Нестандартный источник питания., Диапазон входного напряжения 70-420В , 50Гц. Опции

[Nikkolaj]

Добрый день.
Посоветуйте пожалуйста, на чём лучше сделать такой нестандартный источник питания.
Диапазон входного напряжения 70В-420В, 50Гц.
Выходное напряжение 100В, 5Вт.
Требования к выходному напряжению не высокие +\- (5-10)% вполне устроит.
Гальваническая изоляция не нужна.
Когда входное напряжение (выпрямленное) меньше 100В, повышать его не надо,
оно может просто через открытый ключ попадать на выход.
Да, выходное напряжение при этом будет меньше 100В, но это устроит.
Трансформатор применять не нужно.
Наверное точнее будет назвать эту схему не источником питания,
а импульсным стабилизатором напряжения.
Можете посоветовать, на чём его лучше реализовать.

[Ydaloj]

используйте обычный buck (понижающий) стабилизатор на любом подножном корме, на UC3842, например. При входном ниже порога она просто будет молотить с максимально возможным заполнением

а если её попросить волшебным словом и снабдить вторым дросселем либо второй обмоткой, то она ещё и из 70В сможет 100В делать (SEPIC)

[варп]

Да уж...., а задачка то не так проста, как кажется...
Первое, что вводит в ступор - КАК? организовать ограничение тока силового ключа в буке при напряжении на входе 420 Вольт???
Второе - чем питать сам контроллер при напряжении на входе 420 Вольт??? При обычном потреблении контроллером по питанию 10-20 мА, обычный параметрический стабилизатор "закипит" на раз....
Видимо придётся сильно поплясать с бубном..
---------
Здесь, видимо, Flyback больше подойдёт... То есть - трансформатор всё-таки понадобится..., а обратную связь можно будет сделать на обычном резистивном делителе БЕЗ гальванической развязки...

Сообщение отредактировал варп - Nov 4 2016, 12:04

[Александр1]

Сначала понизить 50 Гц автотрансформатором с 420 до 100 (при 5 Вт габариты будут небольшие), а затем стабилизатор на повышающем преобразователе.

[Огурцов]

Диапазон входного напряжения 70В-420В, 50Гц

а 420 это максимальное возможное, амплитудное или действующее ?

[Ydaloj]

Первое, что вводит в ступор

ступора не надо. Надо покумекать.

а) Датчик тока в минусовой провод. Потенциал минусового провода относительно минусового провода равен нулю при любом потенциале на плюсовом входном проводе, очевидно же.

б) Контролировать ток второй обмоткой с дросселя. Питаться от неё же. Проще некуда. Так питается контроллер ККМ и измеряет ток таким же способом. Решение изъезжено вдоль и поперёк.

Впрочем, измерять ток датчиком тока в минусовом проводе контроллеру ККМ тоже никто не мешает.

[Nikkolaj]

а 420 это максимальное возможное, амплитудное или действующее ?

Действующее.

[Александр1]

Когда-то делал стабилизатор по приложенной схеме.
Входное напряжение могло быть кратковременно до 100 В, на выходе 12-15 В.
Питание ИМС, конечно, нужно будет организовать от обмотки дросселя, как советовалось выше.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[варп]

...ступора не надо. Надо покумекать....

Ydaloj, я Вас услышал, но моделировать то, о чём говорите - пока не готов...
Пока есть черновик модели флая... Он выдаёт на выходе стабилизированные 100 Вольт (при напряжении на входе 70-420 Вольт), но... , при напряжении 420 Вольт стабилизатор на Q2 рассеивает 6 Вт (напряжение питания контроллера - 56 Вольт)... Эту проблему надо порешать..
Или всё делать иначе...



Синим - мощность Q2.




Сообщение отредактировал варп - Nov 4 2016, 14:15

[Огурцов]

Действующее.

жаль

[нифор Никифор]

варп, у марти брауна хорошо описано, как запускаясь с источника, переключаться на питание с выхода, как схема при этом отрабатывает к.з. по выходу и возвращается в штатный режим. И тогда никаких 6 Вт на Q2.

[варп]

как запускаясь с источника, переключаться на питание с выхода...

Да, да, нифор Никифор, я понимаю о чём Вы... Но не хочется усложнять пока..., ведь мощность-то преобразователя всего 5Вт...
Пытаюсь в модель "игрушечный" контроллер вставить с током потребления 4мА..., там мощность на Q2 уже 1,4 Вт... , и схема совсем смешная...

[Nikkolaj]

На всякий случай уточню.
На вход подаётся переменное напряжение частотой 50Гц.
Действующее значение переменного напряжения 70-420В.
Соответственно, максимальное амплитудное значение
выпрямленного напряжения будет почти 600В.

[Guest_TSerg_*]

Коммутируемые по первичке трансы на 50 Гц.

[Herz]

Когда-то делал стабилизатор по приложенной схеме.

Это на VT3 у Вас источник тока? А зачем понадобилось именно так его построить?

[ZVA]

1,2,3, для начала.

[Plain]

70В-420В, 50Гц Выходное напряжение 100В, 5Вт

Например, инвертирующий ККМ на любом граничном контроллере (L6562A, NCL30000, TPS92110 и т.п.), 900...1000-вольтовом NMOS и высоковольтном дросселе (последовательно 4 стандартных 1 мГн или готовый POL-, TSD- и т.п.)

[_gari]

Nikkolaj, требования по кпд не озвучены.

Можно сделать простой релейный регулятор, ограничивая максимальный ток заряда емкости резистором.
в плюсе - просто и никаких дросселей, в минусе - низкий кпд.

Сообщение отредактировал _gari - Nov 4 2016, 22:43

[нифор Никифор]

поддержу Plain. логичнее всего тут пороговая стабилизация с высоковольтным ключом. D<=100%, простота и логичность.
можно даже без контроллера, на 3 транзисторах собрать. никаких микросхем, никакого ШИМа, суровый икающий стабилизатор.

Сообщение отредактировал нифор Никифор - Nov 5 2016, 04:31

[варп]

Ещё два слова..
На мой взгляд - у просто понижающего DC-DC есть серьёзный минус - в случае пробоя силового ключа есть риск, что всё входное напряжение 600 Вольт попадёт на выход... А что первее улетит в рай..., защита или питаемое оборудование - большой вопрос...
В этом смысле - взять за основу Flyback, всё-таки предпочтительней... А напряжение для питания контроллера основного преобразователя лучше добыть с дополнительного преобразователя..., типа этого -

... дополнительные расходы - смешные..., за то - голова ни о чём болеть не будет...

Сообщение отредактировал варп - Nov 6 2016, 04:11

[Егоров]

Бакбуст вам в помощь

[Plain]

варп, не усложняйте. Запитать инвертирующий преобразователь от него же элементарно — каскодом, а от нагрузки он изолирован диодом.

И не обольщайтесь всякими одиночными L1 ни сами, ни людей — обычные дроссели намотаны не в один ряд виток к витку, а внавал, что означает 150 В предел эмали. Так что, рискнёте собирать строго по картинке — накройте медным тазиком или отойдите за бетонную стенку.

[варп]

варп, не усложняйте.

Plain, да я и не усложняю.., и не претендую ни на что.. - просто - мысли вслух... Вы же поправите, если что... Для серьёзных окончательных решений - сутки - не срок...
Модель на "игрушечном" контроллере -


Красным - напряжение на стоке.


---------

варп, ...отойдите за бетонную стенку.

...отошёл..

Сообщение отредактировал варп - Nov 6 2016, 07:18

[Огурцов]

Бакбуст вам в помощь

для пяти ватт ?

[Егоров]

для пяти ватт ?

А что тут необычного? От полуватта и до 500 ватт подъемно вроде бы.
Именно эта топология неплохо работает в широком диапазоне входных напряжений и требует простых моточных. Гальваническая развязка тут не нужна, как я понял.

[Plain]

Ну наверное, он представил, что кто-то предложил аж полную схему на четырёх ключах, тогда как все говорят об обыкновенном инвертирующем.

[Огурцов]

А что тут необычного? От полуватта

sepic же предлагали, чем не ?

Сообщение отредактировал Огурцов - Nov 6 2016, 18:53

[_gari]

Когда входное напряжение (выпрямленное) меньше 100В, повышать его не надо,
оно может просто через открытый ключ попадать на выход.

[Егоров]

sepic же предлагали, чем не ?

Может и да, но SEPIC несколько сложнее.
Вообще, тут малопродуктивный разговор. Общие идеи стартер не схватывает, ему нужна полная отработанная схема, а еще лучше - весь комплект КД.

Для PLAIN - да я имел в виду простой инвертирующий на одном ключе. Вольтодобавка относительно плюса входного выпрямленного. Правда, ключик популярный, дешевый в 600 вольт - вряд ли, но тут большой простор для фантазии, может и какой-нибудь TNY с 700 В ключом пройдет. Просто это нужно садиться и работать. А за стартера работать... ну не всегда времени хватает даже для относительно несложных задач.

[Plain]

_gari, зачем делать плохо, когда можно сделать хорошо и ровно тем же количеством деталей.

[_gari]

да согласен,Plain , что это видимо лучшее решение, но ведь вопрос проходит оно по условию задачи или нет, это уже совсем иной вопрос.
В постановке задачи ТС нет явного требования, но некое неявное присутствует, на что и обратил внимание уважаемых коллег.

[Александр1]

Это на VT3 у Вас источник тока? А зачем понадобилось именно так его построить?

На VT3 стабилизатор напряжения. В моем случае максимальное напряжение на входе действовало кратковременно, поэтому не стал усложнять дроссель второй обмоткой для питания ИМС.

[Nikkolaj]

Спасибо Всем за советы.
Я считал, что поскольку в этом источнике не требуется гальваническая изоляция,
и достаточно только понижать напряжение,
то решение может оказаться довольно простым.
И выслушав Ваши советы, я и сам смогу его реализовать.

Прочитав Ваши ответы, я понял что решить эту задачу можно,
но решение не такое простое как я думал.
Поскольку импульсные источники я никогда не разрабатывал,
то наверное попробую передать эту задачу тому, кто разбирается в этом вопросе.
Ещё раз благодарю Всех за активное обсуждение и желание помочь.

[Огурцов]

Может и да, но SEPIC несколько сложнее.

а инвертирующий тоже с нижним ключом ?

[Herz]

На VT3 стабилизатор напряжения. В моем случае максимальное напряжение на входе действовало кратковременно, поэтому не стал усложнять дроссель второй обмоткой для питания ИМС.

То есть, обратносмещённые база-эммитерные переходы VT1, VT2 выполняют у Вас функцию стабилитрона?

[Александр1]

То есть, обратносмещённые база-эммитерные переходы VT1, VT2 выполняют у Вас функцию стабилитрона?

Да. В режиме микротоков обратносмещенные переходы работают в качестве стабилитронов даже лучше традиционных стабилитронов при рабочих токах стабилизации: меньше зависимость напряжения от тока. Недостаток-нет выбора напряжения стабилизации, оно находится в пределах 7-8 В.

[Егоров]

а инвертирующий тоже с нижним ключом ?

Ну да, с нижним. Нужен всего один простой дроссель.
Вот обратную связь придется на оптроне делать, слишком большие напряжения. Хотя, поломав голову, удавалось ее сделать в таком стабилизаторе и без него.

[perfect]

Трансформатор применять не нужно.

Жаль.


 3842_down_100v.rar ( 1.17 килобайт ) Кол-во скачиваний: 36

[Herz]

Да. В режиме микротоков обратносмещенные переходы работают в качестве стабилитронов даже лучше традиционных стабилитронов при рабочих токах стабилизации: меньше зависимость напряжения от тока. Недостаток-нет выбора напряжения стабилизации, оно находится в пределах 7-8 В.

Спасибо. Кажется, натыкался на такую идею в катом-то из старых журналов "Радио". Сам повторять не решился бы. Почему-то промышленность не выпускает таких "стабилитронов" (пусть и на одно напряжение), несмотря на их "прелесть".

[perfect]

Что-то похожее принесли в ремонт, тоже 100 вольт, но драйвер светодиодов.

Микросхема не затёрта, а без маркировки. Что за зверятко, интересно?

[Nikkolaj]

Жаль.


 3842_down_100v.rar ( 1.17 килобайт ) Кол-во скачиваний: 36

Спасибо за схему.
Пытаюсь в ней разобраться, а заодно и освоить LTspice.

Первый вопрос такой, не пробьётся ли индуктивность L1?
Импульсное напряжение на ней будет практически 600В.

В посте чуть выше, уважаемый Plain предупреждал:

И не обольщайтесь всякими одиночными L1 ни сами, ни людей — обычные дроссели намотаны не в один ряд виток к витку, а внавал, что означает 150 В предел эмали. Так что, рискнёте собирать строго по картинке — накройте медным тазиком или отойдите за бетонную стенку.

Скажите, а почему Вы пишете, "Жаль, что без трансформатора".
Я сказал что без трансформатора, потому что подумал, что так будет проще и лучше.
С трансформатором результат будет лучше?

[perfect]

Жаль, потому что нужно как-то питать UC3842 - от 16 вольт (UC3843 - от 8 вольт), если бы напряжение на выходе было примерно такое, то обошлось бы дросселем, а на выходе 100, тогда нужна обмотка питания. Придётся мотать. Чтоб не пробило - изолированными слоями, наверное.

LTspice недвано вышел новый LTspice XVII, но требует доработок, так что пока LTspice IV.

[варп]

perfect, спасибо, что модель предоставили. Помучил её от синуса.. - при амплитуде синуса 590 Вольт - вообще нет проблем, а вот при амплитуде синуса 100 Вольт, емкость С6 надо увеличивать.., иначе - на входе Vсс контроллера (питание) напряжение проседает и он периодически блокируется.
А в целом - то что нужно.


Сообщение отредактировал варп - Nov 8 2016, 16:13