DC-DC 12V->36V КПД>95%, Насколько сложно и дорого Опции

[Peter-son]

Возникла задача оценить целесообразность создания и использования DC-DC преобразователя 12V в 36V с выходной мощностью 600 Вт и КПД не ниже 95%. Особых требований по стабильности выходного напряжения нет. Условия эксплуатации - 10-40 С
Какова будет (ну очень приблизительно) себестоимость такого преобразователя при мелкосерийном производстве и насколько трудоемко его производство (имеются ввиду моточные изделия)

[_gari]

а шунт и ключ - секретные. не просто без потерь, а вырабатывающие энергию.

"шунт" без потерь и считай что на самопитании был использован для защиты БП, кой питал корзину кадровой памяти, кушавшую 40-50А, еще в 89 али 90 г.
А теперь прикиньте, какие тогда были возможности

Все-таки в чем-то W^W прав...........

[AleksNik]

Все-таки в чем-то W^W прав...........

А давайте посчитаем. Для простоты возьмем повышающий двухфазник с синхронным выпрямителем (полумост) работающий в режиме близком к критическом.
Для одной фазы получим при след комплектации:
Ключи - IRF 7749 - 3 шт, драйвер полумоста -Si8235, на зашиту IXDD509, датчик тока защиты Si8513, схема управления UC3843.
При рабочей частоте - 200 кГц, рабочий дроссель получается
L=0.8 мкГн*50А. Если брать какой либо распространенный на N87 и сечением ~100 мм2, то для B=0.1Тл, получаем n=4 витка.
Длина намотки получается 0.2м мах, Если ограничить активное сопротивление обмотки 0.5мОм, получим сечение провода 8 мм2., сечение окна с учетом применения литцендрата - 32 мм2., удвоенный зазор - 2.5 мм.
Теперь потери:
статические:
- полумост - 0.92 Вт - при 25гр, 1.5 Вт при 75.
- обмотка дросселя - 0.42 Вт - ~0.8 с нагревом и скин эффектом.
- защита по 12В стороне - 0.7Вт
- фильтры ~ 1 Вт (ток 25 А и можно взять железо с большим В)
динамические:
- полумост при выключении 1.2 Вт.
- верхний диод на DT-100нс - 0.8 Вт
- феррит дросселя - 1.5 Вт
- управление ~0.5 Вт
Общие потери на фазу - 8Вт
С учетом двух фаз получаем расчетный кпд~0.97.
Если ставить ключ защиты по 36В, то понадобятся еще снаберы, для гашения выброса от рабочего дросселя.
Датчик тока ставим в часть проводников дроселей, чтобы амплитудный ток не превышал 20А.
Не учел потери на датчике тока, у него сопротивление 1 мОм, потери - 0.4 Вт, их можно уменьшить, изменив количество подключенных проводников обмотки дросселя. Сеченеи окна можно уменьшить перейдя на планарные витки.
Да, для получения фронтов на ключах не хуже 50 нс, 4-х А-ного драйвера Si8235 хватает.
Если все это сильно сложно, давайте упрощать.

Сообщение отредактировал AleksNik - Dec 14 2011, 08:00

[Plain]

Если все это сильно сложно, давайте упрощать.

Да уж непросто, и который раз.

С бустом и КПД ни у кого вопросов с самого начала не было. Но Вы для всех проясните, наконец, как же работает этот пресловутый довесок "защита от КЗ"? В частности, вопрос элементарно первый — как включить такой преобразователь?

[AleksNik]

Но Вы для всех проясните, наконец, как же работает этот пресловутый довесок "защита от КЗ"? В частности, вопрос элементарно первый — как включить такой преобразователь?

А в чем Вы видите проблему? Сток ключа на 12В, исток на дросселе. Питание драйвера через диод и ограничительный резистор идет с 12В.
Схема датчика тока питается отсюда же. В качестве компаратора - или переход транзистора или одногатовый инвертор с ТШ. Когда перегрузки по току нет (или нет питания на датчике тока), транзистор закрыт драйвер подтянутый резистором на питание включает ключ. Если возникает перегрузка по току, например заряд выходных емкостей при включении, ключ начинает ограничивать ток с гистерезисом, определяемым ТШ или транзистором.
По частоте - 50 или 200 кГц.
На 50 кГц В больше 0.2 не будет, так что для ферритов что 50 с 0.2, что 200 с 0.1 - потери будут одинаковые.
Зато для 50 кГц потери в обмотке будут в 4 (2- по длине и 2 по заполнению) раза (если брать одинаковые сердечники) будут больше.
Или сердечник будет больше, а значит дороже. То же самое будет и для порошкового железа, цифры только другие.
Кроме того динамические потери IRFS3004 на 50 кГц-ах будут в 1.5 раза больше, чем у IRF7749 на 200 (посмотрите соотношения фронтов)
Стоимости обоих транзисторов приоптовых поставка одинаковы, с точностью до рубля, в рознице 3004 даже дороже, корпус подсуропил.

Сообщение отредактировал AleksNik - Dec 14 2011, 10:06

[W^W]

Или сердечник будет больше, а значит дороже. То же самое будет и для порошкового железа, цифры только другие.
Кроме того динамические потери IRFS3004 на 50 кГц-ах будут в 1.5 раза больше, чем у IRF7749 на 200 (посмотрите соотношения фронтов)

Да, прям таки, более тяжелый транзистор 7749 будет иметь в 1.5 раза меньше динам. потерь при в 4-ро более высокой частоте, чем 3004! НУ-ну....

Да нет, Вы не поняли, проблемы теперь у Вас. Если нет полной схемы защиты буста, а только обвинения других людей в тупости.
Извольте все же показать свое решение до конца. Если оно есть.

Щас, разбежался, вот вы с проблемами и сидите до 300 Вт и по защите, хоть выше подсказки давали, думайте! На пуше многофазном еще подумайте реализовать, а потом еще на полном мосте! (хоть теоретически).

Сообщение отредактировал W^W - Dec 14 2011, 11:21

[Microwatt]

Щас, разбежался, вот вы с проблемами и сидите до 300 Вт и по защите,

Теперь ясно.