AC/DC 2KW 200В, Какой путь самый правильный ? Опции

[MiklPolikov]

Делаю AC/DC преобразователь мощностью 2 KW .
До этого успешно делал сетевые обратноходовики мощностью до 200W .

Подскажите , какое решение самое правильное для построения преобразователя на 2 KW ? Обратноходовик- это хорошо ?

[domowoj]

Косой мост,
(успешно используют в сварочниках)

[Plain]

Основное отличие — (крайне) желателен корректор. Он, кстати, почти всегда обратноходовый. А после него — простой прямоход на полном или косом мосте.

[MiklPolikov]

Косой мост,
(успешно используют в сварочниках)

Т.е. преобразователь- прямоходовый. Обязательно прямоходовый ? Или обратноходовик то же можно ?

Смотрю на схему косого моста и не понимаю : почему транзистора 2 а не 1 ? Они же всё равно одновременно открываются и ток через них один и тот же течёт .

[Microwatt]

Прямоходовики вне конкуренции при мощностях более 150-200 ватт. Лучшее, более полное использование ключей и ферромагнетика.
"Косой мост" с двумя ключами требует более низковольтных ключей и рекуперирует энергию связанную с током намагничивания трансформатора. КПД значительно выше. Однотранзисторные применяют до 250-500ватт.

[MiklPolikov]

Прямоходовики вне конкуренции при мощностях более 150-200 ватт. Лучшее, более полное использование ключей и ферромагнетика.
"Косой мост" с двумя ключами требует более низковольтных ключей и рекуперирует энергию связанную с током намагничивания трансформатора. КПД значительно выше. Однотранзисторные применяют до 250-500ватт.

Т.е. смысл двух транзисторов только в том что бы поделить между ними напряжение пополам и сделать их более низковольтными ?

А при этом сердечник не подмагничивается ? (со временем ) Нет смысла в полном мосте с 4 транзисторами ?

[Microwatt]

Полный мост - двухтактный. несмотря на очевидные преимущества по энергетике он встречается не так уж часто. Трудно управлять ключами и есть риск насыщения магнитопровода с катастрофическими последствиями..
До 3-4 кВт успешно используют косые мосты. Может, несколько проигрывают в габаритах, но просты и надежны.

[MiklPolikov]

Я вот чего не понимаю :
В обратноходовике вся запасённая в катушке энергия попадает в нагрузку , т.е. заряжает конденсатор, причём не зависимо от напряжения на этом конденсаторе.
А в прямоходовике вся разница между ЭДС на вторичной обмотке и реальным напряжением превращается в тепло ? Т.е. Напряжение на выходе прямоходовика нельзя регулировать, и оно зависит только от напряжения на входе и коэффициента трансформации ?

[Plain]

Т.е. смысл двух транзисторов только в том что бы поделить между ними напряжение пополам и сделать их более низковольтными ?

А при этом сердечник не подмагничивается ? (со временем ) Нет смысла в полном мосте с 4 транзисторами ?

"Косой мост" — это однотактный прямоход. Соответственно:

1) окно всегда должно быть меньше половины;

2) тогда, с учётом того, что на обратному ходу на первичке напряжение формально будет больше на 2 напряжения диода, чем на прямом, трансформатор гарантированно размагничивается (перемагничивается);

3) и ещё нужно учесть пульсации входного фильтра.

Я вот чего не понимаю :
В обратноходовике вся запасённая в катушке энергия попадает в нагрузку , т.е. заряжает конденсатор, причём не зависимо от напряжения на этом конденсаторе.
А в прямоходовике вся разница между ЭДС на вторичной обмотке и реальным напряжением превращается в тепло ? Т.е. Напряжение на выходе прямоходовика нельзя регулировать, и оно зависит только от напряжения на входе и коэффициента трансформации ?

Конечно нет. У прямохода на выходе (после выпрямителя) получается ШИМ, к которому подключают стандартный понижающий стабилизатор, т.е. дроссель и конденсатор.

Таким образом, в прямоходе всегда простой транс и простой дроссель — два моточных изделия, а флайбэки придумали в основном для экономии числа моточных изделий, в них только двухобмоточный дроссель.

[MiklPolikov]

Конечно нет. У прямохода на выходе (после выпрямителя) получается ШИМ, к которому подключают стандартный понижающий стабилизатор, т.е. дроссель и конденсатор.

Спасибо !

Объясните, какое преимущество дают 2 транзистора по сравнению с 1 ? В чём смысл ставить 2 , сверху и снизу ?

[Plain]

Объясните, какое преимущество дают 2 транзистора по сравнению с 1 ? В чём смысл ставить 2 , сверху и снизу ?

В случае с одним транзистором нужно мотать дополнительную сбросовую обмотку, которая, помимо прочего, снижает КПД трансформатора. Кроме того, транзистор должен быть и высоковольтным, и к нему ещё нужно будет подвешивать снаббер.

Сумма сопротивлений каналов двух более низковольтных транзисторов обычно меньше, чем одного высоковольтного, а ток ведь тот же.

[Methane]

Спасибо !

Объясните, какое преимущество дают 2 транзистора по сравнению с 1 ? В чём смысл ставить 2 , сверху и снизу ?

В том что топология такая. или поищите в инете картинки, где нарисовано в какой последовательности ключи переключаются и как ток идет, или скачайте какойнить простенький спайс и промоделируйте.

[SergCh]

Полный мост - двухтактный. несмотря на очевидные преимущества по энергетике он встречается не так уж часто. Трудно управлять ключами и есть риск насыщения магнитопровода с катастрофическими последствиями..
До 3-4 кВт успешно используют косые мосты. Может, несколько проигрывают в габаритах, но просты и надежны.

Ключами управлять не так уж трудно, трансформаторный двухтактный драйвер решает эту проблему. Магнитопровод при потактовом ограничении тока или при наличии конденсатора последовательно с первичной обмоткой трансформатора тоже не насыщается. А вот по КПД (я экспериментировал с полуторакиловатными АС-DC) полномостовая схема проиграла косому мосту от 1 до 8%. Хотя по логике вещей должно было быть наоборот.

[dkg10]

Спасибо !

Объясните, какое преимущество дают 2 транзистора по сравнению с 1 ? В чём смысл ставить 2 , сверху и снизу ?

перемагничивание сердечника трансформатора происходит в обе стороны петли гистерезиса и поэтому трансфоматор используется более эффективно в мостовых и полумостовых схемах

[MiklPolikov]

В том что топология такая. или поищите в инете картинки, где нарисовано в какой последовательности ключи переключаются и как ток идет, или скачайте какойнить простенький спайс и промоделируйте.

Всё, понял : для того что бы сердечник успел размагнитится, первичная обмотка пока транзисторы закрыты должна "перекачать" ток от -питания к + питания.


По поводу регулировки выходного напряжения :
Я правильно понимаю, что в прямоходовом преобразователе его можно регулировать в намного более узких пределах, чем в обратноходомом ?
Например, если в обратноходовом что-то случится с обратной связью, выходное напряжение будет расти до бесконечности , пока что-то не пробъёт.

А в прямоходовом ?
Выходное напряжение будет равно ЭДС- небольшое падение на сопротивлениях обмоток и диодах ?
И даже при отсутствии нагрузки и максимальном рабочем цикле 50% (допустим, обратная связь порвалась) напряжение на выходе не привысит ЭДС , которую я расчитываю
из коэффициента трансформации и входного напряжения ?
В моём случае, когда на выходе нужно получить 2КВт 200в какую ЭДС нужно заложить ? Хотя бы порядок ? 250 В ?

[Methane]

По поводу регулировки выходного напряжения :
Я правильно понимаю, что в прямоходовом преобразователе его можно регулировать в намного более узких пределах, чем в обратноходомом ?

Нет конечно.

Например, если в обратноходовом что-то случится с обратной связью, выходное напряжение будет расти до бесконечности , пока что-то не пробъёт.

Нет. Вообще "что делать если ООС накроется" некорректно. Это как "что делать если помер".

И даже при отсутствии нагрузки и максимальном рабочем цикле 50% (допустим, обратная связь порвалась) напряжение на выходе не привысит ЭДС , которую я расчитываю

50, слишком много. Я бы на 40 рассчитывал.

из коэффициента трансформации и входного напряжения ?
В моём случае, когда на выходе нужно получить 2КВт 200в какую ЭДС нужно заложить ? Хотя бы порядок ? 250 В ?

200/0.4 = 500 вольт.

И кроме косого полумоста, "который в сварочниках", есть еще очень много интересных топологий. К примеру в мостах да полумостах, фазоздвиговых, и резонансниках проще сделать трансформатор для управления затворами. У вас вообще что за нагрузка?

[MiklPolikov]

У вас вообще что за нагрузка?

Считайте что нагревательный тент : ) Стабильности напряжения лучше 10% не нужно.


Управление затворами - лучше всего сделать через трансформатор ?

[Methane]

Считайте что нагревательный тент : ) Стабильности напряжения лучше 10% не нужно.

Я бы мостовой резонансник наверно сделал.

Управление затворами - лучше всего сделать через трансформатор ?

Мне больше всего нравится. Да и самый дешевый вариант. Но можно что угодно. Хоть навороченейшие драйверы, с контролем десатурации итд.

[MaslovVG]

И даже при отсутствии нагрузки и максимальном рабочем цикле 50% (допустим, обратная связь порвалась) напряжение на выходе не привысит ЭДС , которую я расчитываю
из коэффициента трансформации и входного напряжения ?
В моём случае, когда на выходе нужно получить 2КВт 200в какую ЭДС нужно заложить ? Хотя бы порядок ? 250 В ?

Элементарно Ватсон. Заполнение ШИМ <50%. Для получения на выходе постоянной составляющей 200В амлитуды импульсов должны быть > 400Вольт.

[Microwatt]

200/0.4 = 500 вольт.

А не слишком сурово? Я и 0.45 беру... успевает вроде трансформатор рассасываться.

[Plain]

Считайте что нагревательный тент : ) Стабильности напряжения лучше 10% не нужно.

Вот так интрига... А одним симистором никак не обойтись?

[Methane]

Вот так интрига... А одним симистором никак не обойтись?

+1. Вполне здравое решение. Даже если PFC хочется, то можно сделать чтобы PFC работал сразу на ТЭН. Ничего вообще не нужно. Просто IGBT и все.

[MiklPolikov]

Вот так интрига... А одним симистором никак не обойтись?

Нужна гальваническая развязка.

[Plain]

Понятно. Т.е. постоянка на выходе всё-таки не нужна?

Дело в том, что если нагрузка позволяет питание пульсирующим напряжением, то тогда не нужен ни корректор, ни электролиты на входе/выходе, достаточно обычных плёночных конденсаторов.

[Methane]

Понятно. Т.е. постоянка на выходе всё-таки не нужна?

Дело в том, что если нагрузка позволяет питание пульсирующим напряжением, то тогда не нужен ни корректор, ни электролиты на входе/выходе, достаточно обычных плёночных конденсаторов.

Дроссель выходной с диодами тоже можно выкинуть.

ТЭНы тоже можно выкинуть. Греть можно индукционным нагревом.

[Plain]

Дроссель выходной с диодами тоже можно выкинуть.

Тогда на нагрузке будут не одни колокольчики 100 Гц, а ещё и ВЧ преобразователя.

[Methane]

Тогда на нагрузке будут не одни колокольчики 100 Гц, а ещё и ВЧ преобразователя.

И?

[MiklPolikov]

Там нужна и постоянка, и гальваническая развязка, и отсутствие пульсаций. А хорошая стабилизация постоянной составляющей-не нужна.
Если начну рассказывать про нагрузку- получится оффтоп. Сказал что там кипятильник потому что это хорошее приближение.

Ну почему человек , задавший наивный вопрос "а как сделать ..." сразу же считается идиотом ?

[Methane]

Ну почему человек , задавший наивный вопрос "а как сделать ..." сразу же считается идиотом ?

Пойдите на автофорум, и просто задайте вопрос, "какую машину купить" не поясняя ни для чего, ни какой бюджет... Вас тоже сразу в идиоты запишут.

[EvilWrecker]

Много неплохих статей по вашему вопросу,включая референсы и комментарии есть на сайте симметрона.

Сообщение отредактировал EvilWrecker - Jun 26 2011, 19:25

[MiklPolikov]

Пара вопросов :

1)Дроссель во вторичной цепи

Правильно ли будет пропилить в каком-нибудь ETD34 зазор в 5мм , что бы индуктивность 1 витка стала 20нГ ?
Тогда, по расчётам , ETD34 должно хватить .
Это ведь не обратноходовик, и большой зазор ни чему не мешает, можно пилить сколько угодно ?

2)Выбор транзисторов :

Если напряжение питания 300в , и транзистора 2, неужели они могут быть меньше чем на 300в ?!

[Microwatt]

Понятно, что все мы с очень разным уровнем поготовки и опыта. Потому тут рассматривают самые разные вопросы. Но не такие же! Прежде чем садиться за руль нужно хотя бы знать сколько пассажиров можно посадить и сколько колес у автомобиля...
Дроссель в прямоходе выполняет почти ту же роль, что и в обратноходе - основной накопитель энергии. Потому к его расчету нужно подходить так же внимательно. Сердечники и зазоры от фонаря не пройдут.
То же самое - выбор ключей. Нужно до разработки схемы четко понимать какие напряжения к ним прикладываются, какие токи протекать могут. Короче, почитать пару популярных вводных статей и разобраться с типовыми осциллограммами.
Кроме того, много раз уже говорилось, что правильно и полно сформулировать задачу - наполовину ее решить.
Если у Вас постоянная и вполне определенная нагрузка (нагреватель), то можно обойтись и более простыми схемами. Скажем, полумост с ЧИМ. Или полумост с регулятором напряжения на первичной стороне.
Никто не требует расписать какую адскую смесь и для чего Вы разогреваете. Но электрические параметры устройства можно же оговорить полнее?

[MiklPolikov]

Дроссель в прямоходе выполняет почти ту же роль, что и в обратноходе - основной накопитель энергии. Потому к его расчету нужно подходить так же внимательно. Сердечники и зазоры от фонаря не пройдут.

Я его расчитываю. Чем больше зазор-тем больше энергии можно запасти. Но в обратноходовике слишком большой зазор было делать нельзя, он ухудшал взаимоиндукция.
Вот и спрашиваю, можно ли здесь ?

То же самое - выбор ключей. Нужно до разработки схемы четко понимать какие напряжения к ним прикладываются, какие токи протекать могут. Короче, почитать пару популярных вводных статей и разобраться с типовыми осциллограммами.

Если средний ток потребления 7А , то в пике, очевидно, 7*4=28 А

По поводу напряжений понять не могу : с одной стороны в статьях и тут пишут что "два транзистора позволяют сделать их более низковольтными" , а с другой на всех схемах, что видел,
транзисторы с большим запасом по напряжению.

Если у Вас постоянная и вполне определенная нагрузка (нагреватель), то можно обойтись и более простыми схемами.

Нагрузка меняется в широких пределах.

[Serg SP]

По поводу напряжений понять не могу : с одной стороны в статьях и тут пишут что "два транзистора позволяют сделать их более низковольтными" , а с другой на всех схемах, что видел,
транзисторы с большим запасом по напряжению.

Если топология мост, полумост, косой мост - никаких послаблений в плане выбора транзисторов быть не может. При питании 300В минимум 400-вольтовые транзисторы, большинство (в т.ч. и я) ставят в этих случаях 500-вольтовые, благо выбор их очень велик. Если топология однотранзисторный прямоход или обратноход - даже 500-вольтовые не пойдут, нужно считать каждый случай индивидуально.

[НЕХ]

а не проще купить ?

[vlvl@ukr.net]

Нет. Вообще "что делать если ООС накроется" некорректно. Это как "что делать если помер".

В случае обрыва ОС можно попытаться защитится за счет режимы current mode, или дополнительных наворотов в виде компараторов и доп. ключей.... , можно имс перенести на вторичную сторону и убрать оптопару. Только от всего не защитишся, все должно быть в пределах разумной достаточности.

[Microwatt]

Я его расчитываю.
Если средний ток потребления 7А , то в пике, очевидно, 7*4=28 А

Нагрузка меняется в широких пределах.

Домашние мысли в дрогу не годятся, флайбековый расчет к прямоходу - тоже. Тут амплитуда теоретически в два раза больше, не в четыре.
Не в том суть, что меняется, главное, что она определена, не случайна и просто так закоротить источник никто не может. А это резко облегчает проектирование.