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回复:继续折腾万用表升压电路

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增加线圈与磁芯间距重绕一个小变压器。
先用餐巾纸裁成条包裹在磁芯外面


为了增加线圈的匝间距离以减小分布电容,把0.04mm的漆包线外面涂一层胶。把漆包线两头固定,把补鞋胶挤到指甲钳红尖头位置,涂到漆包线上,速度要稍快且均匀,否则胶容易出现水滴状

胶干透后先绕到长条状硬纸片上再绕到磁芯上

次级先绕了420匝,初级5匝,这次成功输出了约330v,比预想的高一些

然后按420匝输出330v计算,输出300v要382匝,就拆了38匝再试,没想到受分布电容谐振影响,这输出电压并非与匝数成正比,382匝输出电压只能到278v左右,就算串上X10k档那15v,也仍不到300v。
初级分别改为6匝、4匝,发现6匝时输出电压比预想的降得更多,而且工作没那么稳定,4匝时工作很不稳定,而且有输出时,输出电压也比5匝初级更低,所以初级还是5匝最佳。
用涂了一次胶的漆包线再涂两次胶,绕另一组15v次级试,绕了20匝试,出了一个新问题,两组次级,其中一组空载时,另一组输出正常,想两组同时输出,输出电压就降到0了,所以,还得想办法改进。


IP属地:贵州17楼2026-03-22 22:16
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    用示波器测下图5脚(SW)的波形

    测得波形如图,多少个小波后才输出一个正常波,频率20kHz左右

    测万用表中那个15v电路5脚波形,发现每个正常输出波形前也有5个谐波,难怪那个电路的效率不高

    短接那个1.2Ω保护电阻后,每三个波形后出现了一个这样的波形

    同时测量5脚(SW脚,黄色)和2脚(Vout脚,青色)波形

    想到是不是可以在小变压器上串一个小电感来抑制那些高频谐波,分别往工字磁芯上绕了一匝半和两匝半试

    绕一匝半是这样的波形

    绕两匝是这样的波形

    再绕紧一点,是这样的波形

    加串小电感后,并不能提高输出电压。


    IP属地:贵州18楼2026-03-22 22:32
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      2026-05-01 13:48:32
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      空载时是这样的波形,也就是间歇工作

      工作时段波形

      从波形分析,当次级匝数较多,分布电容较大时,会导致明显的高频谐振,芯片经过多次开关后,可能高频谐波与正常工作正好同步时就输出一个波形。
      这个能输出约278v(内阻10M的数字万用表并一个10M电阻,使得负载电阻为5M,以模拟万用表X200k档需内阻5M,测得278v)的电路,用指针万用表500v档(内阻2.5M)测,输出电压245v,输入电流约220mA,短接1.2Ω保护电阻后输出265v;再串2.5M电阻,电阻共5M,测得的数据减半,乘2后为真实数据,输出电压约290v,输入电流约170mA,短接保护电阻时输出约280v;空载时输入电流约0.7mA。


      IP属地:贵州19楼2026-03-22 22:53
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        下一步计划重绕一个小变压器,争取调到输出285v,看看两个小变压器哪个更好。升15v的也增加线圈与磁芯间隙减小分布电容与已装进万用表的对比看能否提高效率。然后用两个升压电路,一个升15v,一个升285v,两个串联300v做X200k档,用X10k档时屏蔽285v电路,以减小空载损耗。
        再往后,把较差的那个小变压器拆掉一些绕组,使输出降到165~170v、135v,看看能不能大幅提高效率,如果能,就做一个135v+15v做X100k档,再做3个165~170v的电路,串联到650v左右(625v可以使电阻档内阻12.5M时正好满偏,留点余地到650v左右)做成X500k档,内阻12.5M,这样当被测电阻约42M时,表笔输出约12μA电流,输出电压500v,基本上可以当摇表使用了。


        IP属地:贵州20楼2026-03-22 23:09
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          把初级放在里面,有利于次级与磁芯之间拉大距离,减小分布电容。用适当粗细的漆包线,外面涂三次补鞋胶,以增大线圈与磁芯的间隙,减小分布电容。

          然后用打印纸裁成条包几层(外圈三层,内圈为了不占用太多空间,用了两层),按理分布电容应该比上一次小。

          这次计划次级先绕240匝,再根据实际情况拆除,使输出电压为167v左右,试试三个升压电路串联到150v,0.04毫米的漆包线也涂了两次补鞋胶,使得实际的线间距也比上次大。

          换上去试,结果空载电流就有近500mA,失败。

          看来这分布电容也不是越小越好,只能试验,碰上行就行。


          IP属地:贵州21楼2026-04-23 21:41
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            想到那个PW5100升压有5v输出,如果能用5v继续升压,可以大幅减少线圈匝数,于是又找了个芯片TPS61041,能把5v升到最多28v,留点余地,升到25v的话,电感就要升20v。这个芯片的频率较高,为1MHz,推荐电感10μH,还是用那个小蓝环,考虑到PW5100推荐4.7μH,用5匝接近30μH效果不错,升13.5v时用了7匝效果也很好,这里还用5匝。

            计划用PW5100升13.5v,串电池1.5v为15v,用于X10k档。PW5100输出的5v用TPS61041来一组135v,串15v得150v,做X100k档。然后两个方案,一个方案是一个TPS61041升500v,串150v得650v(做X500k档最小电压需625v,适当留点余地),另一个方案是用两个TPS61041各升250v串联,做X500k档,同时可勉强代替500v摇表,只是输出电流小了一点。用三档两开关的波段开关切换三档,波段开关的一个开关切换电压,另一个开关控制EN脚,关闭用不到的TPS61041。为了减小空载电流,计划用一个贴片9013的发射结(反向击穿电压8v多一点)当稳压二极管,串一个电阻代替R1,这样就可以在TPS61041不工作时,5v不会在R1、R2上形成电流。芯片太小,自己加工电路板很困难,洞洞板没法接2脚(GND脚),只能把那个位置的铜箔裁去一点,以免2脚焊上去与其它脚相连了,2脚只能用铜丝(下图中细绿线)连接了。

            先只焊一个TPS61041及周边电路,用只绕了5匝的小蓝环电感试验,R1用了3M串8.3v稳压二极管(9013发射结代替),R2用240k,理论输出约电压25v,实际基本相符,但发现有时候输出只有不到5v,说明TPS61041没有工作,用手摸一下就能启动,EN脚直接接5v也不管用。想到输出5v,因为加了稳压二极管,FB脚电压为0,是不是FB脚电压为0时不工作,然后去掉9013,为了减小空载电流,R1换成10M,R2换成510k,理论输出25.4v,实际输出相符。然后用初级5匝,次级140匝(理论上要约125匝,先适当多绕一点,再慢慢拆),次级焊上去前先试了一下,25v输出没问题,焊上次级后25v输出只有11v多,次级整流滤波输出110v左右,拆开次级一端,仍不正常,完全拆开次级就正常输出25v多。怀疑是不是100多伏的交流输出离TPS61041太近影响了,于是把二极管和电容换了一下位置,这样靠近TPS61041的就成了直流,问题依旧,把高压部分移到板上右上角空位,工作仍不正常。于是把负极连线(地,下图中绿色线)加了一点,在低压部分和高压部分间屏蔽一下,25v输出还是不正常,但高压部分电压变成170v左右,说明有点效果,断开次级一端,25v输出正常。正常情况下,次级输出端滤波电容充满后,二极管就处于截止状态,次级是接一端还是两端都接,结果一样,可现在是不一样,只能怀疑是不是二极管(用的ES107M,耐压1000v的超快恢复二极管)的结电容影响了,于是串了一个BAS316开关二极管(100v250mA,恢复时间3μs),25v端实际输出变为22v多,次级整流输出250多伏(数字万用表内阻10M),指针万用表测电流约12mA,用指针万用表(内阻2.5M)测电压约130v,数字万用表测电流4.6mA(空载时反而有5.8mA,25v端输出25.3v,表笔一端接触输出时降为3.9mA,输出25.4v),可见总体效率还行(估计升到650v加负载52μA,5v电源需约30mA,1.5v电源需100~150mA),只是分布电容还有点大,影响严重。

            电路板使用的洞洞板。

            下一步只能用TPS61041升250v了,这样次级就只需63匝,磁芯外径位置都可以不绕满,分布电容可大幅减小,看看效果。为了隔离低压部分和高压部分,电路板也得做大幅修改。


            IP属地:贵州22楼2026-04-23 23:18
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