Топология компактного 12/220 -> 42V 2A Опции

[elman]

Добрый день,

Возникла задача разработки компактного источника со входом 12/220 (что как минимум 8...16V/80...265V) и выходом 42V +/-0.1%; 2A, обязательно ограничение тока на уровне 2.1A.
Самая большая проблема - габариты, особенно высота, максимум по каждому измерению - 130x50x18
Требований ко стоимости нет, по КПД требования только исходя из отвода тепла - закрытый корпус, который, впрочем, можно (и наверняка прийдется) сделать радиатором
Вижу 3 пути решения проблемы:
1. Flyback 8...265V. Входной диапазон представляется нереальным? За исключением этого момента решение было бы отличным (с топологией для макс входного диапазона я прав?), темболее что изначально в ТЗ был какраз непрерывный диапазон по входу, на что заказчику было объяснено что при таких габаритах он не дружит со здравым смыслом.
2. Самый простой вариант 220->12 + DC-DC 12->42, тогда в качестве 220->12 можно использовать "что попало". Все бы хорошо но всунуть в такие габариты ДВА источниика ИМХО тоже малореально. Темболее что из готовых 220->12 на требуемую мощность не нашел ни одного подходящего по габаритам даже без учета второго источника (плохо искал?)
3. Flyback c переключаемой первичкой примерно как на картинке... Кроме всего прочего смущает висящий неиспользуемый полевик и плюс часть обмотки в режиме 12V

В устройстве будет микроконтроллер с отдельным питанием, который можно использовать в качестве дайвера блока питания (повесив датчик входного напряджения). Это даст возможность более гибкого управления ключем в варианте 1 (частота/скважность/ключевать по требованию) и коммутации первички в варианте 3.

Прошу помощи и идей по задаче, в особенности по первому варианту и если есть еще варианты о которых забыл.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[elman]

погуглите Active clamp

Спасибо, изучаю...

Убейте ап стену того, кто сочинил такое техническое задание. Или, пусть и дальше торгует селедкой, не лезет в технику. Или Вы что-то в пересказе исходных данных напутали.
Источник со входом от 8 до 350 вольт существует в университетах, мелом на доске нарисован.
Источник со стабильностью 0.1% - там же.
85 ватт в указанных габаритах можно надуться с хорошим вентилятором, но за такие источники платят тоже хорошо.

Не нужно так о людях которых не знаете - я привык заказчиков уважать, а тех кто дает нестандартные сложные и хорошо оплачиваемые задачи - вдвойне. Не все же китайские трусы клонировать.

Физически можно реализовать, наверное. Только ведь в таких случаях обычно и цену выставляют ....

Как указал требований по стоимости нет, все хорошо понимают что и сама разработка и конечное устройство будут весьма дорогостоящими

Потому что понадобится более 20А пропускать и иметь допустимое напряжение на ключе вольт 400 или больше...
Пара низковольтный ключ- высоковольтный ключ - не пройдет, чем отключать низковольтный-то? разве что реле перебрасывать...

Я имел ввиду оба высоковольтных ключа, на низкую и высокую, правда о сопротивлении высоковольтного ключа на подумал, на низкой напруге облом наверное выйдет. В любом случае от 3го варианта я почти отказался - как-то криво

А ведь обычно в подобных случаях заказчик и по цене ориентируется на кетайцефф - сколько там дешевенький хлам на 80 кетайских ватт стоит? Делайте выводы...
Ну и габариты тоже веселые для такого случая, тоже с кетайцев слизаны? Не, даже веселее - 18 мм высота, это уже с платой и корпусом? Ну, ну...
Сто процентов уверен, что хотелось получить это в пластмассе

Про цену писал выше, 18мм это да, но это габариты самого питальщика, от компонента до компонента/платы/ монтажа. На трансе можно 2-3 мм выиграть если монтировать его не на плату но это вообще бардак будет.
Изначально хотелось в пластмассе но уже утвердили алюминиевй корпус который и будет радиатором. Корпус законченого устройства в котором питальщик занимает половину (но не по высоте к сожалению).

На чем-нибудь вроде этого: IRFPS43N50K
разве что... Баксов 10 на один ключ уже улетело И еще неизвестно, как во всем диапазоне он сможет... Трансформатор - отдельная песня... с толщиной миллиметров 10-12...и так чтобы не съел всю площадь... Забавно, но ради чего исследовать вопрос? ради одной штучки - однозначно не стоит...
И разв 30 больше рассеяния на всем омическом, из за скважности, чем в обычном блоке было бы... То есть с трансом тоже еще вопрос, как будет греться...

За вариант по транзистору спасибо, транс думаю плоское кольцо и от того что оно нерационально использует объем никуда не деться.
Ради чего? Сколько там штучек проблема не моя, для меня задача сходу неподъемная но есть время деньги и желание, и это хороший случай проднять свой уровень в конкретной области - вот примерно ради чего ;-)

12V входного тоже АС? Чем фильтровать будете? Емкость не очень маленькая...

12 постоянки, автомобильный вариант, изначально не совсем четко указал сорри - 8...16V DC, 80...265V AC

Microwatt во многом прав.
Если решать в лоб, то в принципе, если нет больших ограничений по стоимости, резанансная топология потянет

С резонансной топологией у меня опыта нет вообще - могу не уложиться по времени на изучение и эксперименты...

Хотя если фильтр перенести во вторичку, а на выходе поставить понижающий стабилизатор, то может и прокатить, заодно и 0.1% на выходе получить проще.
Вобщем, хочу обратить внимание на следующий момент.
У Вас удельная мощность более 700Вт на куб. дм. Это уже уровень нестандартных китайских источников, а специализированных. Есть ряд фирм, которые выпускают блоки с плотностью до 2000Вт на куд. дм.
Сейчас на память не помню, могу позже уточнить.
Но в любом случае, переключение входных напряжений лучше ввести, это сильно облегчит жизнь.
Если у Вас время терпит до осени, то я тут готовлю к выпуску линейку сетевых БП, старшая модель -75Вт - попадает в Ваши параметры (плотность 850 Вт на куб дм). Но в любом случее потребуются доработки.

C двумя преобразованиями задача упрощается за одним исключением - всунуть два преобразователя в указаный объем. Боюсь неполучится хотя еще не доконца изучил этот вопроc. Если получится то так и буду делать.
Переключение входных допустимо только в виде отдельных входов и кроме двух преобразований нормаьного решения с переключением невижу... Про блоки от 2КВт/дм интересно, уточните плз если не сложно. Думаю речь идет о бОльших габаритах/мощностях - там это прощще, но всерано интересно

[wim]

... 12 постоянки, автомобильный вариант, изначально не совсем четко указал сорри - 8...16V DC, 80...265V AC ...

А что, от 12 В тоже нужна гальваническая развязка?