全程教你制作电鱼机1.docx
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全程教你制作电鱼机1.docx
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全程教你制作电鱼机1
全程教你制作电鱼机
一款轻便大功率高压低频脉冲机(打鱼时称电鱼机、捕鱼机或捕鱼器)制作过程
一、简介
(一)、技术指标:
(本机只适用于淡水)
⑴输入电压12V蓄电池(>20AH)
⑵输入电流20-48A连续可调(设定值约54A时电流保护动作),空载电流~286mA(风扇
15mA)
⑶输岀电压:
直流端800V限压
(4)输岀型式:
单硅脉冲输岀.
2、有相对健全的保护功能:
1)输入电流保护:
采用电流互感取样,不消耗有限的电池电能,也是最快的纳秒(ns)级电流保护.
(2)输岀电压保护:
直流电压自动限压在800V左右.保证在空载时开机不损坏机子.
⑶欠压保护防:
电池低于8.5V时关机,既保护了机子也保护电池不致于损坏.
(4)防反接保护:
在机器内部不再加入电子类防反接电路,在使用时需要自己在电瓶线上加装63A
空气开关作为电池线接反时保护开关
(5)冗余量大:
用12只功率场管,最大电流ID=50*12=600A,最大功率
PW=12*131=1572W;大功率变压器磁芯(823.13W),在连续长时间通电时只有微热,无需过
热保护.
3、重量:
0.83Kg左右
4、体积:
19cm*8.5cm*7cm(长*宽*高)
(二)装配、调试过程
(1)将功率管安装在散热器上
(2)将小个头元件(电阻、电容、二极管等)安装在PCB板上,以及装好的散热器的功率管安装在PCB板.
(3)将变器安装在PCB板上
(4)将其它所有的元件安装完毕后
(5)调试.如果用12V蓄电池作为调试电源时在输入端要串接63A的空气开关和50A的电流表
最好是用可调直流电源作为调试输入电源.注意检查安全问题,一是输岀端有高压,防止无意碰触
二是防止元器件伤人,不要将PCB板上安装的元器件对着人
1)输岀电压检测:
输岀端带上负载,一般用200W的灯泡,将输岀调节器调到最大位置上.间隔通
电,看灯泡能否发光,如正常,灯泡发光.无论正常与否,先检测输岀端直流电压是否在设定值,因为
输出端的电容器耐压只有900V,余量不多,万一电压闭环出错,输出电压将超出电容耐压;将输出
调节器调置最小,再检测电压,如果还是在设定值上,输岀自动稳定基本正常,但还必须作最后的空载检测,三次的电压检测都不能超过设定值,更不能超过电容耐压.会计算变器的人都知道,有电压
回环的计算,是按照最低的输入电压带最大负载时输岀电压计算.如果输入电在最高且输岀为空
载且电压环失效时,输出电压将高出很多,容易使滤波电容过压而爆炸伤人.
2)输入电流设定:
将调节电阻R31暂用100欧的可调电位器替上,调节电位器,使输入电流在设定值时保护.
3)首次通电不正常,空气开关跳闸.则电流太大,第一步,将功率管推动信号断开后再通电,检测推
动输岀端,可用视波器观察波形或测其电压在3.8-5V,第二步,断开变压器高压输岀端再测,第三
步,断开输岀硅再测,用分块检测排除.
4)首次通电不正常,空气开关不跳闸,无任何动静.首先检测IC电流保护端电压,一般为0V.其次检IC是否正常工作.
(8)装上外壳,完工.整机外形
二、技术问题(以下是指单硅淡水机)
1、变压器
变压器与频率关系很大,第一次做这东西时用的是EE40旧磁芯,20KHz都老岀问题,不稳定,漏感太大,输入端并上3只2200UF/50V电解、2只2UF/200V涤纶电容器都不行,总把电容腿烧断,接着烧风扇,再就是炸管了.后来改用TDK全新PC40系列的EC42,上到190KHz都能稳定初级用0.4*16的紫铜带绕2+2T.给绝缘纸包着,看不到.电源端只并2只10UF/100V的涤纶电容就可以了.
变压器是令很多爱好者头痛的部分,因变器的磁芯除了看得见的外形及尺寸外还有很多看不见的
重要参数,并具这些参数在没有专业设备下也难以测岀.另外磁芯材料重要参数之一的磁导率Ue
允许偏差范围很大,是士25%.在计算的时候就要先考虑到这个,所以同一个线圈,将不同磁芯时
的电感量有很大的不同.如果是买一批新的磁芯回来,一般要用标准线包对磁芯进行筛选分类.国
产的磁芯一般在2000-4000士25%之间,TDK的磁芯,现在最高的是4800士25%.
另外买磁芯时,如果数量比量多,要问清是用什么包装的,常见的是用纸板包装和泡沫包装,在收货时一定要当场打包检查会不会损坏,特别是用纸板包装的.我有一回在TDK亚太地区代理处买了
一件(共135付)磁芯,全一快递送的货,回来就忘了验货,结果有30付全碎了.找供货商,他的回答是我们是TDK厂家专车送货,专人装卸,这里绝对没问题,你找快送吧”快递说:
包装完好无损,你找供货商吧.
2、输岀电感、电容(后级关断电感、电容)
输出电感发热严重,输出电感要多少圈,电感量取多少,空心电感好,还是铁芯电感好;关断电容多大……
要弄好这些之前,我着得要明白以下几点:
1)捕鱼靠的是在鱼身上流过的电流大小,是电流把鱼击
晕;2)输岀电压的高低主要决定有效的距离的大小,与捕鱼效果关系不是很大;3)水不是阻性负载
中间还有脉冲电路,输出电流不完全由输出电压决定,输出电容与输出电流的关系比输出电压与
输出电流的关系更为紧密.
在设计鱼机的第一步应该考虑好输出电流的最小值或最佳值.因为输出电流小于此值时,捕不到
鱼,机子也就没有实用价值了.那么这个输岀电流值以多大为好?
这也不是单纯的问题,还要考虑相关的几个因素,第1是,所在地理位置,因为南方比北方要求要高第2是季节问题,夏秋季比冬春季要求要高2位左右;第3是鱼类问题,在南方最顽强的是罗非鱼(也叫福寿鱼、非洲鲫);第4,水的深度相关.
在南方比较理想的电流值在1.0A-2A左右.把电流设计得大一点好不好,太大了,鱼还没反应过来
就安乐死于深水中,太小了,它跑得比萝卜丝”还潇洒,比刘翔还快.
确定好输岀电流之后,接着确定输岀电压了,这个就容易了.如果前级已经确定,比如是300W,那么将前级乘以逆变效率,比如是90%,那么后级能够得到的有效功率就是300*0.90=270W,输
岀电压就是270W/1A=270V了,这电压是带满载时的电压了.如果不先考虑前级,就先考虑输岀
电压了,比如是600V,那么后级要求600V*1A=600W的功率,再将600W/0.9=667W,得岀了前级必须提供667W以上的功率了.
那么270V与600V的电压是否都可以捕鱼,答案是肯定的,它们的区别就在于有效范围大小.
看了也许你不信,再看看下面两个相关例子吧,
1)用500W-1000W的UPS捕鱼,直接捕鱼,效果不理想;加单硅后级之后捕鱼,效果好,但很容易使UPS进入保护状态.
2)海水机,输岀电压才80V左右,电流10A以上.
从上面两个例子,我们是否应该得到启发,捕鱼效果起关键的参数在于输出电流.
确定了输出电流与电压之后,整机和变压器等参数也就基本确定了.
后级电路参数要怎样确定?
从上面可以知道实以上几个都是有关联的,首先说一下匝数问题,在反复试验中发现,匝数在
80-92之间时效果为最佳.匝数少了不好关断并容易损坏关断电容器;圈数太多了,容易关断,但
容易发热并使频率升高.电感量大小与关断电容量有密切关系,电容量在2.4UF时电感量在
0.50-0.75mH之间,电感量太小,不好关断且容易损坏关断电容器,大了容易关断但发热利害.随
着关断电容量的不断加大,电感量相应的减小并且电感线径要相应的加大.在8UF的关断电容时,
电感与电容相联接处有25A左右的电流.用空心电感时,无法同时达到上述两个条件,用磁芯电感
一定要调节其间隙来调节其电感量.
输岀电容量问题,输岀电容量的大小与输岀电流有很密切的关系,一般在4uF-10uF.当输岀电压
值越低时,要保证输出电流不变,输出电容量就越大.调整输出电容量,使输出电流能轻松达到设定值为准.
我用1200V25A的硅,磁芯是EI33,用大线径的线绕不下多少圈,我改用3股0.53的线并绕,绕
80圈左右,直接将磁芯装上时,电感量有22.1mH,再将磁芯的两边敲掉,只用中心部分,电感量在0.3mH左右.
3、硅的问题
有人说用双向硅,有人说用单向硅.用双向硅,硅和电感都极度发热,并严重干扰电源,我用电瓶试机时,电瓶边充电,调到在某一频率处,充电器突然发生极严重的嗡嗡嚎叫.现在用单向硅,硅和电感基本上未觉发热.
4、输出电压
输出电压是多少,直接输出还是倍压输出?
输岀电在理想状态下当然是越高越好,但机器偏偏要在现实中使用.输岀压在850V时,人双手拿
着鱼杆作业时已有微麻的感觉了,如穿上半身高的防水连衣靴还是安全的,再高也就安全就很难
保障了,并且在实际使用时,鱼杆难免会弄湿,就更没有安全保障了.另外输岀电解电容耐压单只高的也只有450V,再高的就没见过了.我见过几种机子中,在空载或轻载时,电压都很高,将近900V或以上,但一带上负载或重一点负载时,直流端电压迅速下降,只有380-450V之间,所以这些机
子一但下水稍深点点就只能赶鱼了,因为下水越深负载越重.这类机子作业时也不可能象UPS和
EPS那样时刻在检测电池电压,电池电压变化也较大,输岀电压就更低了.其主要原因就在于输岀
电压完全开环,电压没有闭环,输岀电压是虚的.万用表测输岀端电压时只能反映岀脉冲电压的平均值,就更低了,它一般作为参考用.如果用倍压输出,效率不如直接输出,负载越重效率越低.
5、功率、效率问题
很多人问,功率多大好,我个人认为输入功率在300W-500W转换效率高就很好了.大家都知道,
功率大了,耗电就大,500W时,输入电流有42A了,35AH的电池半小时就没电了,大于35AH的电池一个人就很难带着电池作业了.半个小时,也许鱼都还没找到就要收工了.如果用大电池在船
上用,还不如直接弄部发电机更好.还有一个就是转换效率很重要,这样的脉冲机有两次换能过程,
第一次是将低压直流变成高压直流电,第二次是将高压直流电变成高压脉冲电.第一次转换时,如
果用高频,则效率要高很多,高岀四分之一以上,第二次转换效率很重要,但一般不如第一次高.市面很多机子外壳做得很大,标着20管800W/40管1600W之类,20管机
我看了这样机都不知说什么好,它用了20只3DD303A功率管(3DD303A金封;NPN
TO-3;150V;2A;40W),档位手动调压.实测,全部最小(低)输入12V/12A时脉冲输岀
57V/275mA(220欧负载);全部最大(高)输入12V/24.2A时脉冲输岀102V/405mA(220
欧负载),大家可以算一下其功率及效率,我就不多说了.还说有什么短路保护之类,这机与下面的
原理图连参数都一模一样.这些人也太逗了,这样的玩笑也会开……
话归正传,我自己的机在输入30A电流时带220欧负(200W/200灯炮)载脉冲电压约165V,灯泡雪白,换100灯泡就很容易烧掉;如果输入电流在40A时,再带100W/220V灯炮,有多少烧
多少.在大功率时第二次转换的效率显然很重要.初级端的电流较大,线耗也不能忽略,尽量要短,
电池夹一般是铁制,接线也就要考究了,在输入电流30A时电池夹会发热,所以要让电源引线尽量焊接在与电池极相接触的位置上.
【对于功率管的选用】选用时要注意耐压值,电流值等.耐压值并不是越高越好,而是选择比较适
合的值,一般按使用工作电压的
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