Нужен необычный БП, 500W 100V с МАКСИМАЛЬНЫМ кпд Опции

[XVR]

Господа, требуется помощь клуба

Нужно разработать AC/DC из 220V в 100V/15V/12V/5V (4 выходных гальванически развязанных напряжения). Практически вся мощьность будет потребляться по 100V выходу. Есть один подводный камень - весь БП вместе с нагрузками расположен в герметически закрытом корпусе с радиатором. Радиатор может быть весьма большим, но любое активное охлаждение (например вентилятор) исключены.

Мне видится PFC и phase shifted мост с ZVS (или аналогичной) структурой.

Есть еще один подводный камень - нагрузка на 100V канал не постоянна, и описывается формулой K*W, кде K - целое число от 0 до 6, а W мощность в диапазоне 50-80W. K и W известны системе управления БП. (Нагрузка находится в одном приборе с БП и информация о ней доступна при необходимости)

Нагрузки по остальным каналам находятся в пределах 0-10W

Вопрос - возможно ли это вообще сделать, и если да - то на какой элементной базе?

[sup-sup]

Сами же хотели "необычный" блок питания. Значит надо что-то придумывать. Опыт в некоторой степени мешать может при этом. Если не рассматрмвать пока конкретный контроллер, а только силовую часть, то есть где потери и присутствуют. На самом деле, 100V - это не так уж и много, так как на входе аж 300V и "те же" полевики. Какой Вам нужен КПД? Если 95% - это 25 Вт тепла куда-то надо деть. Хотелось бы поменьше. Где потери? Кроме "основных" ключей. На выходном диодном выпрямителе будет, как минимум, 5 Вт тепла. На PFC (полевик, диод, дроссель)- тоже будет что-то. На входном мостике потери несколько Вт. Еще трансформатор, дроссель, конденсаторы. За каждый Ватт можно побороться. Способ вроде один - уменьшать потери проводимости ключенй и потери переключения этих же ключей, а также оптимизировать размещение необходимых ключей по схеме. Брать"хорошие" конденсаторы и феррит. Хороший вариант - отказаться совсем от диодов, пользуясь тем, что полевиков новых навалом теперь с все уменьшающимся зарядом переключения. Насчет резонансных явлений думаю, что их можно использовать не как основной вариант, чтобы там циркулировали основные мощности, а только для отлавливания и возврата потерь из-за паразитных явлений типа рассеяния обмоток трансформатора, иначе появляются дополнительные потери. Вариант Active Clamp Reset Forward - очень хороший в этом смысле. И для выходного синхронника управление упрощает. Трансформатору легче. А если их взять два штуки таких преобразователя и включить "последовательно" - один для положительной полуволны 10мс, а другой для отрицательной, то не нужен и входной мостик - остаются одни полевики. Если их взять с некоторой "избыточностью", так чтобы можность управления не сильно возросла, так должен получиться неплохой КПД.

[XVR]

Сами же хотели "необычный" блок питания. Значит надо что-то придумывать. Опыт в некоторой степени мешать может при этом. Если не рассматрмвать пока конкретный контроллер, а только силовую часть, то есть где потери и присутствуют. На самом деле, 100V - это не так уж и много, так как на входе аж 300V и "те же" полевики. Какой Вам нужен КПД?

Это собственно первый вопрос - я не очень представляю сколько тепла можно рассеять из закрытого ящика через радиатор без принудительного охлаждения. Желательно, что бы при этом внутренности ящика не сварились

Если 95% - это 25 Вт тепла куда-то надо деть. Хотелось бы поменьше. Где потери? Кроме "основных" ключей. На выходном диодном выпрямителе будет, как минимум, 5 Вт тепла. На PFC (полевик, диод, дроссель)- тоже будет что-то.

На PFC будет весьма порядочно

На входном мостике потери несколько Вт. Еще трансформатор, дроссель, конденсаторы. За каждый Ватт можно побороться. Способ вроде один - уменьшать потери проводимости ключенй и потери переключения этих же ключей,

Для этого надо взять ключи получше (с меньшим Rds и Qg), а для этого надо выбрать топологию, которая позволит взять Vds поменьше, например phase shifted мост (IMHO у форварда с active clump Vds будет в 2 раза больше)

а также оптимизировать размещение необходимых ключей по схеме. Брать"хорошие" конденсаторы и феррит. Хороший вариант - отказаться совсем от диодов, пользуясь тем, что полевиков новых навалом теперь с все уменьшающимся зарядом переключения.

Я думал уже в этом направлении, даже нашел топологию PFC без моста на входе, но у него потери в ключе оказались больше, чем в исходном мосте

Насчет резонансных явлений думаю, что их можно использовать не как основной вариант, чтобы там циркулировали основные мощности, а только для отлавливания и возврата потерь из-за паразитных явлений типа рассеяния обмоток трансформатора, иначе появляются дополнительные потери.

Я хотел их использовать в основном для снижения динамических потерь в ключах, почему то мне кажется, что они будут ощутимые (надо посчитать)

Вариант Active Clamp Reset Forward - очень хороший в этом смысле.

Это да, что есть то есть. Надо посчитать и сравнить потери в альтернативных топологиях, осталось только определиться со списком этих самых альтернативных топологий

И для выходного синхронника управление упрощает. Трансформатору легче. А если их взять два штуки таких преобразователя и включить "последовательно" - один для положительной полуволны 10мс, а другой для отрицательной, то не нужен и входной мостик - остаются одни полевики. Если их взять с некоторой "избыточностью", так чтобы можность управления не сильно возросла, так должен получиться неплохой КПД.

И очень 'неплохая' избыточность по стоимости Можно рассмотреть как крайний вариант