ОС многофазного бустера Current mode, Рампу на токовые входы домешивать нужно? Опции

[Burner]

Hi, All! Собираюсь сделать повышалку 12/48 В 600 Вт, и чтоб не делать трансформаторов - бустер, т. е. повышающий импульсный стабилизатор на дросселе. В режиме неразрывных токов, наверно.
Но заполнение ШИМ получается 0,6-0,8, так что боюсь, что повышалка начнет двоить.
Кто-нить в курсе, есть ли такая опасность, и как с этим правильно бороться?
Поскольку при 10,5 В получается входной ток ок. 57 А, хочется поделить силу на несколько кусочков. И расфазировать, раз уж на то пошло. И чтоб не сильно париться с управой - кажный канал собирается рулиться своей микросхемой UC3843. Все они будут запускаться от внешней логики. Это сделать довольно просто.
От двоения я знаю только добавку пилы к токовому сигналу. Придется лепить такую цепь на каждую фазу. И еще мне в этом не нравится спад порога ограничения тока с длиной импульса. Это удобно с порошковыми сердечниками - у них индуктивность получается большая, пила нужна поменьше.
Самый простой вариант мне видится в переходе на разрывные токи. Это не очень комфортный режим. Повышаются потери переключения, придется крутить дроссели из тонкого провода, и порошок будет малопригоден - витковое напряжение большое. Ну последнее меня, допустим, не очень парит.

[Ydaloj]

Простой-то расчёт делали уже?
1. Ток ключа будет не 57А. Он как минимум будет 600/10,5/0,6...0,8, это больше сотни.
2. Ключ нужен, чтобы ток держал больше 100А, а напряжение - больше 48В.
3. Если заполнение берёте макс 0,8, то за оставшиеся 0,2 диоду предлагается "качнуть" 600Вт в выходную цепь. Бедный конденсатор.

[georgy31]

Не проще ли однофазный пуш-пул? Довожу до ума трёхфазник уже пару лет, и конца не видно. Не связывайтесь с этим головняком, у меня просто не было выбора, а вам 600 ватт снять при низком напряжении элементарно.

[otex]

как с этим правильно бороться?

Ежели есть хорошая железина для дросселя и мешок конденсаторов, то можно так:


Сообщение отредактировал Herz - Apr 22 2013, 04:45

[Егоров]

Однофазный бустер на такую мощность - весьма проблематично. Конденсаторы входные и выходные в диком режиме.
Заполнение более 0.5 вообще, а 0.8 -еще повреднее. Действительно, "двоить" иногда начнет, как аккуратно компенсацию наклона не делай.

Если бустеров не боитесь с их неустойчивостью к коротким замыканием, то можно посмотреть автотрансформатор вместо дросселя. При аккуратной намотке может 100-вольтового ключа и хватить. Заполнение будет до 0.5, диод разгрузится, хотя ток ключа, конечно, вырастет.
Две фазы со взаимной синхронизацией и каким-то разравниванием нагрузки делаются относительно просто. Больше - не пробовал.
Но и двухфазный на такую мощность - достойная задачка.

[otex]

можно так

А если потребна надёжность в широком диапазоне изменения питания и нагрузки, то лучше малость потерять в кпд и сделать повышалку на сепике:

Вместо резистивного шунта лучше использовать трансформатор тока.

Сообщение отредактировал Herz - Apr 22 2013, 04:46

[Ydaloj]

otex, на таких мощностях "малость потеря в КПД" нехило начинает сказываться на нагреве

[Integrator1983]

Но и двухфазный на такую мощность - достойная задачка.

на таких мощностях "малость потеря в КПД"

Каких таких мощностях? 600Вт? Как говорится, не смешите мои тапки. Я бы делал 2-фазный буст, хотя можно и однофазным обойтись спокойно.

По вопросу ОС - почитайте AN к UCC28070 - двухфазный boost PFC с возможностью папаллельной работы. До 4 микросхем (8-фазная система) отлично работает - лично проверял.

[HardEgor]

otex, а в какой программе анализируете?

[otex]

нехило начинает сказываться на нагреве

А "нехило", это как? Ну, типо в Ваттах, килоВаттах или других милых вашему сердцу единицах.
Для начала, вы можете "выкатить" свой вариант решения задачки топикстартера, чтобы сравнить и количественно заценить нехилость или хилость.
Совершенно понятно, что голимая повышалка будет иметь более высокий кпд чем септик, но если потребна защита от КЗ, включение -выключение по управлению и ограничение зарадного тока сильномогучих выходных конденсаторов или там защита от импульсов перенапряжения в бортсети, то вопрос кпд может отойти на второй план, буде вопрос надёжности выйдет на первый.
Кстати, при искрении на клеммах батарейки, питающей повышалку, тоже может произойти весьма неприятное событие.

otex, а в какой программе анализируете?

Micro-Cap 8,9,10.

Сообщение отредактировал otex - Apr 22 2013, 15:08

[Ydaloj]

а вы попробуйте сконструировать питальник на 600Вт без принудительного охлаждения.
попробуйте просчитать схему так, чтобы она не жарилась аки утюг.
А потом "малость потеряйте в КПД" и придумайте, куда отвести лишние 10-20Вт тепла.

Пропеллеры - не выход.

[Integrator1983]

а вы попробуйте сконструировать питальник на 600Вт без принудительного охлаждения.
попробуйте просчитать схему так, чтобы она не жарилась аки утюг.

И с радиатором из люминивого уголка 20 . Если серьезно - вопроса о КПД вроде как не стояло. Был вопрос о "Двоении" и о размазывании тока по фазам. Если пугает "двоение" - считайте Ramp Compensation в PCMC или работайте в ACMC. И то и другое работает. И многофазники прекрасно выравниваются и работают. И однофазник на 100А - не очень сложная штука, если не стоит вопрос сэкономить 20-50 долларов на комплектации (благо, современная элементная база позволяет). Немного непонятно, чем всех пугают 600Вт (пусть даже при 100А)?

[Егоров]

Немного непонятно, чем всех пугают 600Вт (пусть даже при 100А)?

Да не так 600 пугают, как 100. Сдувать это нужно принудительно и хорошо сдувать. Это же ватт 60 минимум?

[Integrator1983]

Это же ватт 60 минимум?

10% на 1 ступени преобразования??? Самый гнилой бустер (без всяких Active Clamp'ов и прочих насыщающихся индуктивностей) даст 95% кпд (если не ставить земляные ферриты и бамбуковые конденсаторы).

[Ydaloj]

Integrator1983, да в том-то и дело, что не даст 95%.
Нужен ключ на 100А и на 48В. Это однозначно будет транзистор с высоким сопротивлением канала, огромной ёмкостью затвора и высоким зарядом затвора. То есть, надо уметь таким ключом управлять, чтобы не вышла печка на люминиевом уголке.
семейство 384х со своим амперным выходом просто не потянет такой ключ - надо искать драйвера с током не ниже 5А, тогда можно будет ожидать высокого КПД, ну и батарею ключей собирать.

есть замечательные транзисторы, которые применяются в конвертерах питания процессоров на матерях. У них затвор 20-30нКл, но напряжение 30В всего лишь. То есть, мост собрать ещё можно, а пушпул и буст - уже никак.

Сообщение отредактировал Ydaloj - Apr 23 2013, 09:35

[Integrator1983]

Нужен ключ на 100А и на 48В.

Дык вроде не проблемма. Еще лет 7-8 назад в Украине спокойно покупались ключи от IR, позволявшие прокинуть 5kW от 48 В АБ (квазирезонансный мост).

семейство 384х со своим амперным выходом просто не потянет такой ключ - надо искать драйвера с током не ниже 5А,

TC4452 - 2.3$. Не экономьте на драйверах.

То есть, мост собрать ещё можно, а пушпул и буст - уже никак.

Есть отличные ключи и на 55В - пуш-пулл рулит! Но вообще, если изоляция не нужна - я бы делал boost (возможно, buck-boost - для защиты от КЗ в нагрузке и тд.), с синхронным выпрямлением. Трансформатор на такие токи весьма монструозный получается. Если же нужна изоляция - boost + мост/пушпул.

[HardEgor]

10% на 1 ступени преобразования???

Грубый подсчет - на диоде упадет 0.6В при среднем токе 100А мощность 60Вт.
А если добавить например IRF3805(55В, 3.3мОм) получим еще 33Вт на транзисторе.

Сообщение отредактировал HardEgor - Apr 23 2013, 15:18

[Plain]

Небольшой перебор. 600 Вт / 48 В = 12,5 А * 0,7 В = 8,75 Вт.

[otex]

а вы попробуйте

Давайте пробовать на паритетных началах.
На данный момент я таки две свои пробы по сабжу выкатил в виде схем моделей с результатами их симуляции, а вы пока ни одной.
Поскольку симулятор является основным инструментом разработчика на этапе анализа ТЗ и прикидок вариантов выполнения, то вы имеет полное право провести мастеркласс и показать в виртуале, как у вас всё замечательно работает и при этом не греется, поскольку одним словесным умствованиям, коими забит инет, уж извините, я не верю.

[Ydaloj]

otex, я не пользуюсь симуляторами. У меня все расчёты необходимые под рукой есть. Не буду ж я принтскрины из экселя публиковать?
А мастеркласс пусть топикстартер среди себя проводит.

[otex]

Однако, вернёмся к теме многофазности. Поскольку ТС лёг на дно и ждёт продолжения банкета, то позволю себе выложить принтскрин очередной "экселевской таблицы".

[Ydaloj]

Еще лет 7-8 назад в Украине спокойно покупались ключи от IR, позволявшие прокинуть 5kW от 48 В АБ (квазирезонансный мост).

Integrator1983, а про какие ключи вы говорили?

[Integrator1983]

Сначала появились в продаже нечто вроде IRFx3710, потом - IRFx4110, IRFx4310; конкретно для 5кВт - 3хIRFP4368 параллельно (хотя теоретически хватало и 2 - за КПД боролись).

[Ydaloj]

Я о чём и говорю. IRFP4568 - затвор 220нКл, IRF3710 - 190нКл, IRFB4110 - 200нКл. Это на частотах 50кГц получаются потери на переключение 40Вт при управлении от драйвера с выходным током 1А, и 15Вт при управлении током 3А. Плюс потери на проводимость.
Есть конечно старый добрый FQP50N06, у него хоть и дикий канал, но 30нКл затвор.

Так что, не всё так просто в повышении с 12 до 48 бустом. А двухтактные топологии позволят применять более низковольтные транзисторы с низким зарядом затвора.

[Integrator1983]

Я о чём и говорю.

А двухтактные топологии позволят применять более низковольтные транзисторы с низким зарядом затвора.

Так я о том же - отдайте 2.5$ за 12А драйвер и не ищите приключений.
Вообще, вопрос о низковольтных ключах для двухтактника весьма спорный. На таких токах основная проблемма - выравнять ПП по паразитным индуктивностям. Да и подвести печатью 100А к ножке - тоже вопрос. Где-то лишние наногенри образовались - получи иглу вольт на 30-50. Приходится или в тепло ее сливать, или ключи с запасом по напряжению применять (со всеми вытекающими). Или резонанс городить - что здесь мало кто любит и тоже не очень просто.
И еше - каким Вы представляете двухтактный трансформатор для непрерывной работы на 100А?

Немного OffTop: по моему опыту, легче качать 100А при 600В, чем при 10 - у заказчиков значительно меньше вопросов к габаритам и стоимости источника возникает .

[halfdoom]

Так я о том же - отдайте 2.5$ за 12А драйвер и не ищите приключений.

Большой +1. Это просто какой-то непробиваемый стереотип - делать вещи повышенной мощности, используя решения совсем из другого диапазона.

[Ydaloj]

хороший подход - туда 2.5$, сюда 2.5$
а потом удивляемся, почему заказчики предпочитают решения из китая вместо наших.
на фоне этого призывы "поддержим нашего производителя" смотрятся нелепо.

я ничего не имею против поездатых поездов, но применение 12-амперного драйвера должно быть обусловлено не только ожидаемым снижением потерь в заведомо неэкономичной схеме.

[MikeSchir]

Я о чём и говорю. IRFP4568 - затвор 220нКл, IRF3710 - 190нКл, IRFB4110 - 200нКл. Это на частотах 50кГц получаются потери на переключение 40Вт при управлении от драйвера с выходным током 1А, и 15Вт при управлении током 3А. Плюс потери на проводимость.
Есть конечно старый добрый FQP50N06, у него хоть и дикий канал, но 30нКл затвор.

Из каталога на IRF3710S

Qg Total Gate Charge ––– ––– 130 nC ID = 28A VDS = 80V

при 48В будет меньше и он к стати нормально управляется от UCC2800. У меня есть такая "повышалка" до 50В, правда, одиночная и мощность 120Вт, КПД около 95%. Сделана чтоб работать от всех сетей от 10В до 76В. Работает в безразрывных токах. Если грамотно сделана слопкомпенсация, никаких двоений, дроблений нет. Что мешает объединить 4-5 таких параллельно по входу и выходу? многофазно или несинхронно? Как хотите

To otex Применение транзистора Q1 на первых двух схемах, по-моему, надо патентовать

[Ydaloj]

Мужики, давайте сначала договоримся, чего мы хотим добиться.
Если мы собираем буст просто потому, что буст это интересно, или ни разу не собирали буст - значит, собираем буст.
Если мы намерены собрать буст ака четырёх-пятифазник - значит, есть на то причины.
Если надо сделать проще, дешевле и с максимальным КПД - двухтактные топологии рулят. Мягче требования к компонентам. Синхронное выпрямление проще организовать.

Надо же какое-то экономическое обоснование делать, массогабаритные характеристики обсудить, отвод тепла посчитать, а не только в симуляторы играть?

Китайцы наступают на пятки.

[wim]

Применение транзистора Q1 на первых двух схемах, по-моему, надо патентовать

Эта штука давно известна - по-буржуински называется Constant Off Time.

Прикрепленные файлы

 tp_05.pdf ( 129.42 килобайт ) Кол-во скачиваний: 300

 

[MikeSchir]

Эта штука давно известна - по-буржуински называется Constant Off Time.

Понятно. Хотя, практическая сторона - ?

[otex]

Китайцы наступают на пятки.

Ну да, типа "Русские идут!" - прокричал бывший министр обороны США адмирал Форрестол, и выпрыгнул из окна.
З.Ы. Информация к размышлению для китайцев, которые на пятках, на тему многофазной повышалки (правда для цели далёкой от потребностей ТС) и тепла (7 Вт) в её ключах.


Сообщение отредактировал otex - Apr 24 2013, 16:13

[wim]

практическая сторона - ?

1) Не нужна компенсация наклона токовой пилы.
2) Минимизируется влияние нуля в правой полуплоскости.

[Егоров]

Капец сколько тут детей (просто нубиков) ....
еще года 3 назад пробовал бустики 12-48 В, 500 Вт, одна фаза. Конденсатор по входу - один комповый 16Вх1000 мкФ и пленочка 0.47 мкФ - даже не грелось!! Посчитайте вх. ток - Только не тупите про 100 Ампер!

Трудно в это поверить. С такими входными фильтрами источники на сотни ватт не делают.
Да, заполнение большое, это легче, чем 40-50% но оно не 100% и фитюлькой 10х20мм тут, наверное, не обойтись.
А чтобы тут не тупили про 100ампер - назовите входной ток, как Вы его представляете.

Если люди чего-то не понимают - на и то и форум, чтобы спокойно обменяться мнениями и прояснить. Не нужно раздражаться.
Это не конкурс виртуозов.

[Plain]

Конденсатор по входу - один комповый 16Вх1000 мкФ и пленочка 0.47 мкФ - даже не грелось!! Посчитайте вх. ток

Упоминался конденсатор на выходе, и было это аж во втором сообщении темы.

[elcker]

[Plain]

посетители форума сами разберутся, кто флеймер, а кто нет

Наверное я, потому что в который уже раз не понимаю, как выглядит чудо-деталь C98 в реале и почём её реально можно покупать.

[elcker]

как выглядит чудо-деталь C98 в реале

Полагаю, что вы ошиблись с позиционным номером, поскольку С98-это конденсатр ёмкостью 1000 мкФ и ESR=10мОм, который в реале состоит из, например, пяти конденсаторов по 220мкФ, имеющих ESR=50мОм.
Что касаемо элемента X19, обеспечивающего работу синхронного выпрямителя, то его следует воспринимать, совместно с универсальной UCшкой, как часть контроллера, например, для активклампа. Модель тем и отличается от СХЭ, что в ней используются лишь те контроллеры, модели которых есть в библиотеке, абуде нужного контроллера нет, то его приходится синтезировать из того, что имеется.


Однако, технология выживания в условиях весеннего обострения админомодерской железы не относится к теме и посты об этом, равно как и полемика по вопросам модерирования, могут быть благополучно удалены вменяемым модератором.

Сообщение отредактировал Herz - May 10 2013, 11:07

[Herz]

Однако, технология выживания в условиях весеннего обострения админомодерской железы не относится к теме и посты об этом, равно как и полемика по вопросам модерирования, могут быть благополучно удалены вменяемым модератором.

Спасибо, что разрешили. Посты посвящённые конфликтам и модерированию, удалил. Тему закрыл, как исчерпавшую себя. Похоже, попытки наладить взаимопонимание опять не удались. Весеннее обострение, говорите? Наверное. Только у модераторов оно - вынужденное.