|
|
  |
Проектирование БП средней мощности без конвекционного охлаждения |
|
|
|
Nov 25 2009, 19:40
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 454
Регистрация: 20-11-09
Из: Зеленоград
Пользователь №: 53 762

|
Никто не поднял вопроса способа реализации функции ККМ. Почему это считаю важным? Реализовывать эту функцию в железе отдельным предварительным BOOST-преобразователем вроде как общепринято, судя по номенклатуре контроллеров ведущих фирм. Это универсальное решение, не спорю. Минус этого способа равен сумме, как минимум, финансовых потерь на отдельный преобразователь плюс энергетических потерь на дополнительное преобразование, которое работает последовательно с основным. В итоге эти два очень больших минуса заставили меня посмотреть на физику процесса. Оказывается, что хороший(в теории-идеальный, нагрузка для сети - R) преобразователь можно реализовать и не используя предварительный BOOST-преобразователь. Способов как обычно много. Применительно к моей задаче хорошо подходит топология флайбэк с фиксированной частотой и фиксированной скважностью. В приаттаченной статье показаны возможности альтернативного подхода к выпрямлению сетевого напряжения сети с коэффициентом мощности =почти 1. Этот подход имеет разумеется и свои минусы. Принципиальный минус этого решения в том, что пульсации выходного напряжения не "исправляются" обратной связью(ОС отслеживает только среднее значение энергии в целях сохранения фиксированной скважности) и полностью определяются выходным конденсатором БП. Выходной конденсатор на пульсации 8А очевидно должен быть из батареи параллельных, общей емкостью около 30000мкФ. Пульсации в 10% меня устроят, но конденсаторы должны быть хорошие и насколько хорошие - тут остается верить только пдф производителя. О плюсах. Преобразование совершается в одну стадию, на одном трансформаторе(дросселе флайбэка),поэтому выигрыш в КПД очевиден. Присутствует возможность применения многофазных схем. Трансформатор N-фазы меньше греется в N-раз. Меньше пиковые значения тока на конденсаторах. примерно так
Сообщение отредактировал In_an_im_di - Nov 25 2009, 19:42
|
|
|
|
|
Nov 25 2009, 22:17
|
Гуру
     
Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802

|
Цитата(In_an_im_di @ Nov 25 2009, 20:02)  Вы это просто так сказали, или умеете их мотать? про катушку в виде многослойной печатной платы я в курсе. Гм... Сам бы ел, да денег мало, барин.... Я не о печатных обмотках для ELP. это для низковольтных DC-DC проходит. Придется проводом мотать на оправке. Нетехнологично, конечно... Потому и призываю научиться, найти способ. А вот Ваше предложение по одноступенчатому флаю... Да, если 4 фазы, то вполне. Совмещается и ККМ и стабилизатор. Экономится (псевдоэкономится ?) количество компонентов. Минусы в недодавленной пульсации 100Гц на выходе и в 1.5 раза завышенной мощности всей силовой схемы. Сам однажды только такую схему попробовал. Даже если не применять контроллер с корректором тока строго по синусу, а простой, то потребление из сети намного красивше. Ток ближе к трапеции или даже к двугорбому верблюду, если мощность флая избыточна. Есть еще вариант с пассивным конденсаторным корректором. Форма тока очень неплохая, но перепад напряжения на входе конвертора такой, как в схемах с универсальным входом (110/220) В общем и целом, поиски оптимальной топологии, конечно , могут еще продолжаться. Но если бы меня завтра вызвал начальник и поставил задачу с гарантированым сроком решения, то у доски я бы ответил: "традиционный ККМ + двухтранзистроный прямоход (косой мост)". Дороговато, три моточных, не считая мелких брызг, но задача решается более-менее уверенно.
Сообщение отредактировал Microwatt - Nov 25 2009, 22:18
|
|
|
|
|
Nov 26 2009, 06:15
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 454
Регистрация: 20-11-09
Из: Зеленоград
Пользователь №: 53 762

|
Цитата(Microwatt @ Nov 26 2009, 01:17)  Минусы в недодавленной пульсации 100Гц на выходе и в 1.5 раза завышенной мощности всей силовой схемы. Ровно в 2 раза завышенной, поправлю. Если накопительную емкость переносить со входа на выход, то для обеспечения такого же процента пульсаций емкость увеличится в (Uвх/Uвых)^2 раз. То есть, на практике, если устраивало 220мкФ х 400В на входе, то для 24В выхода это будет батарея из 8 штук 3300мкФ х 35В LowESR. Габариты ощутимо растут, да.
Сообщение отредактировал In_an_im_di - Nov 26 2009, 06:18
|
|
|
|
|
Nov 26 2009, 11:01
|
Гуру
     
Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802

|
Цитата(In_an_im_di @ Nov 26 2009, 09:15)  Ровно в 2 раза завышенной, поправлю.
Если накопительную емкость переносить со входа на выход, то для обеспечения такого же процента пульсаций емкость увеличится в (Uвх/Uвых)^2 раз. То есть, на практике, если устраивало 220мкФ х 400В на входе, то для 24В выхода это будет батарея из 8 штук 3300мкФ х 35В LowESR. Габариты ощутимо растут, да. Это умозрительный подход. В железе оно не так. Дело в том, что все-таки ККМ работает и свои функции выполняет. Конденсатор на выходе подзаряжается большее время и запасать в нем энергии на провалы в синусе нужно намного меньше. Даже классический ККМ требует емкости входного конденсатора намного меньше, чем при простом выпрямлении. http://www.datasheetarchive.com/datasheet-...SA00296313.htmlhttp://datasheet.digchip.com/000/000-1-AN1059.pdfhttp://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8124-D.PDF Особенно посмотрите последнюю ссылку.
|
|
|
|
|
Nov 26 2009, 16:27
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 454
Регистрация: 20-11-09
Из: Зеленоград
Пользователь №: 53 762

|
Цитата(Microwatt @ Nov 26 2009, 14:01)  Это умозрительный подход. В железе оно не так. Я конечно неясно изложил и хочу поправиться, чтобы избежать ненужной и отнимающей время дискуссии. Я написал: "Если накопительную емкость переносить со входа на выход, то для обеспечения такого же процента пульсаций емкость увеличится в (Uвх/Uвых)^2 раз. То есть, на практике, если устраивало 220мкФ х 400В на входе, то для 24В выхода это будет батарея из 8 штук 3300мкФ х 35В LowESR. Габариты ощутимо растут, да." Имелось ввиду перенос конечно при прочих равных, то есть накопительная емкость заряжается и в том и в другом случае... ну вы уже поняли, надеюсь)
Сообщение отредактировал In_an_im_di - Nov 26 2009, 16:41
|
|
|
|
|
Nov 26 2009, 17:26
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 454
Регистрация: 20-11-09
Из: Зеленоград
Пользователь №: 53 762

|
Цитата(Microwatt @ Nov 26 2009, 19:50)  Да, наверное мы этот вопрос выяснили, по крайней мере, для себя. Это плохо, что только для себя? Я все равно построю физическую модель в мультисиме, ну, чтобы быстрее ориентироваться, будет типа калькулятора для моих нужд. Модель стоит выложить здесь? это будет кому-то интересно в отрыве от контекста? Цитата(Microwatt @ Nov 26 2009, 01:17)  В общем и целом, поиски оптимальной топологии, конечно , могут еще продолжаться. Но если бы меня завтра вызвал начальник и поставил задачу с гарантированым сроком решения, то у доски я бы ответил: "традиционный ККМ + двухтранзистроный прямоход (косой мост)". Дороговато, три моточных, не считая мелких брызг, но задача решается более-менее уверенно. Вам хорошо, у вас есть начальник))) я же думаю о своих резонах, да, кстати, у Техас Инструментс уже есть контроллеры ККМ с интерливед(чередование) а попросту говоря двухфазные.
Сообщение отредактировал In_an_im_di - Nov 26 2009, 17:35
|
|
|
|
|
Nov 26 2009, 18:18
|
Гуру
     
Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802

|
Цитата(In_an_im_di @ Nov 26 2009, 20:26)  Вам хорошо, у вас есть начальник))) я же думаю о своих резонах, да, кстати, у Техас Инструментс уже есть контроллеры ККМ с интерливед(чередование) а попросту говоря двухфазные. Ну, сейчас я сам себе начальник, но, если завтра война, могу прекрасно и под начальником жить. Опыт большой. Мало ли чего есть в TI ? Мы-то не там живем и не для них делаем. Оценивайте реально положение дел с доступностью и стоимостью компонентов. С заманчивым желанием изобрести что-то эдакое, потрясшее Европу и реализмом практика, создающие не рекордные, но практичные и надежные конструкции. Могу только рекомендовать не разгоняться на экзотичные топологии. Все Вам в основном должно быть ясно еще до начала рабочего проектирования.
|
|
|
|
|
Nov 26 2009, 19:45
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 454
Регистрация: 20-11-09
Из: Зеленоград
Пользователь №: 53 762

|
Цитата(Microwatt @ Nov 26 2009, 21:18)  Ну, сейчас я сам себе начальник, но, если завтра война, могу прекрасно и под начальником жить. Опыт большой. Мало ли чего есть в TI ? Мы-то не там живем и не для них делаем. Оценивайте реально положение дел с доступностью и стоимостью компонентов. С заманчивым желанием изобрести что-то эдакое, потрясшее Европу и реализмом практика, создающие не рекордные, но практичные и надежные конструкции. Могу только рекомендовать не разгоняться на экзотичные топологии. Все Вам в основном должно быть ясно еще до начала рабочего проектирования. Золотые слова. Всем то же посоветую с чистой совестью. Но, Конкретно по моей задаче выходит, что лучше распараллелить поток энергии в многофазной схеме с одним преобразованием, чем в схеме пропускать всю энергию последовательно через два преобразования. Цель - уменьшить тепловыделение намоточных, так как остальное - размещу на большом радиаторе. Собственно, в этой стадии проектирования я перекладываю проблемы тепла из одного кармана в другой  детальки щас дешевле, чем технологические приемы по отводу тепла от трансформатора. Кстати, насчет страны проживания и прочего... Я проанализировал элементную базу, и, тут все проще, как мне видится. В итоге мы наблюдаем сейчас номенклатуру компонентов, созданных для самого массового применения - телевизоров метр-на-метр. Телевизоры уже все купили и детали девать некуда, стало деталей доступно. Это не первая волна технологий по компонентам, давно за этим слежу. В СССР тоже такое было. Схемотехнически моя задача сводится к проектированию флайбэк на среднюю мощность 125Вт при импульсной мощности 250Вт. Я их включу параллельно во временном режиме интерливед(по русски-со сдвигом фазы 180град), контроллер - любой двухтактный, SG2525 подойдет, но староват, обвески потребует. Как-то так. Это все пока предварительно, как Вы точно определили, моделирование проведу и может быть фаз будет больше. Эх жаль никто не выдал аналитику по нагреву трансов, неуж-то все по-накатанной-едуттт...
Сообщение отредактировал In_an_im_di - Nov 26 2009, 20:35
|
|
|
|
|
  |
2 чел. читают эту тему (гостей: 2, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|