Повышающий преобразователь напряжения 30В -> 300В для ёмкостной нагрузки., Повышающий преобразователь напряжения 30В -> 300В для ёмкостной наг Опции

[Boroday]

Здравствуйте уважаемые единомышленники!
Нужно сделать повышающий преобразователь напряжения 30В -> 300В, мощностью 150 - 200 Вт. Нагрузкой является конденсатор, ёмкостью 5600 мкФ, который будет разряжаться два-три раза в секунду ориентировочно на 15%. Гальваническая развязка не обязательна. Подскажите, пожалуйста, какую топологию предпочтительно использовать. Изначально я предположил флэйбэк, но может быть мостовая схема будет более надёжна и эффективна (или вообще boost).

Сообщение отредактировал Boroday - Oct 7 2012, 05:37

[Burner]

но сама природа этого мне не до конца ясна

Обратите внимание на прямое восстановление кламперного диода. Есть предположение, что его стоит параллелить, как и кламперный конденсатор. Все-таки 30 ампер.
Да и 70/1400 мкГ рассеяния - довольно много. Это 1/20. Обычно получается порядка 2%, иногда 1%.
Если у Вас отраженное напряжение 50 В - трансформация 210/50 = ок. 4 раз, рассеяние по первичной обмотке получается 70/(4*4) - ок. 4 мкГ. При 30 А, 45 кГц это получается под 60 Вт. Куда они деваются?
И почему Вы брали полимерные конденсаторы, а не керамику? Она таки хуже? У дешевой X7R плохая надежность?

[AlexeyW]

Обратите внимание на прямое восстановление кламперного диода. Есть предположение, что его стоит параллелить, как и кламперный конденсатор. Все-таки 30 ампер.

Параллелить - возможно, вопрос просто в токе. Хотя, 3-х амперного должно воплне хватить, поскольку импульсы короткие, скважность большая. Но в своей схеме я предлагал Шоттки, поскольку напряжение на нем мало, время восстановления тогда неактуально.

Да и 70/1400 мкГ рассеяния - довольно много. Это 1/20. Обычно получается порядка 2%, иногда 1%.

А откуда такие цифры? Действительно, обычно порядка 1%, ну или порядка 1/проницаемость. Я предполагал 0,3 мкГн при первичке 32 мкГн.

Да, для заряда конденсатора 300 В от 30 В при 300 Вт бустер мне кажется выгодным.

Нисколько не буду спорить, но тогда придется Вам консультировать по бусту, я пока не делал

AlexeyW
Посчитал я вариант с плавающей частотой, там при уменьшении частоты, чтобы сохранить мощность надо добавлять ток в ключе.
Мне проще заранее уменьшить в первичке поверхность, если мотать первичку 5 витков(5,5мкГн), вторичку 35 витков:
При 700в на вторичке отраженное напряжение будет 100вольт, выброс который резать будем 60вольт.
Неразрывность токов начнется ниже 200 вольт, ниже и ненадо. Ток при 350Вт будет доходить до 70А, 350Вт хватит.
Давайте рассчитаем демпфер по вашему варианту, считал все что выше, на частоте 30кГц.
Получается емкость 0,68мкф, 0,85Ом. Диод обязательно Шоттки?
И еще, демпфер по Вашей схеме будет работать при любой мощности или только при расчетной? Допустим, уменьшу я ток в ключе в 2 раза, не будет он мешать при меньшей мощности?

5,5 - как то уже маловато получается. Ну, пусть коэффициент 7, если Вы допускаете 180В на транзисторе. Тогда в середине цикла времена будут соответствовать 50 кГц и выше. Ну, и при таком уменьшении индуктивности портится отношение рассеяния/основная индуктивность. Оптимумом кажется порядка 15 мкГн.
Шоттки, поскольку напряжение на нем мало (что-то типа 20-40В, считать нужно), а ток все же большой.
На 70А емкость примерно такая, да, но действительно ли 70А необходимо?
Нет, мешать не будет. Правда, потери на нем пропорциональны напряжению, но эта часть потерь сама по себе мала, ну, из 1% превратится в 4% при вчетверо меньшей мощности, вроде как не страшно.

Вот временная раскладка событий

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Andr2I]

Вот временная раскладка событий

Интересный у Вас демпфер, Алексей!
Покрутил в голове - вроде все понятно, но зачем ток демфера проходит через датчик тока? - ведь ключ закрывается по уровню, когда ток через демфер вообще не течет?

[AlexeyW]

но зачем ток демфера проходит через датчик тока? - ведь ключ закрывается по уровню, когда ток через демфер вообще не течет?

Микроватт верно сказал, что на работоспособность схемы практически не влияет. Но: при быстром (а оно нужно, в отличие от открывания, быстрое) закрывании ключа ток перекидывается с него на демпфер, через соответствующую индуктивность, и в этом маленьком контуре очень быстрые всплески. Во-первых, его надо минимизировать по площади и индуктивности (а включение в него датчика тока увеличивает контур), да и зачем пускать через ДТ эти ВЧ-процессы - повышается вероятностьсбоев по датчику тока. А так - сигнал с ДТ везде вполне плавный, и очень слабые требования к индуктивности ДТ (а это важно).

Накидал немного, процесс мне понятен, Вам значит тоже. Время прямого хода будет фиксировано, осталось рассчитать индуктивность дросселя, для меня это темный лес, придется на практике подбирать, но тут требования не очень жесткие.

Пока я вынужден спасовать - очень загруз большой, постараюсь тоже разрисовать, когда смогу. Скажу только, что все процессы просчитать вполне реально. Есдинственное, что сложно считать - это внутренние колебательные процессы в распределенных емкостях и индуктивностях трансформатора, но в данном случае об этом речь не идет.