Добрый день

Нужно разработать источник питания для устройства
Мощьность на выходе 200Вт
Выход - Четыре развязаных напряжения по 15 вольт

Входное напряжение может менятся от 150 до 500 вольт (почти в 4 раза)
(постоянного тока)

многие Специалисты говорят что необходимо стороить 2 преобразования для такого случая

Интересно было бы услышать от вас советы по топологии принципам и расчетам

Заранее СПАСИБО

Ещё нехватает диапазона изменения нагрузки. Если нагрузка постоянная - то никаких проблем.

Для реализации рекомендую использовать обратноходовой преобразователь в квазирезонансном режиме. Для ознаомления с идеей посмотри IRIS40XX от International Rectifire.

У меня отлично на нем работет преобразователь с коэффициентом перестройки 20.

Для такой мощности наиболее простой двухтранзисторный Forward converter (нессиметричный полумост, на жаргоне - 'косой') с четырехобмоточным выходным дросселем:
http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/...hdw_smps_e.html
Контроллер можно взять наиболее распространенный UC3844 (TL3844)
В идеале - можно проработать применение Forward Active Clamp Reset с синхронным выпрямителем (для повышения КПД):
http://www.national.com/pf/LM/LM5025.html
Можно посмотреть примеры от PI (там, правда, мощность небольшая):
http://www.powerint.com/appcircuits.htm
http://www.powerint.com/PDFFiles/der58.pdf
http://www.powerint.com/PDFFiles/di124.pdf

Вполне вероятно, что в этом случае придется повозиться с цепями обратной связи в связи с широким диапазоном входных напряжений и как следствие с большой глубиной модуляции.
По моему скромному мнению, с активным выпрямлением в этом случае заморачиваться не стоит.
И еще. Информация недостаточная потому, что не указан диапазон изменения нагрузки по каждому из каналов. Если один из каналов будет нагружен по-максимуму, а остальные нет, то, боюсь, ничего путного из этого не выйдет, поскольку многообмоточный дроссель в этом случае работать не будет.
Если изменения нагрузки в каждом канале значительны и не зависят друг от друга, то лично я бы делал 4 независимых обратноходовых преобразователя, питающихся от одного выпрямителя с конденсаторами.
IRIS40xx, конечно, микросхема хорошая, но у нее низковато предельно допустимое напряжение для 500 Вольт на входе...
Придется делать на UC3844 и полевике вольт этак на 900.

Сообщение отредактировал Прохожий - Jun 12 2007, 20:14

Чтобы была стабилизация всех выходов, в дросселе должен быть непрерывный магнитный поток, значит, с увеличением диапазона суммарной выходной мощности просто растут габариты дросселя. Надо, конечно знать характер каждой нагрузки, но в каком-то их диапазоне это реализуемо. Зато КПД такой конфигурации будет максимальнвм (процентов 85 запросто).
Для активного выпрямителя, действительно, нужны будут относительно высоковольтные полевики (150-200В), но они есть с сопротивлением канала 10-30 мОм. Все зависит от требований к источнику.
Разработчик, видимо, должен стремиться получить хорошие параметры с перспективой понижения цены на полупроводники и на хорошие ферриты.

Сообщение отредактировал sup-sup - Jun 13 2007, 05:18

Диапазон изменения нагрузки оценить сложно
Но точно можно сказать что он большой

Например по первым 15 вольтам стоят 6 реле которые одновременно включаются и выключаются
По другой Аналоговая схема которая в зависимости от логики тоже может отключатся

Давайте для этой задачи пусть по 2 обмоткам постоянной потребление по 1 Амперу 15 Вольт
В 2 других - меняется практически от нуля.


Для такой мощности наиболее простой двухтранзисторный Forward converter (нессиметричный полумост, на жаргоне - 'косой') с четырехобмоточным выходным дросселем:


Тут я с вами не согласен

По 2 обмоткам могут быть резко разные потребления и обратная связь стабилизирую напряжение одной не отработает напряжение второй

Именно поэтому я и стал думать про 2 ступени стабилизациим (вернее мне подсказали =) )

Потребление по каждой из обмоток больше 1 А Поэтому использовать чтото типа 7815 для стабилизации невыгодно

Про 4 обратноходовика - расчитывая обратноходовик с изменением входа в 4 раза нетрудно заметить что КПД будет 50 - 60 %
200 Вт потери в схеме это явно слишком

Тут однозначно нужно думать про 2 ступени или предложить какуюто извращенную топологию =)

Если есть есче мысли - пишите пожалуйста

На мой взгляд, Вы не совсем правы. Личный опыт и элементарные расчеты показывают, что, в принципе, можно сделать обратноходовик с КПД примерно 0,85...0,95 на Ваше входное напряжение и Вашу нагрузку (имеется в виду один канал).

Потребляемая мощность для одного канала определится, как:

Pin_i = Pout_i/КПД_i.

Допустим, что КПД каналов равны между собой и:

КПД_1=КПД_2=КПД_3=КПД_4=КПД.

Общая потребляемая мощность для нашего случая составит:

Ptotal=Pout_1/КПД_1+Pout_2/КПД_2+Pout_3/КПД_3+Pout_4/КПД_4=
=(Pout_1+Pout_2+Pout_3+Pout_4)/КПД.

Нетрудно заметить, что сумма в скобках есть ничто иное, как общая выходная мощность. Следовательно, общий КПД всего девайса будет в точности соответствовать КПД элементарного канала и составит в худшем случае 85%, как я говорил выше.

Что же касается двух ступеней, то такое тоже допустимо. Более того, это наиболее прогрессивно с точки зрения современных подходов к проектированию систем электропитания, поскольку позволяет строить распределенные системы электропитания.
Проще говоря, делается или, еще проще, покупается один мощный первичный преобразователь с выходом в +24 вольта (стандарт для промышленной автоматики). От этого источника запитываются вторичные преобразователи с гальванической развязкой, расположенные конструктивно на тех же платах или возле них, что и запитываемые ими устройства. В принципе, их тоже можно взять в готовом виде.
Если позволяют средства и нет охоты возиться с разработкой, то вариант с покупкой представляется мне наиболее оптимальным для Вашего случая.

Любая конфигурация ИП с числом выходных каналов больше одного, не позволяет
осуществлять стабилизацию напряжений всех этих каналов лишь используя общую цепь
обратной связи, которая всегда отслеживает расстройку по выходу только одного канала - это
понятно, наверное, всем. Соответственно, здесь возможны следующие конфигурации:

1. Четыре отдельных независимых преобразователя.
2. Один преобразователь - четыре выходных канала. Стабилизация напряжения наиболее
мощного канала по цепи ОС. Три оставшихся канала содержат автономные стабилизаторы
импульсные или линейные без гальваноразвязки.
3. Преобразователь с одним выходным каналом, возможно даже нестабилизированным,
плюс четыре локальных низковольтных импульсных стабилизатора с гальваноразвязкой.

Лично я бы выбрал последний вариант. Первичный преобразователь без стабилизации - мостовой
или полумостовой с самовозбуждением. Простой в расчете и изготовлении двухобмоточный
силовой трансформатор. Четыре, почти одинаковых, импульсных стабилизатора на выходах.

Отдельно по поводу использования обратноходового преобразователя на высоковольтной стороне.
Честно говоря, сомневаюсь что можно что-то с приемлимым к.п.д. и надежностью сделать при
такой выходной мощности (200 Вт) и таком высоком входном напряжении (500 В). Главная проблема
в эффективном гашении высоковольтного и высокоэнергетического выброса на силовом ключе.
Плюс высокие динамические потери, выделяемые на ключе в виде тепла, т.к. транзисторы с максимально допустимым напряжением более 1000 В, которые здесь потребуются, довольно
медлительные.

Блоки питания компьютеров имеют +5В и +12В и стабилизируются по +5В. +12В имеет разброс, насколько я помню, 5%. Схема полумостовая (прямоходовая ведет в этом смысле себя аналогично) и многообмоточный дроссель. Все работает.
Для реле совсем не нужна суперстабилизация.
Если нужна повышенная стабильность по некоторым каналам, ставим DC-DC, а каналы уже и так развязаны.

Добрый день!
Не надо забывать, что ток нагрузки в БП компьютера изменяется в пределах 50% и к тому же каналы имеют общий минус. В данном случае, как сказано в начале, надо гальванически изолированные каналы, несказано только какая электрическая прочность изоляции между каналами. При таком уровне мощности и входного напряжения лучше наверно будет распределённая система питания с промежуточной шиной.

Незабывайте что входное напряжение (ДС) меняется более чем в 4 раза
КПД обратноходовика можно расчитать на 400 вольт гдето 85 - 90 %
Но в этом же варианте трансформатора и схемы при 150 вольтах на входе КПД будет 60 гдето
Об этом говорит программа расчетная от ПИ (на мой взгляд весьма неплохая)

В любом случае на мой взгяд проще строить 2 ступени преобразователя чем 4 независимых источника

Пока вижу слудующий вариант
1 ступень - Бустер- качает до 500 вольт и стабилизирует
КПД высокий - развязки нету
2 ступень - обратноходовик - с оптимизированым КПД для 500 вольт

Насколька оптимально (хорошо) на ваш взгляд такое решение ??
Есть сл. проблеммы
1. Как пиатть ключ и драйвер бустера
2. Выбор микросхем управления.
3. Частота Транзисторы и т.п.

Если будут какието соображения по структуре или (и) реализации Напишите пожалуйста

Добрый день!
При такой схеме лучше будет:
1 ступень- понижающий преобразователь до 150В.
2 ступень- можно и оптимизированный обратноходовой на 150В.
Этот вариант будет дешевле.

Добрый вечер

Тоже думал об этом
Согласен что по Элементам будет дешевле
Но ключ понижающего преобразователя (чопера) - вы ведь эту схему имели ввиду
не соединен с землей силы - для управления им нужен драйвер
Подскажите пожалуйста схемное решение или просто концепцию

Спасибо

Я привык доверять собственным расчетам, а они мне говорят, что КПД не должен сильно зависеть от изменения входного напряжения. Дело в том, что при снижении входного напряжения растут статические потери, но снижаются динамические, которые, кстати, программа от PI считает некорректно.
К примеру, потери, связанные с восстановлением выходногго диода при непрерывном магнитном потоке сердечника, этот софт вообще не учитывает. И вообще, КПД обычно считается для самого худшего случая.
Так вот я могу смело утверждать, что вполне реально создать Flyback с КПД не менее 85 % во всем диапазоне Ваших входных напряжений. При этом - это будет сравнительно дешево.
И насчет пользы от 4-х одинаковых каналов. Основная польза - значительное сокращение номенклатуры. В производстве это имеет огромное значение.




То, что вы предлагаете лежит вне современных представлений о системе электропитания. Пункт 1 из раздела "Проблемы" как раз выплывает из-за неверного подхода. Так сказать, проблема на ровном месте.



Свои соображения я высказал выше. То, что предложено Вами, по моему личному мнению, технически некрасиво.

Добрый день!
Ключ можно включить и в отрицательный провод, как это сделать опубликовано в журнале "СХЕМОТЕХНИКА №8 за 2004г". Питание СУ взять с дополнительной обмотки на дросселе.
При классическом включении придётся использовать дополнительно ещё трансформатор для затворной цепи ключевого транзистора.