Посоветуйте топологию ИБП 0-500В, 200-300Вт Опции

[V000va]

Прочитал вот в этой книге Switchmode Power Supply Handbook (3rd edition), что для построения регулируемых источников питания (с регулируемым выходным напряжением), наиболее оптимальна топология Flyback. В данной книге приведении пример расчета трансформатора такого ИБП, с диапазоном регулировки от 0 до 60В.

Есть необходимость в построении ИБП с регулировкой от 0 до 500В, мощностью 200-300Вт. Подскажите плз, действительно ли эта топология оптимальна для подобных ИБП, есть ли у кого опыт реализации по этой топологии регулируемого ИБП? Какие есть альтернативные варианты/топологии ?

Ниже привожу главы из книги, посвященные этому вопросу.

Прикрепленные файлы

 p440_460.pdf ( 4.73 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 117

 

[Plain]

Нет, регулируемые от нуля БП строятся по схеме ассиметричного (смещённого) моста.

[V000va]

Нет, регулируемые от нуля БП строятся по схеме ассиметричного (смещённого) моста.

Третья страница

[Plain]

Нет, это совсем не то. Вообще, такое здесь уже обсуждалось, например вот:

http://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...st&p=996157

[Парус]

Это обычный обратнаходовый полумостовой преобразователь. Работать будет, только необходимо грамотно рассчитать и исполнить. Схема возбуждения должна иметь отдельное питание. На малых напряжениях будет большая пила. Транзисторы хорошо защищены от выбросов ЭДС.

[Microwatt]

Одно совершенно ясно: без переключения поддиапазонов ничего толкового не получится.
И 300 ватт для флая многовато. Хотя по гибкости, широте диапазона это топология действительно хороша..

[Парус]

Вам необходим двухкаскадный источник. Входной каскад - непосредственный преобразователь напряжения с ограничением тока. Выходной - не регулируемый конвертор.

[V000va]

Одно совершенно ясно: без переключения поддиапазонов ничего толкового не получится.
И 300 ватт для флая многовато. Хотя по гибкости, широте диапазона это топология действительно хороша..

А почему нужно переключение поддиапазаонов? Как можно его организовать?

Схема возбуждения должна иметь отдельное питание. На малых напряжениях будет большая пила. Транзисторы хорошо защищены от выбросов ЭДС.

Вы имеете ввиду отдельный БП схемы управления?

Немного запутался, Microwatt говорит о необходимости переключения диапазонов, Парус говорит, что работать будет...

Какие есть особенности для 500В?

[Парус]

КакоЙ у Вас ток при низких напряжениях?

[V000va]

На низких напряжениях ИБП использоваться скорее всего не будет (ниже 100В), но возможность опуститься нужно иметь. Ток, думаю, будет 0.1-0.5А.

Вам необходим двухкаскадный источник. Входной каскад - непосредственный преобразователь напряжения с ограничением тока. Выходной - не регулируемый конвертор.

Если не затруднит, поподробнее плз.

[Парус]

сейчас, что нибудь подберу.

Гляньте пока это
epa.susu.ac.ru/assets/files/PromElectronika/Glava10_Pt.pdf


Какое входное напряжение?

Посмотрите здесь непосредственные понижающие преобразователи.
Высокочастотные транзисторные преобразователи 1988.djvu

Появятся вопросы, задавайте.

[alexvu]

FLyback можно сделать, хотя и не оптимально по массогабаритам, зато просто в наладке и работает в широком диапазоне.
Вспомогательный источник питания для схемы управления нужен отдельный.
Тут еще важно грамотно сделать датчик напряжения для обратной связи через оптрон.
Скорее всего, для него понадобится еще один БП (или развязанный выход первого вспомогательного).

Кстати, если задача разовая, можно переделать блок АТХ от компа, перемотав вторичную обмотку транса и дроссель, заменив выходные диоды и кондеры .
В нем уже есть вспомогательный источник, так что надо будет заблокировать цепи защиты при неправильных выходных напряжениях и сделать регулируемую цепь ОС.

У меня такой БП регулируется от 2,5 до 15В, причем нижний предел у Вас так и останется 2,5В.

[Парус]

Вы ток мерили? Компьютерный блок питания рассчитан на свой диапазон напряжений.

[alexvu]

Ток порядка 15А был при 3В и при 12В. Возможно, мне повезло с конкретным типом блока.
Но я не вижу причин, по которым полумостовой блок при внешнем питании схемы управления не выдаст ток при каком-то вых. напряжении.
Благодаря дросселю это для него все равно, что работать при разных токах и номинальном напряжении, а современные БП АТХ работают начиная от 0 нагрузки.

[Herz]

FLyback можно сделать, хотя и не оптимально по массогабаритам, зато просто в наладке и работает в широком диапазоне.
Вспомогательный источник питания для схемы управления нужен отдельный.
Тут еще важно грамотно сделать датчик напряжения для обратной связи через оптрон.
Скорее всего, для него понадобится еще один БП (или развязанный выход первого вспомогательного).

Кстати, если задача разовая, можно переделать блок АТХ от компа, перемотав вторичную обмотку транса и дроссель, заменив выходные диоды и кондеры .
В нем уже есть вспомогательный источник, так что надо будет заблокировать цепи защиты при неправильных выходных напряжениях и сделать регулируемую цепь ОС.

У меня такой БП регулируется от 2,5 до 15В, причем нижний предел у Вас так и останется 2,5В.

Ток порядка 15А был при 3В и при 12В. Возможно, мне повезло с конкретным типом блока.

Наверное, сам блок был рассчитан изначально на большую мощность, то есть имеет хороший запас. Ибо надо очень постараться, чтобы предотвратить перекосы в двухтактном преобразователе, обеспечивая регулировку выходного напряжения в широком диапазоне. Тем более, если он собран на чём-то вроде 494-ой. Мне так кажется.
Я бы, возможно, тоже делал бы авторский вариант двухкаскадным. Из-за недостатка опыта. Только наоборот, первый каскад сделал бы двухтактным нерегулируемым типа того же полумоста. 315В -> 500В с гальванической развязкой. А второй - обычный степ-даун, с лёгкой реализацией ОС без всяких оптронов. Если регулировать до нуля, всё-таки, не нужно, то получилось бы, наверное, довольно просто. Но избыточно, конечно.

[Парус]

Между нами, девочками. Что является источником, что приёмником?

[Microwatt]

Кстати, если задача разовая, можно переделать блок АТХ от компа, перемотав вторичную обмотку транса и дроссель, заменив выходные диоды и кондеры .
....
У меня такой БП регулируется от 2,5 до 15В, причем нижний предел у Вас так и останется 2,5В.

Мюллер говорил что-то вроде: "Когда я слышу слово "демократия" мне хочется схватиться за пистолет! "
Вот и мне тоже , когда я очередной раз слышу "можно переделать блок АТХ от компа,..."
Кондеры, трансы, микрухи... Вы порядок величин хоть чувствуете? Меж 12 вольтами и 500 разница не в 42 раза, много больше.
Чтобы получить стабилизированные 500 вольт на выходе какое напряжение придется выпрямить? И чем это сделать? И в какой бакалейной лавке купить "кандеры" вольт на 650 хотя бы, да еще влезающие в плату АТХ?

Просматривается вариант сделать источник вольт на 200 с защитой от КЗ и далее регулировать бустом 200...500. Хотя, это тоже не бросовая задача, но вроде реализуемая. В одну ступень - вряд ли.

[V000va]

Пока вырисовывается 2 варианта:
1. Схема ассиметричного (смещённого) моста он же обратнаходовый полумостовой преобразователь.
,
Microwatt предложил переключение диапазонов, но пока не ясно как его реализовать и нужно ли оно.


2. Двухступенчатый преобразователь. Первая ступень нерегулируемое повышение до 500В с ограничением тока, вторая ступень - регулируемый step-down.
Однозначно нужен внешний БП для питания цепей управления.

Сообщение отредактировал V000va - Mar 22 2012, 16:37

[Парус]

Лучше сначала понизить напряжение до 0...200В, затем неуправляемым повышающим конвертором получить
0...500В.

[V000va]

Лучше сначала понизить напряжение до 0...200В, затем неуправляемым повышающим конвертором получить
0...500В.

Т.е. управляемый от 0 до 200В, и не управляемый, прямопропорциональный 200->500В?
Почему так лучше? Схемотехника проще? Надежность? В приведенных Вами ссылках ответа не нашел

Логически продолжая эту тему, можно взять готовый блок питания 0-60В, и повышать до 500В...

Да и как себя будет вести повышающий конвертор при низких входных напряжениях, до 10В например. Да и схемотехнику его я не представляю себе. Может какую схемку приблизительную укажите или четкое название топологии

Сообщение отредактировал V000va - Mar 22 2012, 17:12

[Парус]

Ща набросаю.

Примерно так.

Прикрепленные файлы

 _____.pdf ( 20.58 килобайт ) Кол-во скачиваний: 84

 

[Herz]

Лучше сначала понизить напряжение до 0...200В, затем неуправляемым повышающим конвертором получить
0...500В.

Чем лучше? Не понял. У повышающего, вроде, и КПД похуже получается...

2. Двухступенчатый преобразователь. Первая ступень нерегулируемое повышение до 500В с ограничением тока, вторая ступень - регулируемый step-down.
Однозначно нужен внешний БП для питания цепей управления.

Насчёт ограничения тока не уверен и также насчёт внешнего БП. Если есть первая нерегулируемая ступень, то дополнительной низковольтной обмоткой всё решается для цепей управления.

[Microwatt]

Пока вырисовывается 2 варианта:
2. Двухступенчатый преобразователь. Первая ступень нерегулируемое повышение до 500В с ограничением тока, вторая ступень - регулируемый step-down.
Однозначно нужен внешний БП для питания цепей управления.

Если уж есть ограничение тока, то регулировку выхода сделать очень просто. Чаще бывает стабилизатор напряжения но без ограничения тока.
И вообще-то, проблемы всегда с повышением напряжения, а не понижением. Нерационально делать 600 вольт и понижать до 500. Куда проще сделать около 200 стабильное, защищенное и повышать до 500 регулируемым бустером. Можно, наверное, обойтись даже 600-вольтовыми ключами-диодами.
А про внешний служебный источник непонятно. Кажется, проблемы вовсе нет... Первый стабилизирующий каскад может иметь служебную обмотку.

[Herz]

И вообще-то, проблемы всегда с повышением напряжения, а не понижением. Нерационально делать 600 вольт и понижать до 500. Куда проще сделать около 200 стабильное, защищенное и повышать до 500 регулируемым бустером. Можно, наверное, обойтись даже 600-вольтовыми ключами-диодами.

Здесь противоречие какое-то. Зачем же повышать, если это проблематично? Проще сразу получить 500В (ну, 520 - 550В) нерегулируемым полумостом (или даже железным автотрансформатором из АС, если габариты не критичны) и тоько потом возиться со стабилизацией. И понижать.

А про внешний служебный источник непонятно. Кажется, проблемы вовсе нет... Первый стабилизирующий каскад может иметь служебную обмотку.

Зачем стабилизирующий? Или предполагается, что сеть гуляет очень широко?

[Microwatt]

Тут просто всмотреться в блок-схему. Поскольку она объяснена словами, то каждый понимает как придется.

Получить 500 вольт сразу - ну, предложите как. С железного трансформатора это будет где-то от 500 до 900, в зависимости от напряжения в сети и степени нагрузки. И трансформатор такой и даже к нему выпрямитель - определенные проблемы.
Понижать с такого напряжения еще большие проблемы. Степ-даун - вообще не топология с точки зрения надежности. Другие топологии потребуют ключей на киловольта полтора-два.
Сделать же из сети стабилизированный источник на 200 вольт еще как-то просматривается, хотя, все, что выше 100 вольт по выходу - определенные проблемы тоже. А дальше , с 200 вольт, сделать 200-500 бустером - относительно просто. Но он будет защищен от перегрузок и коротких замыканий первым стабилизатором, двухсотвольтовым.
Там же удобно взять служебное питание. В стабилизированном источнике оно всегда где-то на вспомогательной обмотке легко получается.

[Herz]

Получить 500 вольт сразу - ну, предложите как. С железного трансформатора это будет где-то от 500 до 900, в зависимости от напряжения в сети и степени нагрузки. И трансформатор такой и даже к нему выпрямитель - определенные проблемы.

Мне кажется, Вы слегка преувеличиваете. Если железный трансформатор допустим, то выходное напряжение его будет меняться в тех же пределах, что и входное. В относительных величинах, конечно. То есть, при дрейфе сети +/- 20% это будет 500 - 700В. Немало, да. Но терпимо, имхо. Какие проблемы с выпрямителем на 50Гц?
А если выходное напряжение трансформатора зависит от нагрузки, то он просто намотан плохо. Но не думаю, что тяжело найти хороший тор на 200-300Вт.

Понижать с такого напряжения еще большие проблемы. Степ-даун - вообще не топология с точки зрения надежности. Другие топологии потребуют ключей на киловольта полтора-два.

А почему? Я как раз считал его одним из самых надёжных. Проблема при пробое ключа, конечно, существует. Но она решаема. И ключ, как Вы понимаете, не нужен ахти какой. А это тоже в пользу надёжности.

[perfect]

Кто видел поворотный автотрансформатор?

простые поворотные автотрансформаторы особой схемы по Pensabene (по Пенсабене) являются плавно регулируемым источником напряжения oт нуля дo 130 % первичного (сетевого) напряжения.

И можно ли испечь феррита для такого трёхфахного на десятки килогерц?
Ну, механическая регулировка, так лабораторные источники тоже - ручкой грубо, точно.

Сообщение отредактировал perfect - Mar 23 2012, 18:53

[Microwatt]

Мне кажется, Вы слегка преувеличиваете. Если железный трансформатор допустим, то выходное напряжение его будет меняться в тех же пределах, что и входное. В относительных величинах, конечно. То есть, при дрейфе сети +/- 20% это будет 500 - 700В. Немало, да. Но терпимо, имхо. Какие проблемы с выпрямителем на 50Гц?
А если выходное напряжение трансформатора зависит от нагрузки, то он просто намотан плохо. Но не думаю, что тяжело найти хороший тор на 200-300Вт.

Увы. если бы это было все так.
1.41 на выпрямителе все портит. Реально в диапазоне сети 175-250 у меня свой практический стандарт на фильтре (1 мкф на ватт) 210-350 вольт.
А если еще хорошо намотанный 50-Гц добавить ( серии ТН, ТА) , то и того хуже из-за падения в обмотках, проверено.
Увеличивать фильтр по емкости тоже не путь. Там такие импульсные токи получаются, что железо 50Гц не работает, все идет в нагрев обмоток.

[V000va]

В общем думал делать по этой схеме:



Почему:
1. Схема однокаскадная
2. Проще система управления (нежели для двухкаскадной)
3. Широко распространенная схема, легко посчитать трансформатор
4. Повторяемость выше, меньше катушек, есть возможность подняться до 1000В в перспективе
5. Хорошая совместимость с импульсными нагрузками, т.к. энергия дросселя отдается в нагрузку при разомкнутом ключе.

Однако выходит, что для этой схемы есть граничные режимы по выходному напряжению, а именно: регулировка до 0 не осуществима, в предложенном в книге варианте только до 10В. Напряжения выше 310В на нем не получить.

Почему:
Limiting values are found where the secondary turns are so low (or output voltages so high) that the flyback voltage as referred to the primary exceeds the supply voltage. At this point
the flyback energy will be returned to the supply through D1 and D2, and energy transfer
is lost. A further limiting value will be found where the secondary turns are so large (or
output voltages so low) that the converter moves into the incomplete energy transfer mode
(continuous mode) where the effective DC current component can cause core saturation.

Перевод из Google:
Предельные значения находились там, где количество витков вторичной обмотки настолько низки (или выходное напряжение настолько высока), что
обратного хода напряжение, о котором говорится в первичном превышает напряжения питания. В этот момент
обратного хода энергии будет возвращен к сети через D1 и D2, и передача энергии
теряется. Еще предельное значение будет там, где количество витков вторичной обмотки настолько велики (или
выходного напряжения так низко), что преобразователь переходит в режим неполной передачи энергии
(непрерывный режим), где эффективный компонент постоянного тока может вызвать насыщения сердечника.

C двухкаскадными вариантами еще не определился, какой лучше.

Вот еще рассматриваю что-то из этого:

[Microwatt]

В общем думал делать по этой схеме:


Почему:
1. Схема однокаскадная
2. Проще система управления (нежели для двухкаскадной)
3. Широко распространенная схема, легко посчитать трансформатор
4. Повторяемость выше, меньше катушек, есть возможность подняться до 1000В в перспективе
5. Хорошая совместимость с импульсными нагрузками, т.к. энергия дросселя отдается в нагрузку при разомкнутом ключе.

Однако выходит, что для этой схемы есть граничные режимы по выходному напряжению, а именно: регулировка до 0 не осуществима, в предложенном в книге варианте только до 10В. Напряжения выше 310В на нем не получить.

Вы рассмотрели "косой флай".
- Однокаскадность - еще не значит "проще управление".
- довольно редкая топология.
- повторяемость... заведомо хуже. "Катушка"-то тут одна, но требует тщательного изготовления.
- отдача при разомкнутом ключе тут ни при чем. Совместимость с импульсными нагрузками - тоже. Как раз у прямохода она куда лучше.

Неверно понят перевод. То, что отраженное напряжение не может быть выше напряжения источника вовсе не означает, что выходное напряжение не может быть больше этого. До 310 вольт (а практически это не 310 а 210-230 вольт при пониженном в сети) работает это с коэффициентом трансформации 1:1. Домотайте вторичку и получите больше.
Все схемы из зоопарка ниже - из диссертаций, не из жизни.
Исключение только первая, буст с автотрансформатором. Одно время когда ксеноновые лампы пытались в фары ставить появилась эта схема с 12 вольт в 400 качать.
Схему 2 . например. вообще включить сложно. Там никогда не должно быть состояния когда оба ключа закрыты. Работа на грани фола.
Вам это все практически бесполезно.

[V000va]

Неверно понят перевод. То, что отраженное напряжение не может быть выше напряжения источника вовсе не означает, что выходное напряжение не может быть больше этого. До 310 вольт (а практически это не 310 а 210-230 вольт при пониженном в сети) работает это с коэффициентом трансформации 1:1. Домотайте вторичку и получите больше.

Могли бы Вы этот момент лучше пояснить?
Про зоопарк хорошо подмечено

[V000va]

Похоже таки да, ограничения для flyback на верхний предел по напряжению нет. Вот нашел подтверждение тому в AN118


А вот топология предложенная Парус




Буду наверное делать Flyback.

Сообщение отредактировал V000va - Mar 28 2012, 18:37

[Microwatt]

А вот топология предложенная Парус
Буду наверное делать Flyback.

Да не топология это. Вернее, это для 2-5 ватт годится. Чтобы при нуле на выходе все эти 5 ватт рассеять на регуляторе.
Эдак выпрямляйте сеть и ставьте реостат на киловатт. Та же эффективность будет.
С выходным флая Вы уже разобрались самостоятельно. Коэффициент трансформации играет большую роль.
Флай хорошо выглядит на картинке. И в жизни ватт до 150. А вот 300 ватт на нем... ну спаяйте, увидите, если на слово не верится.
Слишком большие импульсные токи требуют особого внимания к разводке. Сбоит это выше каких-то мощностей упорно.
Не говоря уже о плохом использовании ключей, диодов и конденсаторов, сложностей в намотке трансформатора.
Боюсь, что к Вашей задаче это плохо подойдет.
Подумайте, может, все-таки, можно регулировать не от нуля до 300, а 150-300. Это облегчит решение.

[V000va]

Схемы выше я привел как простейший образец построения, ясное дело даже на 50Вт без переделки их использовать нельзя, и выдают они 300В, а не 500.

Хорошо, пусть регулировка требуется от 200 до 500В, какая топология лучше? Я-то ради этого и тему поднял. Ассиметричный полумост из моего первого сообщения?

[Stanislav]

Есть необходимость в построении ИБП с регулировкой от 0 до 500В, мощностью 200-300Вт. Подскажите плз, действительно ли эта топология оптимальна для подобных ИБП, есть ли у кого опыт реализации по этой топологии регулируемого ИБП? Какие есть альтернативные варианты/топологии ?

Для начала, следовало бы уточнить требования к источнику.
Например, если он выдаёт 10В, для указанной мощности выходной ток должен быть 20-30А, верно?
А если 5В - то 40-60А, так?

Одно совершенно ясно: без переключения поддиапазонов ничего толкового не получится.

Мне тоже интересно, какое конкретно решение Вы могли бы предложить?
Вопрос совсем не праздный.

[Microwatt]

Да я уже раза три высказался, надоесть успел...
Что-то Вы далее косого флая (асимметричный полумост больше известен как "косой") двигаться не желаете.
Давайте завтра в личку, ICQ, е-мейл или как-то еще. Чтобы быстрее разговор и картинками обменяться.

[Stanislav]

Кондеры, трансы, микрухи... Вы порядок величин хоть чувствуете? Меж 12 вольтами и 500 разница не в 42 раза, много больше.

500/12=41,6(6).

...Просматривается вариант сделать источник вольт на 200 с защитой от КЗ и далее регулировать бустом 200...500.

А как быть, скажем, с 12В тогда?

[Plain]

V000va, вопрос простой, как лапоть, а тема уже к 4-й странице катится.

Напоминаю ещё раз ссылку из сообщения №4 этой темы на подобную, обсуждавшуюся на форуме ранее:

Ну ладно, в КПД 90% уложиться можно, но только если сильно постараться.

Для этого надо взять в параллель нужное количество что-то типа такого, выкрутить выход на максимальные 55 В, и запитать от него т.н. псевдообратимый мост.

Задача в этом случае упрощается тем, что одно плечо моста — то, которое держит смещение (порядка минус 4 В) — это только потребитель тока, а другое плечо — это только источник тока.

На плечо-потребитель приходится достаточно небольшая доля мощности, в варианте 3 кВт оно будет возвращать обратно в БП максимум 240 Вт (4 В * 60 А).

Плечо-источник, соответственно, должно представлять из себя достаточно многофазный (6...12) понижающий стабилизатор.

Итак. Привожу сказанное к нынешним условиям.

Поскольку в ТЗ о первичном источнике ни слова, будем считать, что это бытовая электросеть.

Берёте любую подходящую топологию БП. Флайбэк здесь на пределе, но сгодится.

Рассчитываете его отражённое (выходное) на диапазон 20...120 вольт.

Далее, мотаете на его дросселе не одну, а 5 одинаковых вторичек, выпрямляете их отдельно, т.е. 5-ю диодами и 5-ю конденсаторами, и соединяете получившиеся выходы последовательно.

Итого, получили регулируемый от 100 до 600 вольт БП, т.е. плечо-источник моста (по терминологии из цитаты выше).

Соответственно, плечо-потребитель (по терминологии из той же цитаты) должно отсасывать обратно, т.е. на первичную сторону, 100 В и максимум 600 мА, т.е. максимальный ток нагрузки, насколько это вообще можно понять, исходя из 300 Вт/500 В, упомянутых в ТЗ.

Итого получается, что под это плечо годится, например, совсем примитивный флайбэк — 70 Вт, со входным 100 В и выходным 300 В (ну или сколько там вообще, на первичной стороне). Ещё раз обращаю внимание, что данный БП стабилизирует своё входное напряжение (100 вольт), его ОС заводится с его входа.

Итого, все моточные 1:1, два стандартных контроллера (или монолитных, типа TOP), все защиты в наличии, и полная, от нуля, регулировка и тока, и напряжения.

Если флайбэк под плечо-источник эргономически не проходит, его можно сделать, например, по каскадной схеме — например, готовый покупной БП, а к нему регулируемый понижающий стабилизатор, который питает током модулятор трансформатора, на вторичке которого всё те же N одинаковых обмоток и т.п.

Сообщение отредактировал Plain - Mar 29 2012, 16:29

[Stanislav]

Небольшое лирическое отступление.
На работе есть сетевой ИП с такими параметрами:
- выходное напряжение 0-500В;
- макс. выходная мощность 1500 Вт;
- макс. выходной ток 5А.

Наверное, и Автору темы следовало бы, во избежание непоняток, привести аналогичные параметры.
Однако, стоит всё же ограничиться минимально необходимым, ибо такой БП обойдётся весьма и весьма дорого во всех смыслах.

[Starichok51]

Microwatt, на первой странице была приведена схема флая-косого моста. в этом случае предел мощности будет уже значительно выше, чем 150 Ватт.

[Microwatt]

Microwatt, на первой странице была приведена схема флая-косого моста. в этом случае предел мощности будет уже значительно выше, чем 150 Ватт.

Хорошо, а чем этот предел определяется?
Косой мост ведь ничего не меняет в токах и напряжениях на трансформаторе, выпрямителе, фильтре.
Ключам по напряжению работать легче - да. Но можно и один ключ на 800-900 вольт взять, довести отраженное до сетевого.
Можно и более половины заполнение сделать, с напряжением на первичной обмотке выше сетевого, но что будет твориться на выпрямителе?

Мне кажется причина - в треугольном токе, слишком больших амплитудных значениях при росте мощности. А связываться с непрерывным режимом тока как-то не хочется. Для выхода вольт в 12 с Шоттки еще можно, наверное. А повыше - громадные иголки напряжения на диодах и туманные способы борьбы с ними.
Возможно, непрерывный режим тока во флае заслуживает отдельного обсуждения.

[Starichok51]

косой мост меняет поглощение (клампинг) паразитной энергии.
если в обычном флае при росте мощности рассеиваемая в клампере мощность переходит разумные пределы, то в косом мосте энергия рекуперируется в источник питания.
сравните обычные прямоход и косой мост-прямоход. на косом мосте-прямоходе получают киловатты в сварочниках.
а соотношение максимальных мощностей в косых мостах, я полагаю, что примерно такое же, как и для простых, одноключевых, прямохода и обратнохода.


Microwatt, это вы же на Радиокоте?
я там вам говорил, что там один чел получил с простого флая порядка 180 Ватт. но при этом резистор клампера ему пришлось поставить на свой, отдельный, радиатор.

[ramic]

на косом мосте-прямоходе получают киловатты в сварочниках.

Некто gyrator, на Шараге, показывал и "косой" братноход с киловаттами на выходе:

И вроде как в режиме непрерывного тока дроссельтрансформатора, и вроде как не со смертельными коммутационными потерями.
Что скажаете, уважаемый Starichok51, это согласуется с вашей концепцией клампинга-поглощения паразитной энергии?

Сообщение отредактировал ramic - Mar 31 2012, 13:15

[Starichok51]

вполне согласуется.

[ramic]

вполне согласуется.

Если я правильно понял, то без того, чтобы

резистор клампера........ поставить на свой, отдельный, радиатор.

никак?

Сообщение отредактировал ramic - Mar 31 2012, 14:59

[Microwatt]

Starichok51, с потерями в клампере- демпфере понятно. Да. в двухтранзистороном эта проблема снимается, но основные трудности не в индуктивности рассеивания.
Трудности в плохом использовании ключей и диодов по токам и напряжениям. В больших амплитудах токов.

Угу, в кота забредаю иногда...

[Starichok51]

я изложил одну проблему, которую я поставил на первое место.

[ramic]

я изложил одну проблему, которую я поставил на первое место.

Насколько я понял, по вашей концепции однотранзисторный обратноход не может "выдавать" киловаттную мощность без огненнокрасных клампер-резисторов?
Как же быть с этим
творением вышеупомянутого автора?
Микроватт прав в том, что использование ключа по току довольно вараварское, да и габариты
дроссельтрансформатора впечатляющие, но мощность-то выдаёт, и не 180 Вт.

Сообщение отредактировал ramic - Mar 31 2012, 17:35

[Парус]

Между делом, посчитайте необходимую ёмкость при малом выходном напряжении.

[Starichok51]

ramic,
во-первых, в симуляторе можно легко получить и киловатты.
во-вторых, в симуляторе элементы не сгорают при перегрузках.

и дело даже не в величине необходимой выходной емкости, а в RMS тока через выходную емкость.

[ramic]

и дело даже не в величине необходимой выходной емкости, а в RMS тока через выходную емкость.

Оказывается, дело уже не в том, что

при росте мощности рассеиваемая в клампере мощность переходит разумные пределы

, а в "неправильной" величине действующего тока через конденсатор фильтра?
В показанном примере Irms=55А. Поделим на двадцать "банок" и получим 2,25А на конденсатор.
Это много?
Вы уж, в конце концов, определитесь пожалуйста с приоритетами в вашей концепции критики мощного однотранзисторного обратнохода.
По поводу ваших во-первых и во-вторых могу сказать, что критиковать на словах конечно гораздо проще и в любой момент можно "сменить концепцию". При критике посредством результатов симуляции такой фокус не пройдёт, поскольку все "осциллограмы" на виду. А тот факт, что в симуляторе ничего не горит, свидетельствует только в его пользу. В ваших програмах тоже ведь не идёт дымок из обмоток, а в реале-запросто.

Между делом, посчитайте необходимую ёмкость при малом выходном напряжении.

Я "между делом" нашёл в сети вариант технического решения, а уж вы, если есть желание, посчитайте пожалуйста сами и озвучьте цифру.
Только не забудьте указать величину "малости" напряжения, потребную амплитуду пульсацию и рабочую частоту.



Сообщение отредактировал ramic - Mar 31 2012, 18:57

[V000va]

Вот я еще подумал, а что если модулировать ШИМ синусом, и меняя амплитуду синуса менять амплитуду его на умножителе. Эдакий электронный латр с умножителем.
Минимум намоточных изделий, хорошая повторяемость, правда нет развязки от сети.

[Herz]

А синус вообще зачем?

[V000va]

Потому что умножитель на выходе. Линейно меняем амплитуду на входе, линейно меняется выход.
Да и ШИМом до низких напряжений не опустишься.

Сообщение отредактировал V000va - Apr 10 2012, 18:34

[Herz]

Потому что умножитель на выходе. Линейно меняем амплитуду на входе, линейно меняется выход.
Да и ШИМом до низких напряжений не опустишься.

Неожиданно...

[V000va]

Я имел ввиду однокаскадную схему с ШИМ и регулировкой от 0 до 500В.

Сообщение отредактировал V000va - Apr 10 2012, 20:12

[Plain]

Ещё вариант — купить готовый БП на 48 В, и довесить к нему каскадный преобразователь в виде понижающего стабилизатора и модулятора/автогенератора трансформатора. Или понижающий стабилизатор и умножитель на переключаемых конденсаторах.

Преобразователь рассчитывается на диапазон выходного 48...550 В. Соответственно, минус нагрузки — это +48 В, а плюс нагрузки — это выход каскадного преобразователя, т.е. напряжение источника вычитается из выхода преобразователя, чем и достигается полный диапазон регулирования от нуля вольт.

Если первый каскад может выдать максимум 42 В, то второй каскад (трансформатор или умножитель) должен умножать на 13.

Понижающий стабилизатор можно сделать, например, на LT3724, TPS40200 и т.п.

О каскадной топологии можно почитать, например, в этой бумаге:  cascade_tutorial_0710.pdf ( 1.39 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 589

В частности, предлагаемый вариант приблизительно соответствует тому, который на её 21-й странице. На 23-й странице дополнительно указано, какие детали надо выбросить.

[SKov]

О каскадной топологии можно почитать, например, в этой бумаге:  cascade_tutorial_0710.pdf ( 1.39 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 589

Интересная ссылка. Только есть сомнения относительно "current fed". Там в пуш-пуле транзисторы должны закрываться-открываться так ловко,
что суммарный ток через них в момент коммутации должен быть почти постоянен.
Это не потребует филигранной подгонки задержек, которые будут плавать в зависимости от нагрузки, температуры и т.д.?
Какое-то подозрительное место... Кто-нибудь из "простых смертных" это пробовал?

[Plain]

Вы ошибаетесь, ассиметрия трансформатора здесь невозможна, а в качестве перестраховки от перенапряжений в мёртвое время не помешает подхватывающий диод со средней точки первички на плюс.

[SKov]

Вы ошибаетесь, ассиметрия трансформатора здесь невозможна, а в качестве перестраховки от перенапряжений в мёртвое время не помешает подхватывающий диод со средней точки первички на плюс.

Ничего не понял, но звучит убедительно
Причем здесь асимметрия? Речь идет о картинке на стр 27 и подписи под картинкой: You can note during the overlap time when both switches are ON the
Buck inductor current divides equally between the two switches.
Почему это должно быть именно так, еще как-то можно понять. А вот как это обеспечить - я не понял. Или Вы хотите сказать, что иначе и быть не может при симметричном трансе? Относительно диода с первички во вторичку тоже непонятно - ведь гальваническая развязка накроется?

[Plain]

Диод со средней точки первички на плюс первички — это же естественно, потому как непосредственно перед этими словами объяснён смысл данного решения. Если прямым текстом — про вторичку я нигде не говорил.

Насчёт симметрии — это Вы тоже не поняли. Они всего лишь констатируют факт, что на переходном процессе ток делится между плечами, а требований это обеспечить нигде быть не может, это ведь абсурд.

[SKov]

Они всего лишь констатируют факт, что на переходном процессе ток делится между плечами, а требований это обеспечить нигде быть не может, это ведь абсурд.

Понятно. Я как раз про это и спрашивал, действительно ли так получается автоматически.
А если не будет перекрытия, то на трансе будут всплески напряжения? И чтобы их нейтрализовать вы и говорили о диоде?
И еще один вопрос. Посоветуйте замену 5101 - оказалась не очень доступная штука. Спасибо.

[Plain]

Замена LM5101 — например IR2011.

До сих пор не понятно, откуда у Вас такие проблемы с деталями, ведь обычный рабочий цикл — пока делают платы, детали едут из Digikey, Mouser, Farnell, Elfa и т.п.

[SKov]

Замена LM5101 — например IR2011.

До сих пор не понятно, откуда у Вас такие проблемы с деталями, ведь обычный рабочий цикл — пока делают платы, детали едут из Digikey, Mouser, Farnell, Elfa и т.п.

Я обычно делаю макетирование "вручную". ЛУТ на фольге. Экономит не столько деньги (они все равно казенные), а время.
Поэтому интересуют детали , которые есть на складе Компэла или Симметрона с временем доступа 1-3 дня.
Понятно, что за 2-3 недели можно заказать все что угодно.
Спасибо за помощь.

[SKov]

В продолжение темы: А почему в первом преобразователе (Down) не предусмотрено никакого dead- времени?

[Plain]

Первый каскад является источником тока для питания второго каскада. Ток создаётся путём модуляции напряжения на дросселе, и ток этот в идеале постоянный, т.е. с прерывным током (DCM, с мёртвыми временами) схема работать будет, но гораздо хуже.

Насчёт топологии — можно перевернуть схему вверх ногами, заменив понижение относительно "земли" понижением относительно +48 В, и тогда список пригодных контроллеров (boost) заметно расширится.

[SKov]

Первый каскад является источником тока для питания второго каскада. Ток создаётся путём модуляции напряжения на дросселе, и ток этот в идеале постоянный, т.е. с прерывным током (DCM, с мёртвыми временами) схема работать будет, но гораздо хуже.

Мертвое время бывает нужно не для непрерывного тока через дроссель, а для отсутствия сквозняка через транзисторы.
Вот я и спрашиваю, почему тут не боятся сквозняка.

Насчёт топологии — можно перевернуть схему вверх ногами, заменив понижение относительно "земли" понижением относительно +48 В, и тогда список пригодных контроллеров (boost) заметно расширится.

Не очень понял относительно переворачивания схем вверх ногами.
Просто взять буст (выше 48в на выходе) и снимать с него напругу не относительно земли,
а относительно 48. Да, думаю, что так можно извернуться. Только синхронный буст будет не так прост, как синхронный down.

[Plain]

В вышеупомянутой схеме с 21-й страницы бумаги в первом каскаде только один ключ, т.е. у неё не бывает сквозных токов.

И даже если бы там был синхронный выпрямитель, сквозные токи — это забота контроллера, т.е. их тоже не бывает.

Перевернуть вверх ногами — это поменять местами ключ и диод в первом каскаде. Соответственно, плюс нагрузки (т.е. плюс второго каскада) подключается к +48 В, минус — к дросселю.

Синхронный выпрямитель здесь совсем не нужен, потому как у покупного БП средней паршивости и такой мощности есть вентилятор, так что довеску к нему, в виде небольшой голой платы, очень легко получить прямой обдув — путём прикручивания на стойках заместо шурупов этого вентилятора.

Таким образом, вся работа сводится к намотке трансформатора, а всё остальное — готовый подножный корм, т.е. всё это можно было бы давно собрать на коленках за день-два.

[SKov]

В вышеупомянутой схеме с 21-й страницы бумаги в первом каскаде только один ключ, т.е. у неё не бывает сквозных токов.

Два ключа на 23-й странице.
Вышеупомянутая схема на стр.23 намного более похожа на принципиальную, чем вышеупомянутая на странице 21.
Именно она (23-я) и содержит контроллеры
5041 и 5101, о которых я спрашивал. Так вот ни 5101 ни 5041 (в части управления Down) не содержит никаких мертвых времен.
Почему - никто так и не растолковал.

И даже если бы там был синхронный выпрямитель, сквозные токи — это забота контроллера, т.е. их тоже не бывает.

О том и речь, что в данном случае контроллеры об этом не думают.

Синхронный выпрямитель здесь совсем не нужен, потому как у покупного БП средней паршивости и такой мощности есть вентилятор, так что довеску к нему, в виде небольшой голой платы, очень легко получить прямой обдув — путём прикручивания на стойках заместо шурупов этого вентилятора.

Спорить о том, нужен или нет синхронный выпрямитель и чем его можно заменить, мы не будем.
Не о том речь. Речь о проблеме сквозных токов на странице 23.

[Plain]

Противоречий никаких нет. На первой же странице даташита LM5041 сказано, что понижающий регулятор не содержит драйверов затворов (и, как следствие, схемы синхронного выпрямителя, т.е. перекрёстного управления ключами) — у него просто два противофазных слаботочных (сигнальных) выхода.

Там же рекомендована LM5102, т.е. драйвер со встроенной регулировкой мёртвого времени, но в своей отладочной плате они же поставили LM5101, к которой добавили внешний обвес мёртвого времени.

[SKov]

Противоречий никаких нет. На первой же странице даташита LM5041 сказано, что понижающий регулятор не содержит драйверов затворов (и, как следствие, схемы синхронного выпрямителя, т.е. перекрёстного управления ключами) — у него просто два противофазных слаботочных (сигнальных) выхода.

Там же рекомендована LM5102, т.е. драйвер со встроенной регулировкой мёртвого времени, но в своей отладочной плате они же поставили LM5101, к которой добавили внешний обвес мёртвого времени.

Ну вот, теперь наконец-то появилась ясность После того, как я поискал другие AN на 5041. (Например, первая ссылка в гугле на поиск SNVA074)
Там на первой странице приведен именно 5101. Но дальше приводится законченная принципиальная схема,
в которой уже используется .. все тот же 5101 ! Но только с помощью внешних цепей затягивается фронт включения и образуется нужное мертвое время.
Итак, теперь можно сделать общие выводы.
1) В первом файле, который Вы нам представили, на стр 23 приведена не совсем принципиальная схема.
2) В настоящей принципиальной схеме можно использовать и 5101 и 5102, но в любом случае нужно обеспечить мертвое время.
3) Мертвое время нужно для корректной работы синхронного выпрямителя, который имеет место быть в первой части схемы (Down).
4) У уважаемого Plain есть проблемы с распознаванием синхронных выпрямителей

[MK2]

Первый каскад является источником тока для питания второго каскада. Ток создаётся путём модуляции напряжения на дросселе, и ток этот в идеале постоянный, т.е. с прерывным током (DCM, с мёртвыми временами) схема работать будет, но гораздо хуже.

Странно у источника тока отсутствует обратная связь по току? больше похоже на какое-то ограничение по току. Buck регулятор позволяет равномерно дозировать ток в каждое плечо. Но тогда импульс шире на дроссель, импульс меньше и транс может подмагнититься

[Plain]

Странно у источника тока отсутствует обратная связь по току?

Если речь всё о той же LM5041, то там стандартный понижающий стабилизатор и нога CS у него естественно имеется.

транс может подмагнититься

Если имеется ввиду насытится, то напряжение на нём при этом упадёт до нуля. Стало быть, баланс тут же восстановится.

[MK2]

Если речь всё о той же LM5041, то там стандартный понижающий стабилизатор и нога CS у него естественно имеется.

В презентации её упустили, поэтому и возник вопрос.

Если имеется ввиду насытится, то напряжение на нём при этом упадёт до нуля. Стало быть, баланс тут же восстановится.

магия какая-то... но если порассуждать так и должно получаться
До этого вы писали что в DCM режиме будет работать гораздо хуже, хотя по идее коммутация будет гораздо мягче у элементов проходить, так что профит есть использовать. Пожалуй из очевидных минусов больше пульсации на выходе.