Увеличение удельной мощности источника питания, создание компактного блока питания на 1кВт Опции

[Shadow1809]

Собственно нужен свежий взгляд. Предполагается создать мощный блок питания по типу компьютерного ATX блока питания.
Собирается системный блок (модерский) с нуля. Нужен блок питания для 2 компьютерных систем (2 компа в одном корпусе) мощный, плюс питания системы водяного охлаждения, модули пельтье, усилок на колонки тоже сам делаю, плюс мелочь всякая. Соответственно нужно питание, а так как суть проекта сделать все самому, что можно, то блок питания делаю тоже.
Нужно запихнуть по возможности в меньший объем и сделать его низкопрофильным.
Сам блок питания собираюсь сделать по такому принципу.
Входной корректор коэффициента мощности на 1500 Вт. Хочу сделать двухфазным на микросхеме UCC28070 часта 200кГц, больше задирать не вижу смысла, объем не сильно уменьшу, а проблем поимею много (предположительно. Как то делать пытался что то подобное, но на макетке вечером и спешил, не заработало что то, так и не понял почему точно). Дальше хотел сделать квазирезонансный мостовой преобразователь, но потом вспомнил, что он плохо работает на небольшую нагрузку (хотя тут хитро получается, если мощность небольшая то и пусть себе работает в жестком режиме переключения не проблема в статике же меньше потерь будет, в общем в размышлениях пока). Выход 12 вольтовый (120А) получаем с удвоителя тока с синхронным выпрямителем. Частоту всего этого безобразия хочу сделать не много не мала 500кГц. Из 12 вольтовой шины через НПН понижающие формировать 5 вольт (40А) и 3.3 (40А) вольта. Всю остальную ерунду типа дежурки на 5 вольт и там -12 вольт и для нужд самого преобразователя вольт 15 и т.д. получаем с отдельного обратноходовика. Так вроде все. А еще надо +-24 вольта для усилка, думаю тоже отдельный полумост сделаю на той же плате, там не больше 200 Вт понадобится (80-100 для саба и ватт по 20 для 5 колоночек).
В общем предложения схемотехнические, конструктивные и по элементной базе тоже можно (не определился еще точно, например как по умному совместить квазирезонансник и синхронное выпрямление) по уменьшению блока питания. С удовольствием выслушаю от умных людей.

[Integrator1983]

Идея у Вас абсолютно правильная, но сможете ли Вы все это физически запустить? А по поводу синхронного выпрямителя с квазиком - посмотрите UCC28950 или LTC3722, почитайте AppNotes к ним (особенно обратите внимание на работу синхронника в режиме разрывных токов (при малой нагрузке)).

[halfdoom]

А позвольте поинтересоваться, каким количеством времени вы готовы пожертвовать для этой (разовой?) разработки?

[tolyan_1954]

А позвольте поинтересоваться, каким количеством времени вы готовы пожертвовать для этой (разовой?) разработки?

Хороший вопрос. Может я не прав, но подозреваю, что декларация о намерениях топикстартера не имеет перспективы реализации оным.

[AlexandrY]

Входной корректор коэффициента мощности на 1500 Вт.

С нуля у вас не получится. Референс дизайнов таких вещей довольно много.
Поэтому лучше честно скажите откуда копируете.

Традиционно такую мощность делают на комплекте UC3855B и UCC2895D.
Я б еще добавил измеритель мощностей на каком нить STM32, умное управление кулерами в блоке питания и связь с PC для диагностики.

[Integrator1983]

У UCC2895 есть глюки с токовой (косит ШИМы) и нет выходов управления синхронником. А UCC28070 проще и удобнее UCC3855. Если уж делать простой нерезонансный ККМ, то лучше на UС3854. Стоит в 3 раза дешевле, проще, а недостаток один легко решаемый - нет синтезатора тока дросселя.

[asdf]

Предполагается создать мощный блок питания по типу компьютерного ATX блока питания.
Нужен блок питания для 2 компьютерных систем (2 компа в одном корпусе) мощный, плюс питания системы водяного охлаждения, модули пельтье, усилок на колонки тоже сам делаю, плюс мелочь всякая.
Нужно запихнуть по возможности в меньший объем и сделать его низкопрофильным.

Самое интересное не написали - какой объем блока нужен? Да и габариты тоже.

[-Mike-]

1.Два компа с одним источником имеет меньшую надёжность, при том базовую, влияющую на жизнь всей системы, возможно вплоть до невозможности её восстановления в случае отказа.
2.Разовая разработка потребует больших неоправданных затрат. Всё равно останутся косяки. Думается резона нет отрабатывать ошибки на живом дорогом и сложном устройстве.
3.Сделать более плотный блок требует каких-либо наработок, навыка на данном пути.
4.Конструкция выполненная на коленках будет выглядеть топорно. Про желании её отлизать придётся переделывать не один вариант. Затраты на механическую обработку и доводку будут существенные.
5.Нужно иметь в распряжении хорошую элементную базу по комплектующим или быстрое её получение.

Прогнозируемый итог: Стоимость более чем в 20 раз будет превышать типовое решение. Тоже самое по времени. Надёжность проверится временем, но будет ниже классики.
Путь не оправдан по всем параметрам разработки.

P.S. Возможно этот путь разработки имел бы смысл, если бы имелась постоянная цель по совершенствованию источников, была набитая рука и эта разработка представляла очередной этап в развитии.
Здесь же, думается, целью является создание системы, ориентированной на блочное соединение типовых элементов, а не разработка её элементов.

Сообщение отредактировал -Mike- - Jan 5 2011, 10:18

[AlexandrY]

Прогнозируемый итог: Стоимость более чем в 20 раз будет превышать типовое решение. Тоже самое по времени. Надёжность проверится временем, но будет ниже классики.
Путь не оправдан по всем параметрам разработки.

Надеюсь вы понимаете что описали сугубо свои личные комплексы и пределы.

Только от того что человек не должен думать о технологичности, оптовой цене комплектующих и логистике его разработка ускорится и удешевится в несколко раз.
Я скажу больше, такой проект можно сделать за время пока какой-нить заказной-покупной блок будет в дороге от момента заказа.
Ну при наличии некоторой сноровки.

[Nixon]

Я скажу больше, такой проект можно сделать за время пока какой-нить заказной-покупной блок будет в дороге от момента заказа.
Ну при наличии некоторой сноровки.

Спасибо, AlexandrY, я посмеялся от души! Теперь я знаю у кого быстро и недорого заказывать экстремальные блоки питания.

Ни один человек, делавший хотя бы 500 Вт блок питания НИКОГДА не скажет таких слов!

[Integrator1983]

Ну, за 5-6 месяцев реально (если в рабочее время). Если срок поставки готового решения 20 - 30 недель (как иногда и бывает) - то вполне можно сделать самому.

[Shadow1809]

Заканчивайте не по существу говорить. Отвечаю всем по порядку.
1) Запустить я могу все что возможно запустить (отладка конечно это дело долгое - для новых схемотехнических решений, перечисленные вещи на такую мощность реализовать ничего не стоит).
2) Времени пожертвовать готов столько сколько нужно.
3) С нуля разрабатываем все и всегда, ибо рефренс даже от производителя это куча недочетов и отсутствие воображения в подходе к разработке. И вообще рефренс мягко говоря это такое болото, лучше в него не соваться ибо проще и быстрее все сделать с нуля, в конце лучше получиться уверяю вас.
4) Разрабатываю я. Платы делаются в промышленных условиях. Промежуточные варианты делаю сам с помощью фотолитографии. Программу для микроконтроллера прошу сделать друга программиста (целых 2 программиста есть) сам тоже могу, но дольше выйдет.
5) Цена роли особой не играет всем равно много не выйдет (только цена микросхем и некоторых других элементов типа мощных транзисторов остальное все есть ведрами). Слово традиционно здесь тоже не подходит. Нужно как можно лучше и технологичнее, а не традиционно. Объясняю мои возможности. Нужна вакуумная пропитка трансформатора не проблема. Нужен необычный по форме сердечник из карбонильного железа с необходимой магнитной проницаемостью - беру порошок карбонильного железа и прессую из него нужный профиль с нужным распределенным зазором. Нужен редкий компонент - есть возможность привезти из Нью-Йорка. Большинство других технологий тоже не проблема.
6) -Mike- надеюсь вы поняли что слегка ошибались во всем.
7) Это я посмеялся от души. Кто пробовал сделать сварочный автомат с фронтами нарастания тока до 10кА/мкс ток импульсный (источник тока с такими фронтами это произведение искусства). Тот скажет что разрабатываемый проект детский лепет.

Просто пока праздники не с кем посоветоваться нормально, а времени вагон, вот хотел поработать. Что никто не знает как можно оптимизировать систему для уменьшения ее объема (чем меньше тем лучше). Предлагайте технологии типа планарных трансформаторов, увеличения фазности выпрямителей, использования нестандартных схем преобразования энергии и т.д. Что никто журналов тематических не читает. Просто одному человеку все вспомнить не реально, вдруг я что то забыл, давайте не стесняйтесь помогайте.

[Microwatt]

А мне доводы MIke (#8) кажутся убедительными. Не нужно сразу аппелировать к чужим комплексам, AlexandrY, если для Вас что-то непонятно или неочевидно.
В моем представлении это достаточно сложный источник. Хотя бы 500кГц частота преобразования - в 50-ваттнике еще понятна, а в таком.... Это минимум полгода плотной работы, как мне кажется.
Впрочем, желаю стартеру удачи, если силушку свою конструкторскую чувствует.

[khach]

Традиционно такую мощность делают на комплекте UC3855B и UCC2895D.
Я б еще добавил измеритель мощностей на каком нить STM32, умное управление кулерами в блоке питания и связь с PC для диагностики.

Если ставить STM32, то тогда бы на нем и управление ключами организовать. У него же таймер под силовую электронику заточен. Примеры PFC контроллера для него были на сайте ST. А два других канала использовать для управления двумя раздельными преобразователями - 3.3В и 12 В- каждый со своими ключами и трансформаторами. Остальные напряжения - реализовать как-нибудь еще.

[Shadow1809]

А что всем не нравится так высокие частоты. Надо же расти. Как кому нибудь говоришь число больше 100кГц, так сразу улыбка на лице. Я вот проблему вижу только в консервативности мышления. Просто надо использовать новые подходы к компоновке элементов и собственно новые материалы и элементную базу. А вот у меня скепсис постоянно возникает когда пытаются с одного микроконтроллера кучу разного всего управлять, а потом и говорят не работает что то, наверное наводки большие, надо бы частоту уменьшить, а то не заработает.