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继续折腾万用表升压电路

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上次用PW5100升压电路,把升压用的电感加一组次级变成变压器,成功做出了1.5v升15v电路https://tieba.baidu.com/p/9408292148,在使用稳压1.5v锂电池时,比以前的升压电路更好(使用不稳压的电池不好),又突发奇想,想升到150v甚至300v,可以用来测更大的电阻甚至代替摇表检测绝缘。
网购加拆机,收集了几个磁芯,先各绕10匝线圈,测一下电感,看哪个最适合。其实右边太大的磁芯就不适合,当时看到有券,很便宜,就顺手买了两个备用,顺便测一下电感,左边那个是非晶磁环,只绕了5匝。2、3号是各用两个节能灯中的磁芯,取等长的那一半,凑成无磁隙的EE磁芯。

测量原理,用示波器信号源输出正弦波,然后电感串一个100Ω的电阻,用示波器分别测量电阻和电感上的波形。探头的地和信号源的地必须接一起,所以要通过交换位置来分别测量电感和电阻。换不同频率的正弦波,使得电感和电阻上的波形电压相近,然后通过电阻阻值和电感感抗对比,来求电感量。
测完上面图中那几个磁环,发现中间那个小绿环,原以为电感系数是最接近我的需要的,没想到测完发现比我预估的大了近10倍,所以又另找了两个以前做的升压电路用的那种坏节能灯中拆的小蓝环。正好前面测试忘了排照,顺便补排了一张。测完发现这个小蓝环的电感系数(1.5左右,2匝初级6uH左右,PW5100需要3.3~10μH)才是最接近我的需求的。
因为上次那个蓝环初级用了7匝,用来升15v效果不错,想升150v时,因为次级线圈太多,分布电容太大,导致输出为0,所以想找一个初级2匝在5μH左右的磁芯。在某宝看了不少磁芯,其中小部分有一些参数,还有网上可以查到部分磁芯的参数,预估那个小绿环可能比较理想,结果发现太大了。

下面是测量数据,电压1位整数的是电阻直接串电感测量,电压单位是v,三位小数的是测量时发现波形严重失真,应该是磁饱和了,所以又另串了一个820Ω电阻分压,测的电压是mv,标灰的是频率不适宜,导致电阻上电压和电感上电压差值较大,可能影响测量精度。


IP属地:贵州1楼2025-09-10 21:56回复
    考虑到上次的升压电路用的小蓝环,初级绕了7匝,电感系数大约1.5uH,电感都在60μH以上了,使用仍没问题,这个小绿环11点几的电感系数,初级绕2匝的话也就40多μH,再考虑上次的初级7匝、次级25匝,接近2:7,所以先试试这个小绿环初级2匝、次级7匝。

    照片中,左侧一个高压超快恢复二极管,一个高压贴片电容被磁芯挡住了,这两个零件是上次想升150v焊的,因为继续折腾还想升压,所以就保留了,右边重焊了肖特基二极管和相应的贴片电容。
    按理输出电压跟上一个电路差不多,应该是接近13.5v,实际输出才约12v。想试试大电流输出能力,顺手把前面测电感串的820Ω电阻接上去,然后才几秒钟,输出电压下降,再测,发现芯片烧坏了。也就是说,这电路12v输出14mA都不行。后来算了一下,要150v输出60μA,12v只需输出750μA就够了。
    重买了5个PW5100

    换了一个芯片,同时把次级改成了8匝。指针万用表测得电压约13.6v,接近13.5v,还可以,数字万用表测则有14v多,后来两个表同时测,发现指针表测得13.6v,数字表显示13.8v。
    按150v60μA,13.8v就需要652μA,要接约20k电阻,用20k电阻试了,除了输出电压略下降,没问题,再按输出300v60μA考虑,用10k电阻试了,也没问题。输出接10k负载,输入端用数字万用表测电流,发现不能正常工作,估计万用表分压太多,主要是数字万用表有个自恢复保险,常温下电阻好几欧。换成指针万用表500mA档测电流,发现接10k负载后电流大约70mA,再用数字万用表测此时电路输入端电压,约1.38v,也就是指针万用表加接线分压约0.12v,而输出端电压上升到15v,这就是因为电感输出电压叠加电池电压后输出为5v,电池电压下降后,电感电压上升,导致电感改装的变压器次级电压跟着上升。所以这个电路升压,输入端必须是稳压的,否则输出电压跟着浮动,无法控制。
    输入1.38v*0.07A≈0.1w,输出15v*15v/10000Ω=0.0225w,效率只有22.5%。下一步通过改变零件参数(主要是变压器匝数)看看能不能大幅提高效率。


    IP属地:贵州3楼2025-09-12 11:30
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      2026-01-20 02:24:58
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      输出13.5v想比较精准,初级就不能太少,除非本就差不多,通过改变滤波电容容量还能微调一点。这次已经测了小绿环初级2匝、次级8匝差不多,还可以试试初级1匝、次级4匝。输出150v或300v,误差2v左右还可以满足要求,所以输出高压的,不在乎初级匝数。然后想能不能用两个小变压器并联,一个初级多一点(还可以按上次用小蓝环初级7匝、次级25匝)输出13.5v,另一个初级少一点,1~2匝(用小绿环电感够大),经过仔细思考,发现当一个输出空载时,相应的变压器回归电感,在开关管转为截止时,它可充当电源,把能量传给另一个变压器,这个方案应该可行,只是相应的,电感量是两个电感并联的电感量。正好,上次那个用小蓝环初级7匝,电感已经严重超大,这次虽试了小绿环初级2匝可以正常工作,但实际上电感也是严重超大,甚至小绿环初级只用1匝,电感仍能略大于10μH,并联一个小蓝环7匝的电感完全没问题。所以最后用一个变压器还是两个变压器,主要是测试一下哪个效率高。


      IP属地:贵州4楼2025-09-12 11:46
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        回复 🐶依然逍遥💢 :我测的电感系数有11多


        IP属地:贵州7楼2025-09-13 18:19
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          为了通过试验得到最佳参数,继续折腾。上次做的那个电路,可以用数字万用表的20mA档测量电流,这个用20mA档测电流时发现电流超大,只有指针万用表的500mA档可用,但500mA档测1mA以下的电流就只能在那一小格中估了。然后想在初级串一个10Ω电阻,用数字万用表测电阻上的电流(上次那个电路串100Ω电阻测过,可以测得比较精确),还是电流超大,最后是串一个1Ω电阻,测1Ω电阻上的电压,测量精度0.1mv,可测得精度100μA。
          初级2匝、次级8匝,输出13.7v,空载电流0.2mA,200k电阻负载时输入电流3.5mA(跟上一个电路4mA相近),20k负载(大致等效150v输出60uA)时输入电流29mA,10k负载(大致等效300v输出60μA)时输入电流57mA。
          前面测得小绿环电感系数约11.4,两匝的电感就大约是11.4*2²≈46μH,远大于芯片所需的3.3~10μH,但小电流下工作正常,想着如果只有一匝(也就是初级导线只从圆环孔中穿过去),11.4μH,很接近芯片所需的最大值,效果应该不错,于是把初级减为1匝,次级减为4匝,发现空载电流30多mA了,输出电压15v多,明显有问题。上次用4.7μH工字型磁芯电感没问题,这次46μH电感没问题,11.4μH电感就不行,不知哪里的问题。再次检查了上次的数据和数据处理,没有发现问题。先不管了,继续折腾。
          初级2匝、次级8匝,试了直接并联一个小蓝环7匝的电感(等效于上次那个电路上的变压器空载),空载、200k负载、20k负载、10k负载下的输入电流分别为0.2mA、4mA、28mA、55mA,效果比单磁环略好。
          把初级改为3匝,次级改为12匝,输出电压不变,空载、200k负载、20k负载、10k负载下的输入电流分别为0.1mA、2mA、22mA、43.7mA。
          初级3匝,次级12匝,增加小蓝环7匝电感,输出电压不变,空载、200k负载、20k负载、10k负载下的输入电流分别为0.1mA、1.9mA、22mA、43.4mA,效果比单磁环略好。


          IP属地:贵州8楼2025-09-16 11:54
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            先用1.2米的漆包线在小绿环上绕了83匝次级,再绕了3匝初级。想着原来那个电路可以串100Ω电阻测电流,而这个电路串10Ω都不行,感觉原来那个芯片性能要好一些,所以把这个变压器初级接到那个电路上试,发现并上这个后,那个的输出电压下降约一半,还不稳定。所以直接在那个电路上加小绿环是不行了。
            又把这个变压器加到上面那个电路上试,也就是两个小绿环并联,空载还好,一用指针万用表测这个高压输出,输入电流就急剧增大,超200mA了,输出电压约150v。于是把那个初级3匝次级12匝的小绿环拆开,单测这个初级3匝次级83匝的,可以输出100v左右,用指针万用表500v档(内部电阻2.5M)测电压时,输入电流增到18mA,用100v档(内部电阻500k)测电压时,输入电流增加到78mA。再把7匝的小蓝环并上去,输出电压略上升,输入电流略下降。100v电压接500k负载,功耗等效于300v接4.5M负载,输入电流约78mA,比前面13.5v接10k负载输入电流43.7mA大不少,实际负载功耗差不太多,不知道什么原因。
            现在有些现象就不知怎么回事了,单看输出13.5v的电路,感觉原来那个电路的芯片性能好一点,但3匝的小绿环与7匝的小蓝环并联,原来那个电路就不行,这个就没问题。这个电路小绿环初级2匝、3匝都没问题(3匝略好一点),两个3匝的并联就不行,按理两个3匝的并联后电感比一个2匝的大一点点,应该差不多的,实际就是不行。
            搞不懂的算了,试验差不多了,小绿环初级3匝、次级245匝左右(用更细的漆包线)可以输出约300v,再并一个小蓝环初级7匝次级25匝输出13.5v。


            IP属地:贵州9楼2025-09-18 20:26
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              因为小绿环明显电感大于以前用的工字型电感,却没有该有的效果,就重新测试,不测不知道,一测吓一跳。
              这个小绿环线圈3匝时,电感只有几μH,电感系数只有1μH左右,而且频率越高,电感系数越小,上次只测了一个10k下的数据,感觉电感系数好大,单匝都够了,现在才知道为什么单匝下电流剧增了。根据这个现象推测,这批小绿环的矫顽磁力较大,高频特性不好,磁滞损耗较大,所以在高频时电感系数急剧下降。

              两个小蓝环,一个颜色深一点,一个颜色浅一点,线圈3匝、7匝、10匝时电感系数相差不大,频率100k~2M电感系数相差不大。这说明这两个小蓝环的高频特性好,且电感系数正好满足我的需求,考虑下一步初级2匝、3匝测试效果,单环、两环对比效果。
              6.8μH的工字型电感测得7μH出头,误差很小。

              上次测试看EE磁芯的电感系数也不错,把两个磁芯各绕了2匝再测,发现电感系数也降了不少,不如小蓝环理想。

              上次那个电路可以串100Ω电阻测电流,这次的串10Ω都不行的原因也基本找到了,那就是上次的小蓝环7匝,电感70μH左右,远大于芯片需求的3.3μ~10μ,所以电流大不起来,100Ω电阻分压较小,而这次3匝的小绿环电感系数刚好满足要求,一旦电源串电阻分压较大,工作就受影响。


              IP属地:贵州10楼2025-09-20 11:00
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                用小蓝环绕了一个变压器,初级3匝、次级12匝,MF30测得输出电压13.8v,数字万用表测输入端串的1Ω电阻上的电压,空载、负载500k(内部电阻500k的指针万用表测输出电压)、负载200k、20k、10k,数字万用表分别显示0(小于0.1mv)、0.5、1.4、19.2、37.7,对应工作电流小于100μA、500uA、1.4mA、19.2mA、37.7mA。
                另一个小蓝环绕7匝并联到初级,输出电压13.7v,空载、负载500k、200k、20k、10k,数字万用表分别显示0、0.5、1.85、19.5、37.3,比单变压器略差。
                改为初级2匝、次级8匝,输出电压13.7v,空载、负载500k、200k、20k、10k,数字万用表分别显示0、0.7、1.8、20.1、40.4,比单变压器略差。
                并7匝电感,输出电压13.7v,空载、负载500k、200k、20k、10k,数字万用表分别显示0、0.6、1.7、20.2、40.6。
                对比发现,还是单变压器初级3匝的好,只是输出15v时,工作电流比上次那个初级7匝的略大一点,但为了输出300v时次级不要太多,就考虑初级3匝了。


                IP属地:贵州11楼2025-09-20 19:40
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                  2026-01-20 02:18:58
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                  上次绕83匝用的漆包线稍粗,这次用0.05毫米的。先在小蓝环上烫一点黄蜡,剪一小条硬纸片,两端剪个凹口,上面烫点黄蜡,把3.6米0.05毫米漆包线先绕在硬纸片上,用来穿线。

                  考虑到原来在气温较低时做的15v,到夏天气温升高时电压升高了一点,而且用来代替摇表,电压高一点没问题,所以如果做出来300多伏,不要紧的,所以把3.6米全绕上去了。先绕了一次,因为没有挤紧,没绕到一半,发现按那个绕法,绕满整个磁环250匝都绕不到,所以只能重绕,绕一点就用牙签拨一下挤紧,最后把线全部绕完,发现绕了287匝。

                  先只用这一组次级,加3匝初级试试。电路使用ES1M超快恢复二极管整流,0.022μ高压瓷片电容滤波;15v部分的二极管、滤波电容参照上次用BAT46WS肖特基二极管、1μ50v贴片电容先焊上去了,没有接次级。


                  发现这个升压只能输出50多伏,0.022μ的瓷片电容再并一个0.022μ或0.1μ,电压差不多;再测电路的5v输出,只有约1.8v。把次级线圈从电路板上焊下来,电压仍就那么高。
                  把小蓝环变压器取下来,用另一个小蓝环做的电感换上去,电路输出5v正常,说明电路板上零件正常,不正常的是那个次级绕组,估计还是分布电容的影响。

                  上次83匝都输出约100v了,做输出150v的应该没问题,不过还想试试能不能输出300v。
                  下一步先把这个次级拆除一些,看看效果,然后考虑小磁环外面加一点绝缘层,减小线圈与磁芯间的电容,使用0.04毫米漆包线绕,让线圈不挤那么紧,以减小分布电容,看看效果,如果还是不行,就只能做150v了。


                  IP属地:贵州12楼2025-11-09 16:41
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                    用0.04的漆包线重绕小变压器,先用电烙铁在白纸上浸一些黄蜡,裁一些贴在磁芯内外和两端,以增加线圈与磁芯间的间距,可以增加耐压,减小分布电容。(磁芯本身有一定的导电性)

                    因0.04的漆包线太小,为了防止不小心把两端线头弄断,准备在两端各加一小段粗一些的漆包线,把0.04的漆包线跟它拧在一起。先用粗漆包线绕两匝,中间多留一点。

                    用细线把漆包线绑一下,再把漆包线中间的一小段剪掉,这样就成了两根

                    适当留点余地,用3.8米长的0.04毫米漆包线,还是象上次那样先把漆包线绕在窄条硬纸片上再绕到磁芯上,240匝把磁芯绕满了,还剩一些,先随便绕上去,后面视情况拆除部分。

                    先绕了3匝初级,发现跟上次一样,只能输出50多伏,把次级增加到5匝,输出增加到120v,然后不小心又烧了一个芯片。

                    换了一个芯片后,为了防止再烧芯片,在输入端先串了一个3Ω电阻,结果输出不到100v,输入端测得电阻后的电压只有约0.5v,短接3Ω电阻后,输出220v,芯片的5v输出有6v多,于是又在3Ω电阻上并了一个2Ω电阻,并联电阻1.2Ω,输出还有220v。看来串3Ω电阻使得芯片工作不正常了,串1.2Ω正常。然后又分别测了初级4匝、6匝、7匝时的输出电压,分别是110v、170v、140v。测试还发现一个有意思的现象,串1.2Ω电阻后,次级输出140v,芯片的5v输出端只能输出3.2v,如果把1.2Ω电阻短接,则140v基本不变,而芯片的5v输出端会输出6v多,看来电感与分布电容产生谐振,输出电压会出现异常的高或低。

                    输出300v还是没实现,但输出150v没问题了,指针万用表500v档内部电阻2.5M,如果输出150v做X100k档,内部也是要串2.5M电阻,正好也能满足要求。又想到一个主意,绕两个小变压器,初级并联、次级串联,看能不能用两个150v实现300v输出。


                    IP属地:贵州13楼2026-01-12 17:01
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                      又绕了一个小变压器。上次只测了输出电压,没有测输入电流,今天试了试,初级7匝、输出电压140v出头,没想到用数字万用表测1.2Ω(2Ω与3Ω并联)电阻上电压,居然有0.6~0.65v,也就是电路输入电压降到了0.8v的样子电流500mA出头,如果同时用指针万用表测输出电压,偶尔1.2Ω电阻上电压会降到0.027v(电流22mA左右),同时输出电压升到170v。把初级5匝的另一个小变压器并上去,初级电流略有下降,但原来输出140v的次级输出就变成了约60v。所以,两个小变压器初级并联、次级串联的方案不成立。

                      下一步考虑重绕,次级线圈拉大间距,绕成两层或三层,以减小分布电容,看看效果。实在不行就只能重绕一个次级拉大间距的,升级到150v了。


                      IP属地:贵州14楼2026-01-19 14:07
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