有没有低功耗将3.7V升压到200V左右正弦波的电路方案

mrf245 · 发表于 2024-9-9 14:09:32

需求：产生75HZ或其他小于100Hz频率的高压正弦波（一般在30-75HZ之间），供电为3.7V锂电池，工作电流小于50mA。输出电压200V或更高也可以，负载为0（没有负载，仅需要产生电压即可）
体积越小越好，最好所有器件都用贴片，好买
已知条件：可以使用单片机产生2路PWM信号，一路为40KHZ或其他频率窄占空比信号，用于升压器驱动，一路为75HZ可变频率信号，用于产生指定频率电压
要求：耗电越小越好（一个低功耗设备使用）
目前已达到的效果：可以产生200V的近似方波，供电电流25mA左右，但方波用起来效果不好，相对而言正弦波最好，而且电压低了点，最好能升到300V。
现在方案：
1）用DCDC将3.7V电池电压升高到10V左右
2）用上述PWM信号将10VDC用2个1:10闪光灯变压器次级串联升压到200V，方波调制。
请高手们出出主意，谢谢

kokoc_power · 发表于 2024-9-9 18:27:51

单一频率还好搞点，频率有变化的话，比较有难度，看这需求，应该是个护类产品用。难搞。

ibmx311 · 发表于 2024-9-9 18:55:24

电源变压器啊。我总是不明白现在的人为什么那么排斥变压器

t3486784401 · 发表于 2024-9-9 20:16:30

ibmx311 发表于 2024-9-9 18:55
电源变压器啊。我总是不明白现在的人为什么那么排斥变压器
(引用自3楼)

对，这个频段用低压功放推一下，再用自耦变压器就很好

ibmx311 · 发表于 2024-9-9 20:54:52

t3486784401 发表于 2024-9-9 20:16
对，这个频段用低压功放推一下，再用自耦变压器就很好
(引用自4楼)

不自耦不好吗

mrf245 · 发表于 2024-9-10 08:53:34

t3486784401 发表于 2024-9-9 20:16
对，这个频段用低压功放推一下，再用自耦变压器就很好
(引用自4楼)

手里有个样品方案就是工频变压器升压，但目前产品体积限制放不下工频变压器，除非结构大改

mrf245 · 发表于 2024-9-10 08:54:49

kokoc_power 发表于 2024-9-9 18:27
单一频率还好搞点，频率有变化的话，比较有难度，看这需求，应该是个护类产品用。难搞。 ...
(引用自2楼)

可以做单一频点

kokoc_power · 发表于 2024-9-10 09:00:49

mrf245 发表于 2024-9-10 08:54
可以做单一频点
(引用自7楼)

单一频点，把电压，升到25V左右，再用变压器，升到300V左右，应该问题不大，
这个频率不高，没实际验证过。最好二次升压。

mrf245 · 发表于 2024-9-10 09:07:56

kokoc_power 发表于 2024-9-10 09:00
单一频点，把电压，升到25V左右，再用变压器，升到300V左右，应该问题不大，
这个频率不高，没实际验证过 ...
(引用自8楼)

升高到DC200V已经做好了，就算要做300V也不难，也可以用电子开关直接出方波，但要出正弦波没找到最合适方案

wwkkww · 发表于 2024-9-10 09:16:33

可以用ROYER方案试试，正弦波

ANHOME · 发表于 2024-9-10 10:39:41

不考虑价格？

mrf245 · 发表于 2024-9-10 11:33:50

ANHOME 发表于 2024-9-10 10:39
不考虑价格？
(引用自11楼)

价格中等敏感，先看有没有方案

lb0857 · 发表于 2024-9-10 16:03:23

医美产品体积限制住的
甚至是结构都定下来了留个电工很小空间去操作

hd12 · 发表于 2024-9-11 11:57:21

找下做压电陶瓷变压器的厂家，看看有没有尺寸和功率合适的，或者定做

albert_w · 发表于 2024-9-11 17:38:43

hd12 发表于 2024-9-11 11:57
找下做压电陶瓷变压器的厂家，看看有没有尺寸和功率合适的，或者定做
(引用自14楼)

也没这么低频率吧。有点纯正弦逆变的味道了

hd12 · 发表于 2024-9-12 09:57:07

albert_w 发表于 2024-9-11 17:38
也没这么低频率吧。有点纯正弦逆变的味道了
(引用自15楼)

方波驱动，SVPWM调制啊

ANHOME · 发表于 2024-9-12 10:24:36

mrf245 发表于 2024-9-10 11:33
价格中等敏感，先看有没有方案
(引用自12楼)

小体积方案，估计要150左右的成本

mrf245 · 发表于 2024-9-12 11:14:07

ANHOME 发表于 2024-9-12 10:24
小体积方案，估计要150左右的成本
(引用自17楼)

是订制器件模块的还是通用方案？

ANHOME · 发表于 2024-9-12 11:16:16

mrf245 发表于 2024-9-12 11:14
是订制器件模块的还是通用方案？
(引用自18楼)

是通用方案、需要多个IC搭建那种。

albert_w · 发表于 2024-9-12 12:07:14

hd12 发表于 2024-9-12 09:57
方波驱动，SVPWM调制啊
(引用自16楼)

也对，调制频率够低，好处理

mrf245 · 发表于 2024-9-12 14:23:15

ANHOME 发表于 2024-9-12 11:16
是通用方案、需要多个IC搭建那种。
(引用自19楼)

请问大概是什么样的结构或方案？

mrf245 · 发表于 2024-9-12 14:24:11

hd12 发表于 2024-9-12 09:57
方波驱动，SVPWM调制啊
(引用自16楼)

目前用40K方波1%占空比驱动，电压能到200V，2%到220V，3%到240V，但占空比再增加电压增加不大，电流急剧增加。

hd12 · 发表于 2024-9-12 22:02:05

不清楚你要的200V以上的正弦波电压是0到200V的正弦波电压，还是180V谷值，200V峰值的正弦波电压，也不清楚你现在用的什么变压器。
暂且猜测是磁芯变压器，按0V谷值（调制方式只能接近0V），200V峰值来做，

后面整流滤波后需要加电阻负载，才能看到调制效果，电阻你自己先算下200V下期望的电流（功耗），然后根据这个来确定滤波电容容量，大概推算理解方法：电容从由负载电阻放电，200V降到0V需要多长时间，这个RC时间常数的时间至少比你期望的正弦波周期的1/2时间小，才能看到幅度比较大的正弦波形，找个仿真器模拟一下参数，或者实际试几个值就知道方向了

上面提到3%占空比以后电流急剧增加，可能是后面某个器件过压漏电，导致功率增加？变压器饱和？，示波器观察初级电流采样电阻，电流不是直线说明饱和，检查零件耐压参数。

mrf245 · 发表于 2024-9-13 09:13:23

hd12 发表于 2024-9-12 22:02
不清楚你要的200V以上的正弦波电压是0到200V的正弦波电压，还是180V谷值，200V峰值的正弦波电压，也不清楚 ...
(引用自23楼)

1%占空比增加到2%，电源电流增加50%，增加到3%电流增加100%，4%以上电池顶不住，但从1%增加到4%占空比过程中输出电压变化不超过20%，能耗和产出比已处于边界状态
变压器匝数比10：1，输入电压10V，2个变压器次级串联初级并联，1%占空比时产生的电压刚好等于20倍输入电压。

所需电压为0V谷值200V峰值。现在变压器次级为二极管+电容整流+三极管负载放电方案，可以产生近似方波（如果不加三极管放电，方波下降沿出不来）
不加任何负载总输入电流20mA，加2.2兆欧负载电流增加到30mA，电阻偏小一点点输入电流上升非常快，甚至输出端接或不接示波器1:10探头，电源电流都会有明显变化

40KHZ频率是用信号源实验出来的最优频率点，频率越高，相同占空比产生电压越低，而频率低了电流又会猛然加大

hd12 · 发表于 2024-9-14 12:40:53

mrf245 发表于 2024-9-13 09:13
1%占空比增加到2%，电源电流增加50%，增加到3%电流增加100%，4%以上电池顶不住，但从1%增加到4%占空比过 ...
(引用自24楼)

仿真试了下，才注意到, 调制的PWM波形要推挽驱动方式才能直接通过变压器滤波出正弦波。否则要有次级反馈回路来修正。
以下是推挽的基本结构，仿真可行，

有没有低功耗将3.7V升压到200V左右正弦波的电路方案

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