Не припоминаю подобных формул... (Давно это было...)
Если этот постулат распространить на обычные цепи, то КПД любой электрической цепи не может быть больше 50%. Или это касается исключительно процесса заряда конденсатора?
Тогда о чем упомянул уважаемый tyro?
И что изменится, если вместо первой батареи будет идеальный источник напряжения или тока?
Или коммутировать идеальным ключем? На чем тогда будет выделяться половина энергии?

Я тут попробовал прикинуть максимальные энергии с мощностями для Вашей зарядной системы и вот что получилось (если не ошибся конечно ):

1. Берем все параметры максимальными (запас): С = 600мкФ, Uc = 400 В, Fразряда = 400Гц.
2. Энергия на один полный заряд конденсатора: Wc = C*Uc^2/2 = 48 Дж
3. Средняя мощность источника питания для частоты заряда в 400Гц: 48*400 = 19200 Вт!
4. Если заряжать конденсатор постоянным током, то величина этого тока:
Ic = Uc*C/tch = 400*600мкФ/2мс = 120А!
(tch - время заряда конденсатора, к примеру принято 2мс при Fразряда = 400Гц)
5. Максимальная пиковая мощность источника (без учета КПД): 120А*400В = 48000Вт!

Топология всей системы - импульсный преобразователь (скорее всего модульная конструкция из нескольких модулей работающих в параллель) нагруженный на LC фильтр. При этом емкость С фильтра является Вашей рабочей емкостью. Никаких буферных емкостей на мой взгляд здесь не требуется.
При этом индуктивность L либо одна на все модули либо распределенная.
Топология каждого модуля на Ваш вкус Но скорее всего это полный мост. Насчет рабочей частоты, то я думаю это вопрос не самый принципиальный .

С тех пор формулы не изменились...
Да, это при заряде полностью разряженного конденсатора от источника постоянного напряжения - или конденсатора большой емкости.
Если заряжать от нескольких источников (сначала до 10 вольт одним, потом от 10 до 20 другим ...), потери меньше будут.
А сильно уменьшить потери можно только перекачивая энергию в катушку, а из нее в другой конденсатор.. Но это всем давно известно...

Надеюсь. Но в данный момент физику процесса "не догоняю"...
А вот с этого места, пожалуйста, подробнее! Что меняется-то от ступенчатой зарядки? "Эквивалент" генератора тока в пределе. Но на это нет времени.
Дык, я же написал - в зарядной цепи имеется индуктивность. Правда, небольшая по величине, и изначально для других целей.


Да, все верно. Но Вы берете все параметры максимальных значений.
В реале 400 В и 400 Гц - не исследовались (сегодня работаем на 250 В и 100 Гц), да и вряд ли такой режим будет востребован. Кроме того, предельная энергия одиночно импульса - не более 20 Дж при 100 Гц. С увеличением частоты энергию придется уменьшать - начинается местный перегрев обрабатываемой детали.
Так что среднюю мощность ИП вполне можно ограничить 4-6 КВА, при пиковых значениях зарядного тока 200-300 А. Но это уже от буферной емкости, так что источник перегружаться не будет (надеюсь).
А вот параллельная работа маломощных модулей может оказаться интересной. Только будет ли это экономически оправдано?
И включать рабочую емкость прямо на выход ИП вряд ли получится - это не позволит исключить работу самого ИП на КЗ в момент искрового разряда. Хотя, при грамотной топологии и быстродействующей схеме защиты, наверное это не проблема. Есть над чем подумать.

Ну, запас всегда нужен некоторый, да и все цифры озвучены Вами же в первом посте, пусть даже и с оговоркой "хотелось бы" и "возможно":) Все, что возможно обязательно случится
Если же ограничиваться величинами в 20Дж и 100Гц, то средняя мощность источника питания будет около 2кВт (без учета КПД) что является вполне разумными цифрами

А вот почему нельзя включать емкость прямо на выход ИП я не совсем понял Что мешает ИП в момент разряда выключать? Да и сама топология ИП, что я предложил, предполагает в качестве рабочего режима именно работу по сути на КЗ! Естественно с потактовым ограничением тока ключей.

А параллельная архитектура всей системы позволяет без особых проблем:
1. Наращивать мощность при необходимости
2. Увеличить надежность
3. Упростить конструкцию каждого модуля

Но, если ограничиваться мощностью в 2кВт то вполне наверно можно обойтись и без запараллеливания

При ступенчатой зарядке... Вот, например, пусть на последнем этапе добирается 10% заряда...
Тогда большая батарея отдает энергию UQ, а в мальнькую поступит 5UQ-4.05UQ= 0.95UQ, где Q - 10% от полного заряда.
Ваша индуктивность ничего не поменяет...
Не буду Я писать ТУТ, где вокруг огромное количество крутых спецов по импульсным преобразователям, про их устройство и принцип действия...
Простенько так...
Вот конденсатор замкните на дроссель... Через некоторое время, когда требуемый ток получится, разорвем эту цепь и дадим возможность току дросселя течь уже через другой конденсатор... или туда, куда нам захочется....
P.S. Эта проблема очень близка конструкторам студийных фотовспышек и других вспышек...

Имел ввиду задачку по ТОЭ - к источнику напряжения подключить последовательную RC цепочку с разряженным конденсатором. Энергия запасенная в полностью заряженном конденсаторе будет равна энергии рассеяной на резисторе.
Не специалист в этой области, но вроде бы читал, что самый простой (но может далеко не лучший), заряжать конденсатор путем сброса энергии, запасенной в сердечнике (в его зазоре), тогда потери на коммутацию меньше. По сути - ступенчатый заряд.

А мне и не показалось, что Вы говорите о принципах действия ИП.
Процесс заряда емкости не имеет к этому никакого отношения.
Но - есть данность (необходимость импульсного заряда С), которую не обойти. Так что потери, о которых Вы упомянули, неизбежны, и с этим придется мириться.

Не не в этом заключались мои вопросы:
1) Есть ли промышленные инверторы с близкими параметрами и разумными ценами?
2) Как поведет себя продукция Epcos в требуемых режимах?

Ответа пока я так не услышал... Даже от "крутых спецов".
Да я и не прошу выдать "на гора" готовое решение - понимаю, что альтруистов среди здесь, скорее всего, нет.

А если R=0? И где найти полностью заряженный конденсатор? За столь короткое время такую емкость зарядить полностью сложно... Даже через R=0,2 Ом.

Если R=0 то это не RC цепь. Полный заряд конденсатора до напряжения источника питания - это время t=5RC или 95% - 3RC.

Ну, вряд ли Вы читали, что энергия запасается именно в зазоре...


небольшое уточнение: за 5RC - от 0 до 99%.

Мне тоже было бы интересно услышать мнение действительно специалистов в этих вопросах, но только без морализации, нарочитых поучений и косвенных намеков типа "какой я крутой, и какой ты тупой".
К сожалению, очень часто участники обсуждений практически любой темы скатываются именно в эту сторону, забывая о сути предмета...
С признательностью выслушаю любые дельные советы и предложения как по выбору комплектующих компонентов для требуемого девайса, так и по его схемотехнике и топологии.

Спасибо на добром слове. Оно, как известно, даже кошке приятно.

Возьмите понижающий преобразователь (buck) и используйте заряжаемый конденсатор в качестве конденсатора выходного фильтра. Если при этом использовать схему управления по току, получится источник тока с ограничением выходного напряжения, что, собственно, и нужно.
Для гальваническтой развязки можно использовать однотактный вариант того же buck под названием косой полумост или всякие разные двухтатктные.

Для гальванической развязки на 5 кВт вряд ли однотактный хорошая идея. Лучше использовать полномостовые схемы. Кстати, гальваническую развязку и заряд вполне можно совметить в одном преобрзователе. Пример: импульсные источники питания компьютеров, которые мне довелось использовать для работы на большую емкостную нагрузку. Ввел туда цепь ограничения тока заряда, и все прекрасно работало. Схема управления будет несколько сложнее, но зато будет меньше переключательных приборов (вроде транзисторов и диодов), потери уменьшаться.

Однотактные схемы прекрасно работают в сварочных аппаратах на те же мощности. Тут проблема только в менее эффективном, по сравнению с двухтактным, использовании трансформатора. Вариант с поцикловым ограничением тока в первичной цепи в данном случае предпочтительнее, поскольку силовая часть будет иметь выходную характеристку источника тока даже без схемы управления. Это будет более "правильный" источник тока, чем в случае ограничения тока во вторичной цепи.
Можно, конечно, использовать и двухтактную схему с управлением по току, но это если автор не поленится просверлить в феррите знаменитую "дырку" gyrator'а.

Можно об этом чуть подробнее? Или сылочку на описание. Должен признать - я не силовик, и мне не приходилось делать ИП мощнее сотни-другой ватт, поэтому многие очевидные для спецов моменты для меня не известны. А просверлить даже несколько дырок в феррите для нас не проблема.
Честно говоря мы склоняемся к двухтактному варианту по причине более простого и технологичного силового транса. Однотактник потребует существенного усложнения технологии сборки такого мощного устройства (имхо).
Кроме того, не знаю (еще не знаю) мощных ключей, способных в однотактном buck'e коммутировать такие токи и мощности. Насколько представляю себе - MOSFET'ы не коммутируют такие токи (от 200-300 А при U=500-600 В - это при питании от 3-х фаз 380 В), а IGBT - тихоходны, и не позволят работать выше 20-30 кГц.

Кстати, после некоторого раздумья () пришел к выводу, что начальное ТЗ можно существенно изменить.
Что если поставить задачу так:
Нужен импульсный ИП, имеющий гальваноразвязку от сети 3ф х 380 В, способный в оптимальном энергетическом режиме зарядить емкость от 2 до 600 мкф до напряжения от 50 до 300-400 вольт за 2-3 мс по внешнему событию (управляющий импульс), а затем - "заткнуться" до следующего события.
Некоторое время назад сталкивался с аналогичной задачей, правда в микромощном варианте - нужно было запасать в емкости энергию порядка 30-50 мДж. Действительно, оптимальной оказалась "порционная" закачка энергии в кондей. Тогда удалось обойтись "малой кровью", не стал даже изменять скважность зарядных импульсов, просто подобрал такую, которая оказалась "и нашим и вашим".
А вот для этой задачи такой путь представляется очень интересным - сгенерировать заданные последовательности импульсов, управлющиt ключем buck'а, с программно изменяемой скважностью. Ведь для каждой конкретной рабочей емкости потребуются свои частоты и длительности "квантов накачки". Но, судя по всему, здесь придется делать еще и первичный ИП для конверсии AC в DC.

Предполагаю комментарии по поводу ЭМС... Но любая сварочная, а тем более - искровая установка будет грешить этим.