHZ）Ae-磁芯截面積（平方厘米）Ac-磁芯窗口面積（平方厘米）(對其他電路形式，式中系數1.6有所不同）對EI40，Ae=1.28，Ac=1.