Зарядить 470uF до 500V за 4 секунды Опции

[Petrovich]

Господа! Вот какая задача. Нужно сделать зарядник для конденсатора который бы питался 12V и обеспечивал бы заряд 470uF до 500V за время не более 4-5 секунд. Точной стабилизации напряжения не требуется. Что посоветует уважаемое собрание?

[Herz]

Мне кажется, подобный вопрос уже обсуждался не так давно. Пройдитесь поиском. Поверхностно: задача для пуш-пулла с ограничением тока.

[vlvl@ukr.net]

Флай, форвард, если нужна минимизация размеров - буст с автотрансформатором. Делал подобные задачи, только емкости были на 2 порядка менее и время на 3 порядка. Здесь основная проблема это повышающий транс со своими паразитными емкостями ( если нужна развязка), если развязка не нужна - буст с автотрансформатором 1:1.

[Microwatt]

Бустер. Только автотрансформатор я бы не 1в 1 а раз в 8-10 повысил. Чтобы обойтись ключом в 60- 100 вольт.
Впрочем, тут еще КПД насколько важен. 60 джоулей за 5 секунд где-то 12-15 ватт... Немного, но как часто это заряжать нужно?
Бустер лучше не в лоб, а несколько модифицированный, специально для таких случаев топология есть. Может, с утра найду ссылку.
Задача решаема, тут бы во-время остановиться с выбором схемы, потому как нет предела совершенству

[Herz]

А я бы попробовал применить что-то из контроллеров для CCFL. Может, даже и трансформаторы.

[Petrovich]

Бустер. Только автотрансформатор я бы не 1в 1 а раз в 8-10 повысил. Чтобы обойтись ключом в 60- 100 вольт.
Впрочем, тут еще КПД насколько важен. 60 джоулей за 5 секунд где-то 12-15 ватт... Немного, но как часто это заряжать нужно?
Бустер лучше не в лоб, а несколько модифицированный, специально для таких случаев топология есть. Может, с утра найду ссылку.
Задача решаема, тут бы во-время остановиться с выбором схемы, потому как нет предела совершенству

Разряд конденсатора в самом худшем случае сразу же после полной зарядки. Дайте пожалуйста ссылку. Да и вообще как посчитать параметры автотрансформатора?

[Microwatt]

Разряд конденсатора в самом худшем случае сразу же после полной зарядки. Дайте пожалуйста ссылку. Да и вообще как посчитать параметры автотрансформатора?

Наобещал я зря... Не могу понять как я скачал эту статью когда-то. "High-efficiency, high step-up DC-DC converters " Она у меня в твердой копии. А поисковик заводит только на IEEE.
Вот тут только первая страница этой статьи:
http://www.mendeley.com/research/higheffic...-converters-1/#

Вот еще чисто Ваша задачка решается. Когда-то разбирал эту топологию, но не понадобилась.Помоделируйте, тут что-то есть http://www.nuconverter.de/nucprinciple.html#nucprinciple
Для такой мощности неплохо бы и автогенератор на "самообрывном" ключе работал бы. Или с 3843 включенной с переменной частотой (фиксированной паузой). Диодик только на 1000вольт минимум.

[vlvl@ukr.net]

Автотрансформатор  slva137.pdf ( 33.09 килобайт ) Кол-во скачиваний: 241

[Microwatt]

Угу. Все распрекрасно с автотрансформаторм.
Только не забудьте посмотреть что творится с напряжением на выходном диоде. Возможны неожиданности.

[ramic]

Только не забудьте.....

.....что топикстартер вполне может оказаться адептом электротаксиса, а попросту-браконьером с электроудочкой.

[Plain]

сделать зарядник для конденсатора который бы питался 12V и обеспечивал бы заряд 470uF до 500V за время не более 4-5 секунд

Например, сдвоенный каскадный повышающий преобразователь — на двух ключах и одном стандартном контроллере, типа LTC1871, LM3478 и т.п. Для защиты от КЗ надо, например, первую секцию сделать по топологии SEPIC, тогда максимальное напряжение на её ключе составит 83,7 В при общем Кзап=0,857.

Помимо возможности свободно закорачивать выход, ещё одно преимущество схемы в том, что её можно собрать на готовых дросселях.

[jks]

Можно попробовать копать в сторону LTC3750.
Трансформаторы от Coilcraft для CCFL.

 3750fa.pdf ( 218.5 килобайт ) Кол-во скачиваний: 166


Если это для photo flash, то самое оно.



Сообщение отредактировал jks - Jun 3 2012, 11:23

[Petrovich]

.....что топикстартер вполне может оказаться адептом электротаксиса, а попросту-браконьером с эл

ектроудочкой.

Я надеюсь это не предел Ваших представлений об использовании заряженного конденсатора?

Угу. Все распрекрасно с автотрансформаторм.
Только не забудьте посмотреть что творится с напряжением на выходном диоде. Возможны неожиданности.

Во вторник буду пробовать с автотрансформатором. Хотя не очень пока понятно как его считать...буду эксперементольно подбирать. А что за неожиданности возможны?

[Microwatt]

Индуктивность рассеивания вторичной обмотки при запирании диода в непрерывном режиме даст на нем большой пик напряжения.
Вводить это в разрывный режим... да может на такой мощности и можно.
Начните с автотрансформатора с обмоткой в 6-7 раз больше первичной.

[ramic]

Я надеюсь это не предел

Отнюдь. А на тему предела, со времён общения с рыбобойцами, имеется вот такая картинка:


Сообщение отредактировал ramic - Jun 3 2012, 14:26

[bhy]

"High-efficiency, high step-up DC-DC converters " Она у меня в твердой копии. А поисковик заводит только на IEEE.

оно?  high_efficiency_high_step_up_dc_dc.pdf ( 696.35 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1084

[Microwatt]

да, эта статья!

[ramic]

эта статья

Статья несомненно полезная, но топикстартеру, пмсм, она мало что даст. Ему будет гораздо интереснее посмотреть, как оно работает применительно к его случаю, с габаритами сердечника и витками обмоток. Может быть кто-то покажет такую картинку?

[Petrovich]

Статья несомненно полезная, но топикстартеру, пмсм, она мало что даст. Ему будет гораздо интереснее посмотреть, как оно работает применительно к его случаю, с габаритами сердечника и витками обмоток. Может быть кто-то покажет такую картинку?

Совершенно с Вами согласен...

[Anatoliy_R_]

Посмотрите форум сайта Электроника студийных вспышек. Там делают подобные блоки питания. Может что-то возьмете за основу для изготовления своего. Вот пример одного из них.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Petrovich]

Посмотрите форум сайта Электроника студийных вспышек. Там делают подобные блоки питания. Может что-то возьмете за основу для изготовления своего. Вот пример одного из них.

Хороший сайт, спасибо. Пока лучшее что получил это обычным бустом заряжается до 400 за 4секунды. С автотрансформатором все почему то гораздо хуже

[_gari]

С автотрансформатором все почему то гораздо хуже

t=I*L/U

[iiv]

Хороший сайт, спасибо. Пока лучшее что получил это обычным бустом заряжается до 400 за 4секунды.

у меня была похожая незадачка, правда мощности повыше: 30мФ (милифарад!) зарядить до 320В за примерно 5секунд. Я тоже на обычном бусте остановился, полномостовым можно было и быстрее сделать, но больно дорого и габаритно. Единственно, в моем бусте я менял частоту и скважность в зависимости от напряжения на конденсаторе, так как управляющий сигнал для буста у меня шел с МК, иначе и дроссель получался непотребных размеров, и за 10 секунд не укладывался.

[Petrovich]

у меня была похожая незадачка, правда мощности повыше: 30мФ (милифарад!) зарядить до 320В за примерно 5секунд. Я тоже на обычном бусте остановился, полномостовым можно было и быстрее сделать, но больно дорого и габаритно. Единственно, в моем бусте я менял частоту и скважность в зависимости от напряжения на конденсаторе, так как управляющий сигнал для буста у меня шел с МК, иначе и дроссель получался непотребных размеров, и за 10 секунд не укладывался.

А по какому принципу Вы меняли частоту и скважность?

[Timmy]

Посмотрите форум сайта Электроника студийных вспышек. Там делают подобные блоки питания. Может что-то возьмете за основу для изготовления своего. Вот пример одного из них.

Мне кажется, это не стоит брать за пример, там нет системы ограничения тока, что при низком напряжении на выходном конденсаторе приводит почти к короткому замыканию, а работает такая система потому, что энергии конденсатора фильтра не хватает для взрывания мосфета, и ток ограничивается слабосильным аккумулятором. А если запитать от реально мощного источника, то сразу разнесёт, просто никто пока не пробовал так делать.

[ramic]

там нет системы ограничения тока, что при низком напряжении на выходном конденсаторе приводит почти к короткому замыканию

Там есть примочка на биполяре, выполняющая роль мягкого пуска.
Однако, ток через ключик все равно под 160 А в течении примерно 3 миллисикунд и в течение этого времени ключик работает в режиме лавинного пробоя, из за наличия индуктивность рассеяния обмоток. Но если энергия лавины нормирована для данного типа транзистора и не превышается, то ничего с ним не случится.
После устаканивания переходного процесса, амплитуда тока через ключик не превышает 9А, а
акорость заряда вых. емкостины (1500мкФ) равна примерно 0,15В/mS. Стало быть, за 4 секунды она может зарядиться до 4000*0,15=600 вольт, но цепь ОС выключит заряжалку раньше и загорится зелёный светодиодик.

Сообщение отредактировал ramic - Jun 16 2012, 12:51

[Petrovich]

Уважаемые господа специалисты. Хотелось бы перейти от теории к практике. Тот результат что я сейчас получил, в принципе устраивает, но получен он эмпирическим путем и судя по всему не оптимален. Как посчитать оптимальные параметры индуктивности, частоты возбуждения, скважности? Все управляется контролером, поэтому возможны почти любые алгоритмы управления ключем. И так вопрос...как все посчитать? Желательно без глубокого внедрения в теорию.

[Microwatt]

Уважаемые господа специалисты. Хотелось бы перейти от теории к практике.
Все управляется контролером, поэтому возможны почти любые алгоритмы управления ключем. И так вопрос...как все посчитать? Желательно без глубокого внедрения в теорию.

А раз управляется программируемым контроллером, то и управляется действительно как попало, кроме того как нужно.
Это если делать без глубокой теории и теории вообще.

[Plain]

управляется контролером, поэтому возможны почти любые алгоритмы

Вы этого не можете утверждать, потому что, с Ваших же слов, не в теме. Стандартный МК для таких задач слишком тупой и безрукий.

Наверное, оптимальное решение здесь состоит в повышающем преобразователе, работающем в режиме прерывного тока и без его контроля, для чего надо взять индуктивность с запасом. Если речь о готовых деталях, то её можно набрать, например, последовательно четырьмя такими дросселями — в этом случае средняя частота получится 50 кГц.

Алгоритм основывается на вольтсекундном балансе — надо измерять входное и выходное напряжение, вычитать из второго первое и прибавлять 0,5 В (падение на диоде выпрямителя). Полученное значение — это напряжение обратного хода дросселя U_ОХ.

На ключ надо подавать импульсы фиксированной длительности, например равной T_ON (мкс) = 4,5 (ампера) · 48 (мкГн) / U_IN, затем выдерживать паузу переменной длины — она будет меняться от максимальной в начале до минимальной в конце заряда.

Эта пауза рассчитывается исходя из отношения T_OFF = T_ON · U_IN / U_ОХ.

Алгоритм можно значительно упростить, разбив интервал заряда на несколько интервалов с фиксированными паузами, максимальными для каждого.

В качестве ключа, соответственно, нужен весьма затратный NMOS — высоковольтный, и с как можно меньшим сопротивлением канала, например такой.

Для управления его затвором нужен стандартный драйвер, т.е. дающий 10 В и амперы — управлять таким ключом напрямую дохлым выходом низковольтного МК не получится по-любому, это закон природы.

[Petrovich]

Вы этого не можете утверждать, потому что, с Ваших же слов, не в теме. Стандартный МК для таких задач слишком тупой и безрукий.

Ну я не настолько не в теме.
Контролер используется далеко не примитивный и весьма быстрый. Так что с этим все в порядке.
Ключ управляется естественно не прямо с выхода контролера, а через драйвер. Здесь тоже все в порядке.
А за остальные советы спасибо, буду пробовать.

[Microwatt]

Ну я не настолько не в теме.
Контролер используется далеко не примитивный и весьма быстрый. Так что с этим все в порядке.

По К.Пруткову быстрота потребна при ловле блох.
Быстрый насколько? Как быстро он может измерить ток через ключ и выключить его?
И в теме можно быть тоже в разной степени. Можно не знать тонкостей, но повышать дросселем с 5 до 500 вольт - вообще ничего не понимать в работе импульсного стабилизатора. Какой коэффициент заполнения потребуется? Это программисту сложить единичку с мильоном в регистрах запросто.
А когда коэффициент заполнения двигается за 0.8 - весь пар источника все больше в свисток уходит. Более 3-5крат повышение на индуктивном выбросе непродуктивно.
Без трансформации и контроля тока ключа (прямо, косвенно - неважно) ничего путного не получится. Просто не может получиться.

[Petrovich]

А когда коэффициент заполнения двигается за 0.8 - весь пар источника все больше в свисток уходит. Более 3-5крат повышение на индуктивном выбросе непродуктивно.
Без трансформации и контроля тока ключа (прямо, косвенно - неважно) ничего путного не получится. Просто не может получиться.

Непродуктивно или не может получится? Все это опять разговоры. Если уж вы специалисты, покажите методику расчета такого рода преобразователей. Не по наитию же их делают?
Впрочем, тема судя по всему перешла в область бесплодного мудрствования, а посему можно закрывать. Остановлюсь пока на том результате что есть ( хоть по Вашим словам он "не может получиться" ), он меня пока устраивает.

[Herz]

Закрыл по желанию автора.