Проектирование БП средней мощности без конвекционного охлаждения Опции

[In_an_im_di]

Есть задача сделать такой сетевой (220В) БП:
-выходная максимальная мощность 250Вт непрерывно
-изолированный
-с коррекцией коэффициента мощности
-выходное напряжение 24-30В
-практически без конвекционного охлаждения (замкнутый объем, металлический корпус)
-внутри корпуса БП имеется плоскость радиатора достаточной эффективности для отвода тепла во внешнюю среду
-желаемая габаритная мощность БП 500 Вт/дм^3
-широкий диапазон температур внутри корпуса при запуске БП (-40+70)
-блок не уникальный, серийное производство.

Основная проблема тут, как я это вижу, в отводе тепла от моточных элементов, все остальное можно "посадить" на радиатор. Электролиты-отдельная тема, лучше тут не рассматривать.
Опыта построения таких источников нет, поэтому прошу совета - куда смотреть внимательно.

Пока определил такие приоритеты:
-схемотехника силовой части тракта вроде в пользу топологии флайбэк, так как в этом случае функционал данного БП можно реализовать в единственной стадии преобразования энергии. Отрицательные свойства топологии флайбэк можно значительно уменьшить применением двух флайбэк, работающими в противофазе и параллельно на одну нагрузку, и сливающих энергию индуктивности рассеяния своих трансформаторов на общий реактивный снаббер. Покритикуйте пожалуйста.
-предпочтение тороидальным трансформаторам. Умозрительно, тепло, выделяемое обмоткой на торе, распределено по большей площади, чем в Е-сердечнике.

[Microwatt]

Далеко техника ушла. EDT, торы для флая, охлаждение маслом....
Флай более 100-150 ватт вообще очень сомнительная конструкция. Двухфазный хлопот добавит, но проблем не решит.
Прямоход, даже однотранзисторный, куда реальнее. Особенно, если корректор сделать понижающим (SEPIC).
Моточные.. Ну нагрев до 110-120С еще не катастрофа. И есть сердечники ELP, которые на теплоотвод удобно посадить.
500Ватт в литре... Если корпус алюминий - можно помечтать.

[In_an_im_di]

Прямоход, даже однотранзисторный, куда реальнее. Особенно, если корректор сделать понижающим (SEPIC).
Если корпус алюминий - можно помечтать.

Можете привести ссылку на ККМ понижающий?
Корпус-боолшой алюминиевый радиатор как плоскость для крепежа и теплоотвода, крышка из листового черного металла.

Не, это хорошо что начинают сразу с чего-то необычного.
Сроки затягивает, но квалификацию прибавляет.
Потом, когда вернется к простому прямоходу, сделает его на ура.

Нагрев пускай не особо печет - те кто предъявил необычные требования,
Пусть будут готовы что моточные будут несколько больше чем обычно.

Аффтар не указал много чего из возможного ТЗ,
например будет ли продув или надо вообще все на конвекцию вытолкать с внешнего корпуса?

Если так, то внутри стоит поставить вентилятор на магнитном подвесе и все тепло каждой мелочи высадится строго равномерно на корпус. На нем же и единственный термодатчик поставить. Можно и не на нем, уже все равно будет.

Согласен с Вашим здоровым сарказмом насчет топологии. А почему предлагаете прямоход а не полумост к примеру?
Обдува нет, корпус глухой без отверстий.

Флай здесь не подходит. Лучше делайте полумост...

Спасибо за мнение.

Да, флай для таких мощностей не подходит.
Полумост... где бы посмотреть на живой полумост, кроме древнего компьютерного блока питания с продувкой 30% мощности в тепло.
Куулмю.... да жили и живут все без этого дорогого материала. Ценность его для меня остается сомнительной. А вот вообще без дросселя с накоплением энергии не обойтись ни в одном импульсном источнике. На трансформаторах особо не наэкономишь.
Так что, прямоход или двухтранзисторный прямоход 60-80кГц на расхожем феррите- хорошие кандидаты для такого источника. Можно надеяться на 84-87% КПД. С корректором, конечно, вопросы. Эта штучка помогает зеленым и энергосбыту, но не помогает или мало помогает конструкторам источников.
Ну и "без конвекционного охлаждения" - нужно термин уточнить. Скорее всего, речь именно о таком охлаждении.

ККМ входное условие. Увы, не выкинуть.
С топологией вроде общее мнение понятно - boost PFC, потом прямоход лучше не полумостовой.
Осталось разобраться с теплом в моточных.
Что посоветовали:
-частота 60-80
-теплооотвод из трансформатора в виде медной пластины (вот никогда такую экзотику не встречал, но на заметку возьму)
-есть еще способы?

И да, уважаемые, хочу напомнить, что эффективность радиатора более чем достаточна, так что жду советов в плане как перераспределить выход тепла из моточных в другие компоненты схемы. Например - затягивание фронтов переключения вызовет повышенные потери в ключах, но снизит нагрев трансформатора. Поправьте если не так, или этот эффект несущественен и не стоит заморачиваться.

Сообщение отредактировал In_an_im_di - Nov 21 2009, 13:32

[Methane]

ККМ входное условие. Увы, не выкинуть.
С топологией вроде общее мнение понятно - boost PFC, потом прямоход лучше не полумостовой.
Осталось разобраться с теплом в моточных.
Что посоветовали:
-частота 60-80
-теплооотвод из трансформатора в виде медной пластины (вот никогда такую экзотику не встречал, но на заметку возьму)
-есть еще способы?

Почему не полумостовой? Я бы так и делал, просто потому что автоматически позволяет сделать поставить два кондера на 250 вольт, а не один на 450.

И да, уважаемые, хочу напомнить, что эффективность радиатора более чем достаточна, так что жду советов в плане как перераспределить выход тепла из моточных в другие компоненты схемы. Например - затягивание фронтов переключения вызовет повышенные потери в ключах, но снизит нагрев трансформатора. Поправьте если не так, или этот эффект несущественен и не стоит заморачиваться.

Не стоит заморачиваться. Ток в трансформаторе в любом случае зависит от тока дросселя и линеен.

Да, спасибо, про пластины я уже понял идею. Правда, нигде такого не встречал.

Я не помню. Или я это придумал, или где-то видел. Но почему так не сделать, я не знаю. Еще нужно посмотреть, для мелких трансов плотность тока может быть больше.
Еще глянте на Резоните, он делает платы на алюминии, или с толстым слоем меди посредине, который можно как теплоотвод использовать.

[In_an_im_di]

Почему не полумостовой? Я бы так и делал, просто потому что автоматически позволяет сделать поставить два кондера на 250 вольт, а не один на 450.


Не стоит заморачиваться. Ток в трансформаторе в любом случае зависит от тока дросселя и линеен.


Я не помню. Или я это придумал, или где-то видел. Но почему так не сделать, я не знаю. Еще нужно посмотреть, для мелких трансов плотность тока может быть больше.
Еще глянте на Резоните, он делает платы на алюминии, или с толстым слоем меди посредине, который можно как теплоотвод использовать.

Полумостовой потребует две выходных обмотки, что не есть хорошо-лишний слой в трансформаторе, или же одну обмотку но полный мост в выходном выпрямителе-что тоже не есть хорошо. Так же в полумосте токи в первичке в два раза больше по сравнению с прямоходом-опять же больший нагрев при прочих равных.