Мощный импульсный ИП Опции

[Валентиныч]

Возникла потребность в мощном преобразователе, со следующими параметрами:
Uпит = 3 фазы х 380 V (промсеть);
P = 4-5 KVA;
Uвых = от 50 до 250 (возможно - до 400) V;
Rнагр - батарея емкостей =>600 mkF, режим - импульсный (заряд/разряд, с частотой 100-400 Hz).

Сейчас задача решается классически - 2 фазы 380 вольт, мощный транс, выпрямительный мост с тиристорами в двух плечах, фазовое управление для регулирования напряжения на батарее емкостей (что не позволяет изменять плавно частоту импульсов в нагрузке в требуемом диапазоне).

Крайне желательно минимизировать массу/габариты устройства, и отказаться от транса на железе, используя импульсный преобразователь.
Кроме того, требуется оперативная регулировка выходного напряжения с работой на описанную нагрузку. Режим работы - длительный.

Вопрос: есть ли готовые девайсы с подобными параметрами, и разумными ценами, или стоит сразу включать мозги и начинать собственную разработку?
И тогда сразу возникают очередные вопросы:
Какие частоты преобразования оптимальны?
Какие элементы стоит использовать (от силовых ключей до магнитопровода трансформатора)?

Предполагается наличие в девайсе микроконтроллера, так что основные управляющие функции ИП можно переложить на него.

[tyro]

Если имеется в виду "обратноходовой" преобразователь, то представляется разумным заряжать конденсатор не одним импульсом, а серией по следующим соображениям:
- если настроить импульс на конденсатор максимальной емкости, то конденсатор минимальной емкости явно перезаредится
- габариты трансформатора (все это он запасает энергию)
Импульсные преобразователи (правда применительно к сварочным ) довольно подробно рассмотрены на форуме _http://valvol.flyboard.ru/index.php . Кстати там довольно часто "тусуется" и уважаемый qurator.

[Валентиныч]

Если имеется в виду "обратноходовой" преобразователь, то представляется разумным заряжать конденсатор не одним импульсом, а серией...

Именно об этом я писал чуть выше.
Была аналогичная задача по накоплению порции энергии в емкости. Правда, тогда мне предлагали изменять скважность импульсов "обратнохода" в реалтайм в процессе зарядки.
Этого сделать не удалось по аппаратным причинам (управляющий контроллер не имел нужных ресурсов), пришлось просто найти компромис между "очень хорошо" и "просто хорошо". В результате первые 2-3 такта (кванта) накачки были неоптимальны (магнитопровод перенасыщался), последующие (порядка 100 тактов, в течение которых закачивалось около 70-80% энергии) были близки к оптимальным, а затем финальные такты (порядка 200), в течение которых "добивались" последние 15-20% энергии, снова были не в оптимуме. Но там требовалось накапливать всего около 50 мДж, с частотой не выше 100-120 Гц (мощность порядка 5-7 Вт), и можно было закрыть глаза на мелкие огрехи.
В данном случае ступенчатая зарядка позволила бы существенно повысить общий КПД устройства. Тем более, что сейчас допустимо применение любого контроллера.

В однотактном это решается ограничением коэффициента заполнения величиной не более 50% - в паузе транс легко и непринужденно размагничивается сам собой.

Вот это для меня неочевидно... Зачем тогда магнитопроводы однотактов делаеют с зазорами?

[wim]

Вот это для меня неочевидно... Зачем тогда магнитопроводы однотактов делаеют с зазорами?

Обратноходовые делают с зазором, поскольку обратноходовый транс работает как дроссель - в одном такте накапливает энергию, в другом отдает ее в нагрузку. А прямоходовому трансформатору зазор не нужен, ему накопление энергии даже вредно.

[Валентиныч]

Обратноходовые делают с зазором, поскольку обратноходовый транс работает как дроссель - в одном такте накапливает энергию, в другом отдает ее в нагрузку. А прямоходовому трансформатору зазор не нужен, ему накопление энергии даже вредно.

В любом случае, задача распадается на две части:
- первичный инвертор, работающий в режиме ИН;
- коммутатор, заряжающий емкость, видимо, работающий в режиме ИТ или импульсного "квантователя".

Маловероятно, что эти две составляющие удастся совместить как "два в одном".

..О чем писала Таня, я не понял..

Я сначал тоже не понял.

Огромные потери будут, при заявленных исходных данных, если заряжать емкость через активное сопротивление.
Но, ведь, никто и не собирается?

К сожалению, активная составляющая сопротивления зарядных цепей есть всегда, и эти потери неизбежны.

Собственные емкости такого источника должны быть в 10 – 20 раз больше заряжаемых, вероятно.. Вот где подвох..

Это не страшно. Ведь здесь скорее всего нормально будут работать и электролиты, в отличии от рабочей батареи, в которой они "никак"...

[tyro]

В любом случае, задача распадается на две части:
- первичный инвертор, работающий в режиме ИН;
- коммутатор, заряжающий емкость, видимо, работающий в режиме ИТ или импульсного "квантователя".
Маловероятно, что эти две составляющие удастся совместить как "два в одном".

При соответствующем "управлении" вполне реально - по достижению нужного напряжения на конденсаторе -просто "запираете" силовую часть. Плюс в применении "обратноходового" на мой взгляд состоит в том, что относительно легко контролировать "квант" энергии, который будет закачан. Собственно он и будет -"два в одном", может никаких дополнительных индуктивностей и ключей не понадобится. Заряд, с точки зрения потерь, конечно не оптимальный (что бы был оптимальным, придется реализовывать оптимальную "кривульку" зарядного тока, вводить дополнительные обратные связи, в общем сильно усложнять), но значительно лучший, чем "рубить" зарядные импульсы от источника постоянного напряжения(На мой взгляд).
В ..../upload/Books/Avt-017.djvu на стр.101 есть статья "Регулируемые преобразователи постоянного напряжения для зарядки емкостных накопителей", частично проливающая свет на заряд конденсаторов.

[Валентиныч]

В ..../upload/Books/Avt-017.djvu на стр.101 есть статья "Регулируемые преобразователи постоянного напряжения для зарядки емкостных накопителей", частично проливающая свет на заряд конденсаторов.

Что-то не могу зайти в upload... Не открываается страница. Можно точную ссылку?

[tyro]

Что-то не могу зайти в upload... Не открываается страница. Можно точную ссылку?

Точная ссылка: _ftp://местный_ru/upload/Books/Avt-017.djvu, только что скачал,все открывается.