Заряжаем конденсатор, импульсный преобразователь напряжения с о-о-очень переменной нагрузкой Опции

[TheMad]

Доброе %время_суток%, All! Поиск оказался на редкость молчалив, хотя мне кажется что эта тема должна была подниматься неоднократно.

Все мы хорошо знаем что импульсные преобразователи напряжения, мягко говоря, не очень любят когда им надо обеспечивать на выходе напряжения, изменяющиеся во много раз.
Электронщики, работающие совместно с лазерщиками, наверное уже собаку съели на задачах вида "есть конденсатор ёмкостью С, его надо зарядить до напряжения U за минимальное\заданное\оптимальное время".
Хотелось бы послушать, что скажут гуру на следующую тему:
Надо заряжать конденсатор ёмкостью 10 000 мкФ до напряжения 600 В. Конденсатор хороший, сборка из плёночных. 1800 Дж, как-никак.
В качестве источника питания у нас есть источник постоянного напряжения 12В. Ток, отбираемый от источника, должен быть по возможности постоянным в процессе заряда. Время заряда - 5с.
Преобразователь на такую мощность имеет смысл сделать пушпульным, ибо обычный обратноходовый при такой мощности кажется некрасивым и требующим много феррита, а также имеющим невысокий КПД.
Проблемы начинаются когда мы начинаем заряжать наш конденсатор, стабилизируя ток в первичной цепи. В начале заряда в нагрузку идёт огромный ток, выходной дроссель неизбежно насыщается и перестаёт выполнять свои обязанности, транзисторы начинают греться и готовятся отдать душу силиконовым богам.
Хочется сделать переключение обмоток трансформатора в процессе заряда, но некрасиво. Чует мой спинной мозг что должны быть более красивые идеи. В портативных фотовспышках такой проблемы нет из-за во много раз меньшей средней мощности преобразователя, там можно и 30% энергии в тепло высадить.
Если кто-то практически сталкивался с данной задачей, выскажитесь.

Спасибо!

[Microwatt]

Преобразователь на такую мощность имеет смысл сделать пушпульным, ибо обычный обратноходовый при такой мощности кажется некрасивым и требующим много феррита, а также имеющим невысокий КПД.

Если кто-то практически сталкивался с данной задачей, выскажитесь.Спасибо!

С точностью до наоборот. "Феррита" уж точно меньше. Хотя, конечно, тут для единичного ключа мощность высока. Ток велик. Но можно многофазник сделать.
Вообще-то... опишите задачку подробнее, можно ведь вовремя отказаться от неподъемной затеи.
Преобразователь в 300-350 ватт- достаточно серьезное устройство. Ток в 40-50 ампер (80-100 в импульсе) источник 12 вольт выдаст? Или это очередной гаусганн с питанием от двух "крон"?

[TheMad]

Ток велик. Но можно многофазник сделать.
Вообще-то... опишите задачку подробнее, можно ведь вовремя отказаться от неподъемной затеи.
Преобразователь в 300-350 ватт- достаточно серьезное устройство. Ток в 40-50 ампер (80-100 в импульсе) источник 12 вольт выдаст? Или это очередной гаусганн с питанием от двух "крон"?

Куда уж подробнее? Имеем 12 вольт, от них надо зарядить вышеописанный конденсатор. При этом крайне желательно чтобы потребляемая мощность от источника была постоянной в процессе всего заряда. Если стабилизировать ток заряда конденсатора то потребляемый устройством ток будет нарастать почти линейно, что приведёт к тому что в конце заряда от 12-вольтового источника будет отбираться недопустимо большая мощность при соблюдении условия по времени заряда. 50 ампер источник выдаст, 100 в импульсе надо будет обеспечить входными конденсаторами в зарядном устройстве.

Токовое управление в первичной цепи и режим стабилизации выходного тока вас спасёт. Модуль питания при этом сохраняет устойчивость от кз на выходе до номинального напряжения. Делаем такие на 1.5кВт, есть нюансы, но работают достаточно красиво.

У вас тоже обратноходовая схема? Если не секрет - расскажите поподробнее о управлении и применяемых детальках. До какого напряжения заряжается выходная ёмкость и с каким общим КПД?

А что же Вы хотели? Фиксируя ток в первичной цепи, Вы фиксируете мощность, а она во вторичной части пропорциональна произведению (напряжение на ток).

Это я всё замечательно понимаю. Меня интересуют способы борьбы с этим.
Понятно что можно, например, сделать трансформатор и дроссель с отводами и переключать их по мере заряда целевого конденсатора, но как-то некрасиво это выглядит и подсознательно кажется что можно сделать намного проще и красивее.

[Tanya]

Это я всё замечательно понимаю. Меня интересуют способы борьбы с этим.

Борьба с чем? С Вами же заданным условием? Кто-то кого-то должен из вас (мн. ч.) победить.
Лучше заранее договориться... и не допускать раздвоения...
Что до отводов, так это правильно, конечно. Фактически Вы заряжаете один конденсатор от другого. Чем больше перепад. тем больше потери.

[TheMad]

Борьба с чем? С Вами же заданным условием? Кто-то кого-то должен из вас (мн. ч.) победить.
Лучше заранее договориться... и не допускать раздвоения...
Что до отводов, так это правильно, конечно. Фактически Вы заряжаете один конденсатор от другого. Чем больше перепад. тем больше потери.

Нет конечно, не с условиями борьба, а скорее за их выполнение малой кровью.
И истину, гласящую что чем больше перепад - тем меньше КПД замечательно знаю, ибо импульсники делал разные неоднократно.
Интересно было бы послушать мнение тех, кто практически делал такие вещи. С цифрами, чего они достигли на этом поприще. У меня вот сейчас, например, КПД двухтактника 12->600В при постоянной нагрузке 300мА составляет 89%, КПД по энергии при заряде конденсатора сильно ниже - 69%. Мне следует на этих цифрах успокоиться и пойти на речку купаться или поколдовать ещё? 89% из 12 в 600 меня устраивает, а вот общий КПД заряжалки - категорически нет. Думалось что уложусь процентов в 85, на крайний случай 80.

[egorr]

TheMad
Если не нужна гальваническая развязка,то подходящим вариантом может быть бустер с двухобмоточным дросселем.
Если развязка нужна,то тогда преобразование надо делать в две ступени,по Microwattу.