AC/DC 150 градусов Опции

[Priest_89]

Здравствуйте. Проектирую блок питания AC/DC для геофизического прибора, входное напряжение ~220 В +10%-30%, выходное 50 В, мощность 40 Вт, температура окружающей среды до 150 градусов. Схема - обратноходовый преобразователь по типовой схеме на ШИМ-контроллере UC2844. Дроссель на сердечнике Epcos EFD30, материал N87. Проблема такая - при термоиспытании на 150 ^oС до 25 Вт на нагрузке блок питания работает стабильно в течении длительного времени, при увеличении мощности выше 25 Вт сердечник разогревается настолько, что в конце прямого хода возникает его насыщение (пилообразная осциллограмма тока первички изгибается вверх), потребляемый ток растет, пока не дойдет до ограничения. Применить сердечник большего габарита невозможно из за ограничения по габаритам прибора. Вопрос - какие могут быть варианты решения проблемы? Применить другую топологию? другой материал сердечника? или что либо еще. Заранее спасибо за советы.

Сообщение отредактировал Priest_89 - Sep 14 2015, 03:08

[Plain]

Как-то затруднительно представить себе жилые помещения, провода, розетки, и т.п., с такой температурой, так что проще пересмотреть условия задачи и тянуть до раскалённого прибора что-то более удобоваримое, типа сразу же постоянного и сразу же 50 В, приготовленного обыкновенными средствами и в обыкновенных условиях.

[dimka76]

Как-то затруднительно представить себе жилые помещения, провода, розетки, и т.п., с такой температурой, так что проще пересмотреть условия задачи и тянуть до раскалённого прибора что-то более удобоваримое, типа сразу же постоянного и сразу же 50 В, приготовленного обыкновенными средствами и в обыкновенных условиях.

Там речь идет о каком-то загадочном геофизическом приборе, работающим, наверное, внутри вулкана.

В разных районах, в зависимости от геологического строения и других региональных и местных условий, скорость роста температуры с глубиной может резко различаться. В масштабах Земли колебания величин геотермических градиентов и ступеней достигают 25 крат. Например, в штате Орегон (США) градиент составляет 150оС на 1 км, а в Южной Африке — 6оС на 1 км.
Вопрос, какова температура на больших глубинах — 5, 10 км и более? При сохранении тенденции температура на глубине 10 км должна составлять в среднем примерно 250—300оС. Это более или менее подтверждается прямыми наблюдениями в сверхглубоких скважинах, хотя картина существенно сложнее линейного повышения температуры.
Например, в Кольской сверхглубокой скважине, пробурённой в Балтийском кристаллическом щите, температура до глубины 3 км меняется со скоростью 10оС/1 км, а далее геотермический градиент становится в 2—2,5 раза больше. На глубине 7 км зафиксирована уже температура 120оС, на 10 км — 180oС, а на 12 км — 220oС.
Другой пример — скважина, заложенная в Северном Прикаспии, где на глубине 500 м зарегистрирована температура 42oС, на 1,5 км — 70oС, на 2 км — 80oС, на 3 км — 108oС.

Подробнее см.: http://www.nkj.ru/archive/articles/23110/ (Наука и жизнь, Тепло Земли)

[alekssan]

1)Работа разогретого до 150C источника питания при внешней среде 25С и работа этого же источника питания при внешней среде 150С - просто две совершенно разные задачи.
При мощности 40Вт, КПД 90% =5Вт рассеивается в тепло, при тепловом сопротивлении 10С/Вт (лучше просто при таких условиях не реализовать) перегрев составит 50С и больше, а значит температура компонентов и сердечника уже изначально составит 200С. При этом температура источника питания будет расти и дальше если его не охлаждать, а при такой внешней температуре это весьма проблематично.
Т.е. изначально нужно рассчитывать источник, который сможет работать при температуре корпуса и компонентов 190-200С, и нужно обеспечить теплоотвод 50С в среду с температурой 150С тогда можно на что-то рассчитывать.

2)Можно поставить задачу по проще, увеличить время работы источника до момента пока он не разогреется до 150-200С (после чего вынимать и охлаждать его). Для этого нужно увеличить КПД источника и его теплоемкость, а это можно только за счет увеличения массы источника питания, которая будет являться поглотителем тепла до определенного момента.

Комментарий: температура которая указывается для всех источников питания, это температура самого источника питания (обычно корпуса/радиатора), а не температура внешней среды.
Если вы сможете реализовать теплоотвод до рабочих температур хотя бы 70С, то можете пихать его хоть в печь он будет работать заявленное время.