Высоковольтный блок питания мощностью 10 кВт, Преобразователь из 380В в 0-1000В мощностью 10 кВт Опции

[Фролов Максим]

Всем привет. Кто меня помнит, отдельный привет. Решил обратиться к народу за консультацией. Есть задача: на входе 380В 50Гц три фазы, на выходе плавная регулировка напряжения в диапазоне от 0 до 1000В. Мощность блока питания 10 кВт. Размеры блока питания соответствуют блоку питания Б5-21 (1982 г. в.). Также требуется гальваническая развязка. Возможная структура: выпрямляем, получаем 550В для звена постоянного тока, далее инвертор (полный мост) на 20кГц на 1200В IGBT, инвертор без регулировки, раскачивает трансформатор. Трансформатор делаем немного на повышение, после выпрямления получаем 600В. Далее ставим SEPIC. И на нем и делаем всю регулировку, и повышаем до 1000В и понижаем почти до 0. Но вся сложность в транзисторе SEPIC. При входном напряжении 600В и выходном напряжении 1000В (рассматривая только звено SEPIC) на транзисторе пиковое напряжение составляет 2 кВ. Ставить ключ на 3 кВ дело вообще неблагодарное, и по частотным свойствам он плох и потери велики. Можно рассмотреть 3 ключа последовательно по 1 кВ, главное обеспечить распределение напряжений в динамике. Вариант с неуправляемым инвертором и трансом на 1000В и далее установка Buck, готов рассмотреть, но если пробьет ключ, нагрузка будет под ударом. Вариант с регулируемым инвертором и трансформаторами на повышение не очень бы хотелось рассматривать, так как двухтактный регулятор труднее настроить, чем однотактный. Хотя может с точки зрения КПД этот вариант и будет самым хорошим. Кто что может порекомендовать? Прикрепляю две схемы в Microcap. Номиналам дросселей и трансформаторов можно верить, намотка уже есть, лежит, пылится))

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Фролов Максим]

Для пользователя Plain: Привожу схему, которую я имел ввиду, два инвертора с меандрами, сдвинутыми по фазе. И рассмотрены 3 случая: сдвиг 0 градусов, сдвиг 90 градусов и сдвиг 180 градусов. Сложность только в системе управления, система управления должна менять угол сдвига, а не коэф. заполнения.

Для пользователя izia: Конечно можно обойтись и одним трансформатором, особенно в виртуальной модели)))))Чтобы повысить напряжение с 315В до 1500В, это нужно соотношение витков 10:47, и это при учете, что коэф. заполнения 100%. При коэф. заполнения 95% будет витков 55. И на каких кольцах? 4 кольца EPCOS R102? И мотать 50 витков? Частота то невысокая, 20 кГц. И ток 20А, трансформатор тот еще монстр получится)Ну и дроссель выходной соответственно тоже)Я изначально так и хотел, модули SKM75GB12V в мост, транс на R102 и дроссель на DT400-25. Но потери в модуле при жестком переключении выше, чем на дискретных транзисторах. А резонансные топологии я пока не обсуждаю)

Для пользователя perfect: схема на IR2153 прикольная, кстати по ссылке там приведена схема для получения модифицированной синусоиды. Надо будет помоделировать ее в Микрокапе).

Для пользователя Orbita: Нейтраль не отгорит, с чего бы ей отгореть? Классическая трехфазная сеть с нейтралью, конечно, поскольку инверторы работают поочереди, через нейтраль будет протекать ток, но если управлять всеми тремя инверторами одновременно, то нейтраль можно и не подключать. Кроме того, я приводил ранее расчет потерь, расчетный КПД при жестком переключении получается 96%. И также я отмечал, что преобладают статические потери во всем преобразователе, а не динамические.

Для пользователя нищеброд: А Вы моделируете реальную схему с паразитными параметрами? Просто она уж больно сложная, как я понимаю, там учтены паразитные емкости и активные сопротивления.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[нищеброд]

Для пользователя нищеброд: А Вы моделируете реальную схему с паразитными параметрами? Просто она уж больно сложная, как я понимаю, там учтены паразитные емкости и активные сопротивления. Сложная она больше на картинке, в конструкции (сварочника) всё просто.

Схема содержит два косых моста с регенеративными (мультигираторными) снабберами на одном трансформаторе (разделённо-разнесённый мост). Есть симметрирующие обмотки (для предотвращения перекоса питания).
Из паразитных элементов есть только индуктивности рассеяния (ёмкости и сопротивления - это демпфирующие цепи, для борьбы с пар-р-разитными колебаниями и всплесками).
Допилил ЧИМ управу (теперь и напряжение, и ток ).

Сообщение отредактировал нищеброд - Jan 7 2014, 08:21