Топология DC-DC конвертера 24 -> 450В, оптимальная топология для зарядки емкости от 24 вольт Опции

[Андрей_К]

Господа, помогите новенькому подобрать оптимальную топологию для портативного преобразователя для зарядки батареи конденсаторов от батареи 24в. Идея в том, чтобы запитать силовой блок студийных ламп-вспышек от батареи. Несколько вспышек подключается к общему накопителю. Такой вариант имеет свои плюсы и минусы в сравнении с отдельными светильниками, но я к нему привык и хотел бы использовать в батарейном варианте.

Хотелось бы уложиться в минимальные габариты (т.е. минимум алюминия, феррита и меди) с минимальными трудозатратами. Надежность и повторяемость не особо важны, т.к. устройство единичное и в сугубо личных целях.

На данный момент общая ёмкость накопителя 10 000 мкФ при напряжении 450В. Не ахти какие параметры, всего-то килоджоуль, но уже возникли проблемы. На пробу сделал два преобразователя: один классический токовый пуш-пулл на UC3846, другой - обратноход на UC3845.

Как и ожидалось, ни тот, ни другой нормально не работают на к.з. - пуш-пулл заряжает ёмкость "иголками", обратноход не вылезает из CCM. Всё это (обратноход в особенности, из-за зазора организованного прокладкой) жутко звенит, да так, что аж управлялку (вспышечную) на ардуине временами глючит.

Лет 25 назад, когда я немного занимался преобразователями, о резонансных топологиях говорили, но в живую с ними дела не имел, а силовые полевики тогда видели только в строчниках импортных телевизоров. С тех пор, много воды утекло, но судя по глобальной теме про электроудочки на Радиокоте, резонансники так и остались экзотикой и уделом профессионалов. Кто-нибудь может показать не секретную статейку о принципах построения резонансных ZVS/ZVC пуш-пулов? Аппнотов по LLC / phase shift [полу-] мостам в сети валом, а вот именно по пушам как-то не очень.

Так же очень интересно мнение Thickman-а по поводу применения стандартных flyback QR контроллеров типа L6565, NCP1207для целей подобных моей (в свете экспериментов с переподвывертами). В них, если я правильно понимаю, есть тайм-аут по ZCD, несколько микросекунд, чего в моем случае явно недостаточно для граничного режима.

[thickman]

flyback QR контроллеров типа L6565, NCP1207для целей подобных моей (в свете экспериментов с переподвывертами). В них, если я правильно понимаю, есть тайм-аут по ZCD, несколько микросекунд, чего в моем случае явно недостаточно для граничного режима.

Функция бланкирования продолжительностью в 3.5us (для L6565) предупреждает ложные включения. К слову, в контроллере L6562 нет такой функции, и при сильном звоне в клэмповой цепи этот контроллер безбожно сбоит.
Мне не доводилось заниматься ОХ-преобразователями с низковольтным входом, возможно, по этой причине я не вижу тех принципиальных препятствий, на которых споткнулись вы. Имеется ввиду обеспечение граничного режима работы. Касательно режима ZVS, если он нужен, – тоже не вижу особых проблем. При батарейном питании можно работать с большим заполнением, современные шестидесяти-стовольтовые ключи доступны и позволяют эффективно работать на больших токах. При Кзап>0,5 дополнительных мер для разворота тока в дроссельтрансе предпринимать не придётся, к тому же пиковый ток на первичной стороне будет меньше, поэтому хлопот с утилизацией энергии из Ls, пмсм, тоже будет поменьше. Правда, в результате получим бОльшую амплитуду тока на вторичной стороне, но это не особо критично для таких сильноповышающих преобразователей.

[Андрей_К]

Функция бланкирования продолжительностью в 3.5us (для L6565) предупреждает ложные включения.

Я немного не об этом. В описании сказано: "[в том случае, если] many ringing cycles need to be skipped that their amplitude becomes very small and they can no longer trigger the ZCD circuit. In that case the internal starter of the IC will be activated..." В даташите на аналогичную NCP1207 говорится о таймауте в 5 мкс с момента последнего ZCD. Посему, раз уж Вы мучили эти микросхемы, хотел спросить, а что они делают, если ZCD вообще не сработал? Ждут вечно или все-таки пытаются открыть транзистор через какое-то время? Я живу от больших дорог и линий в далеке, все детальки только почтой, вот и пытаюсь разведать побольше перед заказом.
Огромное спасибо за ответ. Я всё-таки хочу попробовать ОХ в квази-резонансном граничном режиме. До непрерывного режима я еще не дорос.

В ваших постах выше не рисуйте всяку ерунду в схемах.

Я вообще не рисовал схем и не рассматривал реальное кз на емкостях.

[Plain]

живу от больших дорог и линий в далеке, все детальки только почтой

Тем не менее, с трудом верится, что на всём острове настолько стопроцентная экология, что нет элементарного компьютерного лома.

К примеру, сейчас глянул на 15-летней давности дохлую материнскую плату (традиционно, из дохлого там только алюминиевые конденсаторы) — трёхфазный 60-амперный стабилизатор процессора Athlon'64 собран на сдвоенном 36-вольтовом синхронном драйвере затворов ISL6614 и одиночном 15-вольтовом HIP6601, вокруг них куча 25-вольтовых NMOS и три высокочастотных 20-амперных дросселя 1 мкГн, а на другом конце платы отыскались 74LVC14, 74LVC00 и 74LVC08.

Таким образом, с учётом позаимстованных из такого же дохлого БП ATX ферритового сердечника, высоковольтных плёночных конденсаторов и диодов, для сборки давно предложенного питаемого током пуш-пула не хватает только быстродействующего компаратора и триггера.

Компаратор LM311 можно поискать в ЭЛТ-мониторах, а можно и не тратить на это время, собрав его на паре обычных биполярных транзисторов, которых в таком ломе завал. Без триггера же и вовсе можно обойтись, просто затактовав пуш-пул от автогенератора на 74хх14 — ведь нестрогий меандр этой топологии не страшен.

Итого, задача вполне решается не вылезая с острова, не общаясь с почтой, и, при соответствующей степени скопидомства, даже не выходя из дома.

Также, если нароются три полноценных, т.е. 36-вольтовых синхронных драйвера, можно собрать не пуш-пул, а питаемый током полный мост.