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电鱼机制作流程 电子捕鱼器的制作步骤与方法附图详解

时间:2018-01-15 09:53来源:亚洲城ca88手机版官网
    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
 1、技术指标:(本机只适用于淡水)
(1)输入电压12V蓄电池(>20AH)
(2)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)
(3)输出电压:直流端800V限压
(4)输出型式:单硅脉冲输出.
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)输出电压保护: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.
(3)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:20cm*12cm*7cm(长*宽*高)

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,一是输出端有高压,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
(6)输出电压检测:输出端带上负载,一般用200W的灯泡,将输出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,先检测输出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,输出自动稳定基本正常,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出电压计算.如果输入电在最高且输出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.
(7)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
(8)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,检测推动输出端,可用视波器观察波形或测其电压在3.8-5V,第二步,断开变压器高压输出端再测,第三步,断开输出硅再测,用分块检测排除
(9)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
(10)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都老出问题,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.

 

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    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出.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±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±25%之间,TDK的磁芯,现在最高的是4800±25%.

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    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、输出电感、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)输出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.

    在设计电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.那么这个输出电流值以多大为好?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.

    确定好输出电流之后,接着确定输出电压了,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,输出电压就是270W/1A=270V了,这电压是带满载时的电压了.如果不先考虑前级,就先考虑输出电压了,比如是600V,那么后级要求600V*1A=600W的功率,再将600W/0.9=667W,得出了前级必须提供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,输出电压才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.

    输出电容量问题,输出电容量的大小与输出电流有很密切的关系,一般在4uF-10uF.当输出电压值越低时,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

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4、输出电压
    输出电压是多少,直接输出还是倍压输出?
    输出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.输出压在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.另外输出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,输出电压就更低了.其主要原因就在于输出电压完全开环,电压没有闭环,输出电压是虚的.万用表测输出端电压时只能反映出脉冲电压的平均值,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,高出四分之一以上,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时脉冲输出57V/275mA (220欧负载);全部最大(高)输入12V/24.2A时脉冲输出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.

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