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

[CDT]

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

Почти сколько угодно, если обеспечить передачу этого тепла изнутри на стенки корпуса или расположенный на корпусе радиатор, а за тем отвести его от корпуса.
Как самый древний вариант - заполнить внутренности трансформаторным маслом (не забывая, что при нагревании тела расширяются).