DC/DC преобразователь, вход 14...48В, выход 14В 15А Опции

[uriy]

Требуется разработать контроллер заряда свинцовой аккумуляторной батареи от солнечной панели.
Напряжение на выходе панели до 48В.
Нужно преобразовать эти 48В в 14В и ток до 15А.
Нашел пару наиболее хорошо описанных схем.
В одной из них используется SEPIC в другой BUCK топология.
Требуется синхронное преобразование, заказчик требует максимальный КПД.

 AN1467A.pdf ( 1.02 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 719
SEPIC преобразователь на 100Вт.

 ArduinoSolar.pdf ( 114.33 килобайт ) Кол-во скачиваний: 210
BUCK преобразователь, похоже создатель проверял только на 50Вт.

Мне нужно мощность до 200Вт.
Из каких соображений рассчитать номиналы индуктивностей и конденсаторов?

[Herz]

Так из обычных соображений, что и всегда. Я не понимаю, зачем здесь может понадобится SEPIC, а достаточно простой и надёжный BUCK рассчитывается элементарно. При помощи широкодоступной литературы. Выберите контроллер с драйвером синхронного выпрямителя и полистайте к нему доку. Думаю, найдёте все необходимые исходные данные.

[uriy]

Я хочу использовать драйвер IR2104 и транзисторы IRFS4310.
ШИМ будет с микроконтроллера.
В SEPIC нет потребности, просто я нашел на нем готовую схему.
Для buck я находил только расчет схем в которых имеется диод.
После ваших слов я подумал, а какая разница что там диод или транзистор.
Это действительно не важно?
Для расчета падения напряжения взять I*R на транзисторе.

Еще вопрос. Из каких соображений выбирается частота ШИМ?

[drum1987]

Еще вопрос. Из каких соображений выбирается частота ШИМ?

Это компромисс между многими параметрами: динамическими потерями в транзисторах, индуктивностью дросселя, емкостями конденсаторов и тд и тп....

[Егоров]

А спросите у заказчика что ему таки нужно? КПД или синхронный выпрямитель?
Если КПД, то какой? Ведь "максимальный" - не параметр, общее пожелание.
Его устроит 90%?

Бак заведомо - синхронный, простой, тут не годится именно по КПД. Смотрите бакбуст.
Я бы попробовал килогерц 70-75 как отправную точку для эксперимента. Дальше- ниже пробовать, если сердечник позволит.

[Herz]

После ваших слов я подумал, а какая разница что там диод или транзистор.
Это действительно не важно?
Для расчета падения напряжения взять I*R на транзисторе.

Еще вопрос. Из каких соображений выбирается частота ШИМ?

Действительно неважно. По крайней мере, в первом приближении. На рассчёт дросселя и конденсаторов фильтра не повлияет.

Это компромисс между многими параметрами: динамическими потерями в транзисторах, индуктивностью дросселя, емкостями конденсаторов и тд и тп....

+1. Если габариты позволяют, не следует гнаться за высокой частотой переключения - динамических потерь будет меньше. Разводка проще и компоненты дешевле.

[uriy]

Заказчик хочет достичь кпд 96%.
Если на пути тока будет стоять диод такого кпд достичь не удастся.
кроме самого преобразования потери внесут еще измерители тока.
Для их минимизации буду использовать датчики тока от алегро на эффекте холла.

[alekssan]

Есть преобразователи Vicor можно попробовать достичь 93-94%.
Это сборка из 2-х модулей PRM+VTM подойдут (PRM48BH480T250A00+V048F160T015)
Страница - http://www.vicorpower.com/cms/home/product...p/vichip_PRMVTM
Описание на русском можно посмотреть здесь - http://www.powel.ru/products/vicor/?id=17

[uriy]

Нет не подойдут.
Мне нужно контролировать заряд аккумулятора и реализовать для солнечной панели алгоритм maximum power point tracking. Не знаю устоявшегося перевода на русский язык.
Если я поставлю готовый dc/dc я не смогу его контролировать.
Хотя какие-то функции контроля там заявлены...может и получится

[alekssan]

Этими преобразователями можно управлять и организовывать обратную связь как нужно.
http://cdn.vicorpower.com/documents/applic...p_appnote24.pdf

[Егоров]

Поясните заказчику вежливо, что он ни хрена не понимает в системах.
При КПД аккумулятора, в лучшем случае, 75% бороться за 96% контроллера нет смысла. Не, для потехи можно и над 96% посопеть, но это будет неопровдано дорого и громоздко.
Слежение за точкой максимальной мощности реализуется относительно легко, был бы сам преобразователь толковым.
Датчики Холла... а давайте без них, если есть хоть малейшая возможность. Потерять 50мВ на шунте или намотать на колечко 25-50 витков проще.
Про силовой диод в контуре Вы хорошо. Значит бак не годится в принципе. Вы же понимаете, что кроме обычного преобразования мы еще имеем в нем нагрузкой источник (батарею). Когда солнце сядет, напряжение от нее пойдет на СБ, в реверсной полярности. Нужен блокирующий диод по входу, а это не годится.

[drum1987]

Про силовой диод в контуре Вы хорошо. Значит бак не годится в принципе. Вы же понимаете, что кроме обычного преобразования мы еще имеем в нем нагрузкой источник (батарею). Когда солнце сядет, напряжение от нее пойдет на СБ, в реверсной полярности. Нужен блокирующий диод по входу, а это не годится.

Ну почему же - "идеальный диод" на входе решит проблему "заряда" солнечной батареи от аккумулятора. Про КПД заряда вы правы безусловно, но от КПД самого зарядника напрямую зависит количество алюминия которое в нем будет...
Я бы на месте ТС присмотрелся бы к BUCK-BOOST преобразователям от Linear... типа LT3791, LT3789 и тд...Мне удавалось получить КПД до 98% на них. Кстати проблема "заряда" солнечной батареи от аккумулятора тут уже решена...

[Егоров]

Да все это понятно. И идеальный диод, и мостовой бакбуст. Громоздко и дорого, а стоит ли того затея?
Похоже, разовая разработка, упираться на рекорды - транжирить время.

[drum1987]

Да все это понятно. И идеальный диод, и мостовой бакбуст. Громоздко и дорого, а стоит ли того затея?
Похоже, разовая разработка, упираться на рекорды - транжирить время.

с громоздко не соглашусь, а дорого безусловно

[uriy]

Датчики Холла... а давайте без них, если есть хоть малейшая возможность. Потерять 50мВ на шунте или намотать на колечко 25-50 витков проще.

О каком вы колечке? ACS712-30 который я хочу использовать имеет сопротивление 1.2 мОм.
Ошибка измерения 1.5%, в моем глухом городе стоит в розницу 100р.
Не вижу смысла возится с шунтом и операционником к нему.

Когда солнце сядет, напряжение от нее пойдет на СБ, в реверсной полярности. Нужен блокирующий диод по входу, а это не годится.

Диод на мосфете как и писали, а еще проще мосфет тот, который уже стоит в buck преобразователе. "Ночь" будет определятся входным напряжением и током, затем контроллер будет загонят драйвер мосфет в спячку.

LT3791 в моем городе стоит немыслимых денег, от 800р. Я же хочу обойтись двумя мосфет, драйвером для них и микроконтроллером.
В моем городе это обходится в 300р.

Похоже, разовая разработка, упираться на рекорды - транжирить время.

Ну да разовая. В случае удачного завершения получу всего $300...$400 прибыли.
Для москвы ничто, для нас приличные деньги.

Насчет "дорого". Ну почему, вы оценили стоимость комплектующих схем, которые я выкладывал в первом листе?
При розничных партиях комплектации не больше чем на 1500 руб.

[Plain]

нужно контролировать заряд аккумулятора и реализовать для солнечной панели алгоритм maximum power point tracking.

Под это годится любой подходящий понижающий стабилизатор, имеющий выход усилителя ошибки. Выходное напряжение задать его штатным делителем, максимальный ток — частотой и индуктивностью, его уменьшение — ограничивая посредством ЦАП МК выход усилителя ошибки.

хочу обойтись двумя мосфет, драйвером для них и микроконтроллером

Делать всю систему программно — разорительная утопия.

[uriy]

Делать всю систему программно — разорительная утопия.

Почему? Исходники уже есть AN1467 от микрочип pdf c описанием плюс исходники.
Только контроллер будет от STM. Перенести код займет не более двух дней.
Я начну эксперименты, если не забуду поделюсь результатами

[Plain]

Эксперименты как раз и есть та утопия, которая Вас разорит, потому что за те деньги, что Вы озвучили, нужна одноразовая работа с гарантированным результатом.

[Burner]

Человек учится, че. Тратит время и деньги, как всегда.

[Егоров]

О каком вы колечке? ACS712-30 который я хочу использовать имеет сопротивление 1.2 мОм.
Не вижу смысла возится с шунтом и операционником к нему.

Тут недавно случай был.
Не запускается у потребителя распределенная система питания. Мощный источник промежуточной шины 27 вольт и на него нагружено штук 15 разнокалиберных DC-DC. Совет пользователю: подключите один вторичный DC-DC и проверьте работу с ним. А потом последовательно подключите все остальные DC-DC преобразователи, посмотрите что будет.
Пользователь раздраженно в конце дня позвонил, что всю эту хламоту отправляет назад в ремонт или возврат денег.
-А Вы попробовали все-таки, как Вам советовали? Сначала подключить один DC-DC, потом, последовательно, остальные?
- А то не пробовал! Сначала один, вроде работает, потом все, соединенные последовательно...Глючит ваше железо все равно!

В общем, тоже не вижу смысла возиться с операционником. Особенно, когда его в схеме нет.

Диод на мосфете как и писали, а еще проще мосфет тот, который уже стоит в buck преобразователе. "Ночь" будет определятся входным напряжением и током, затем контроллер будет загонят драйвер мосфет в спячку.

Котроллер это хорошо. А не приходило в голову, что диод "мосфета" не канал, он не спит по отключению драйвера?