Буст без сглаживающего конденсатора + умножитель, делают ли так для высоковольтных схем Опции

[iiv]

Всем привет,

скажите, пожалуйста, делаю ли буст (или ККМ) без конечного диода и конденсатора воткнутый в многоступенчатый умножитель?

Например, хотелось бы питать этот буст 220АС, использовать 1.5кВ мосфет, так чтобы получать переменных около 1кВ, а потом длиннючим умножителем (20 ступеней) выводить все это в 20кВ обойдясь совсем без трансформатора. На какой выходной ток можно расчитывать. Управлять бустом можно очень точно, не поглумлюсь для управления поставить плиску, чтобы быть очень аккуратным.

Делают ли так, глупа ли идея, есть ли подводные камни, вдруг кто знает, посоветуйте, пожалуйста!

Спасибо

ИИВ

[stells]

пс: кстати, поскольку дроссель все-равно мотать, то может сделать его двухобмоточным и выбрать топологию флая? там нет передачи энергии в нагрузку на прямом ходу в режиме КЗ, а то мало ли ключ "залипнет"

[gte]

пс: кстати, поскольку дроссель все-равно мотать, то может сделать его двухобмоточным и выбрать топологию флая? там нет передачи энергии в нагрузку на прямом ходу в режиме КЗ, а то мало ли ключ "залипнет"

Следующим шагом, с учетом мощности, будет резонансный мостовой преобразователь и круг замкнется.

[iiv]

Следующим шагом, с учетом мощности, будет резонансный мостовой преобразователь и круг замкнется.

Именно вариант буст с дросселем + длинный умножитель (20-30 ступеней) я и хотел сравнить с вариантом полный мост с коротким умножителем (2-3 ступени).

[gte]

Именно вариант буст с дросселем + длинный умножитель (20-30 ступеней) я и хотел сравнить с вариантом полный мост с коротким умножителем (2-3 ступени).

1.Первым шагом я бы сделал прикидки оптимального количества секций умножения с учетом высоковольтных столбов (требуемых токов) и высоковольтных конденсаторов (требуемых емкостей).
2. Источник должен иметь достаточный запас по напряжению что бы обеспечивать достаточный зарядный ток в течении всего цикла.

Если Вы используете накопление энергии (в дросселе), то можно думать о зарядке с более или менее постоянной мощностью.
Если резонансный мост, то, на мой взгляд, оптимальней зарядка с постоянным током. Так как Силовые транзисторы ограничены не только по мощности, но и по току. Столбы умножителя так же ограничены по току, конденсаторы по пульсациям.

Я думаю, по совокупности, Вам будет оптимальней использовать несколько обратноходовых источников в параллель.
Можете взять схемотехнику и трансформаторы (сплиты) от телевизоров и поставить несколько параллельно через диоды.
Будет очень дешево и надежно, так как выход одного канала вообще никак не скажется при резервировании +1.
Плюс очень сильно сэкономите на разработке.

на сколько я понимаю, у меня хорошо умножитель работает только из-за очень больших номиналов конденсаторов (0.12мкФ на 1кВ, это 60мДж энергии в 2220 корпусе!!!) и реально шустных диодов (50нс). Причем все компоненты получились какими-то очень бюджетными - конденсаторы по 23цента, диоды по 10центов

Забыл попросить. Вот здесь собраны многие производители высоковольтных конденсаторов, столбов, резисторов и т.п.
Если есть какая то дополнительная информация включая цены прошу добавить.

[iiv]

Основная идея почему я захотел уйти от полного моста в сторону буста вот в чем: у меня на входе в систему переменный ток 50Гц, который выпремляется до полупостоянного 100Гц. Так как мне надо заряжать конденсатор нагрузки не чаще 100 раз в секунду (обычно даже 20 раз в секунду достаточно), я хотел начинать зарядку слабым напряжением в момент когда в сети 0, в этом случае, система работает совсем в щадящем режиме, а потом, по наростанию напряжения на входе, поднимать и выходное напряжение. В этом случае есть надежда не пробить номиналы столбов и мосфета, а также не делать больших пульсаций на конденсаторах.

Как я понимаю, с полномостовой схемой у меня такое не пройдет, так как + и питание p-мосфетов у меня должно будет гулять 100 раз в секунду, и это может как-то не хорошо сказаться на работе системы.

По номиналам - что нарыл - добавлю, я последнее время пристрастился покупать через Арроу, у них пересылка только 24 бакса, в результате, тот же AVX с 120нФ 1кВ удалось достать по 23 цента + копейки за пересылку + растаможка

[gte]

Основная идея почему я захотел уйти от полного моста в сторону буста вот в чем: у меня на входе в систему переменный ток 50Гц, который выпремляется до полупостоянного 100Гц. Так как мне надо заряжать конденсатор

Все перегрузочные токи ограничивать все равно надо. Кроме того, постоянная времени зарядки на 100 кГц получилась более 20 мс. И это при хороших токах зарядки. В такой схеме вам придется номиналы емкостей еще увеличивать в несколько раз.
Время сократится, но и токи вырастут. Для 100 импульсов в секунду Вам надо иметь менее 10 мс.
И я думаю, что MLCC 2220 Вам не обойтись, не выдержат они. Смотрите их параметры, считайте потери в них. Кроме того, почитайте описания на мюратовские конденсаторы, там много полезного.

По номиналам - что нарыл - добавлю, я последнее время пристрастился покупать через Арроу, у них пересылка только 24 бакса, в результате, тот же AVX с 120нФ 1кВ удалось достать по 23 цента + копейки за пересылку + растаможка

Очень хорошие MLCC на 10 кВ конденсаторы есть у некоторых фирм, но цены не гуманные. Я смотрел под источники в габарите 19" 1U. Попробую посмотреть последовательное соединение из 2-3 кВ.

[iiv]

Позвольте мне, пожалуйста, задать Вам еще один для меня пока еще очень актуальный вопрос!

Если в дросселе максимально запасаемое количество энергии будет примерно равно энергии, запасаемой в каждом конденсаторе умножителя, например, при моих конденсаторах в 0.12мкФ на 1кВ, я возьму дроссель, в котором запасается 0.05Дж до насыщения, например, T200-2 от micrometals, и выведу это все на 50кГц, то смогу ли я работать и на не сильно высокой частоте, и на довольно большой мощности, чтобы и конденсаторы не горели и любой сильный всплеск с индуктора ими гасился?

Заранее прошу прощение, если мой вопрос очень глуп, тогда, просто на меня за это не обижайтесь, пожалуйста!

С уважением

ИИВ

[gte]

Позвольте мне, пожалуйста, задать Вам еще один для меня пока еще очень актуальный вопрос!

Если в дросселе максимально запасаемое количество энергии будет примерно равно энергии, запасаемой в каждом конденсаторе умножителя, например, при моих конденсаторах в 0.12мкФ на 1кВ, я возьму дроссель, в котором запасается 0.05Дж до насыщения, например, T200-2 от micrometals, и выведу это все на 50кГц, то смогу ли я работать и на не сильно высокой частоте, и на довольно большой мощности, чтобы и конденсаторы не горели и любой сильный всплеск с индуктора ими гасился?

Вам точно на этот вопрос никто без расчетов не ответит, а не точно скажу, что конденсаторы не выдержат и сделать практически пригодный вариант на такой мощности маловероятно.

Не касаясь дросселя, посмотрите графики, что я привел. Для вашего умножителя емкостей 0.12мкФ очень мало.
Посмотрите Dissipation Factor (D.F.), он не такой маленький, что бы не учитывать потери в этих конденсаторах.

Кроме того, оптимальная схемотехника преобразователей для разных мощностей более менее известна (и здесь поиском можете найти), а высоковольтный ее вариант может только снизить пороги мощности.

Ну и для Вашей мощности я бы сказал, что 50 кГц это достаточно высокая частота.

[iiv]

Вам точно на этот вопрос никто без расчетов не ответит, а не точно скажу, что конденсаторы не выдержат и сделать практически пригодный вариант на такой мощности маловероятно.

Не касаясь дросселя, посмотрите графики, что я привел. Для вашего умножителя емкостей 0.12мкФ очень мало.

Я полностью согласен с Вашим утверждением, если рассматривать использование умножителя классическим способом. Я, правда хотел делать немного не так. Умножитель заряжается минимум за N-тактов, где N - число его ступеней, а, если, в параллель умножителю поставить ВВ конденсатор, то ток зарядки в первые такты будет в N-x раз меньше тока зарядки в последний такт, где х - коэффициент, зависящий от соотношения емкостей у умножителе и внешней емкости.

У меня имеется переменный ток (50Гц) на входе, выпрямленный до 100Гц пульсирующего. Тогда я стартовый в момент (около 0В после выпрямляющих диодов) я буду заряжать бустову индуктивность малым напряжением до необходимой мне величины и вгонять всю полученную энергию бустовой индуктивности в первый такт, потом у меня повысится входное напряжение, и я быстрее буду заряжать бустову индуктивность, но и мне надо будет больше энергии для второго такта и тд... Есть подозрение, что мне необходимо будет сделать всего-то 20-30 переключений втечение 10 милисекунд, что эквивалентно 2-3кГц. Правда последние переключения будут иметь характерную частоту около 30кГц, а первые - возможно даже около 1кГц. Конденсаторы не успеют при таких частотах сильно рассеять энергию, дроссель не успеет прогреться...

Навесным образом на низких напряжениях (3кВ на выходе) у меня это уже работает, сейчас дело до правильного феррита...

[gte]

Я полностью согласен с Вашим утверждением, если рассматривать использование умножителя классическим способом. Я, правда хотел делать немного не так. Умножитель заряжается минимум за N-тактов, где N - число его ступеней, а,

Я, все же, советую заняться моделированием Вашей схемы и посмотреть какие процессы в нем происходят при его работе в разных режимах.
На тех графиках, что я привел, постоянная времени около 30 мс, что составит заметно больше 20 тактов при частоте 50 кГц.

[iiv]

Преогромное Всем спасибо. Действительно, за 20 пульсов зарядить не удается, просчитался я сильно... Предварительная симуляция (с фиксированным ШИМ и частотой) дает мне возможность зарядить мой конденсатор за 10мс, не выходя за 100кГц что собственно мне и надо Как я понимаю, оптимизация по частоте и ШИМу должна уменьшить все это раза в полтора и, позволить большую часть времени работать на более низких частотах. Симметриксовский проект лежит в соседнем форуме по адресу http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=95551

Попробовал подстройку частоты и ШИМа заимплементировать на Атмеге, похоже подстройка затянится на годы Реально пока получилось за несколько секунд учесть одно новое измерение, хотя их у меня примерно 1000 раз в секунду можно сделать. Чешу репу как рядом прикрутить нормальный SBC, на котором это делать, или один раз откалибровать на нормальном компе, залить прошивку и забыть...

Если есть желание, могу рассказать как подстравивать буду, хоть с сорсами, хоть без, если конечно, никто стибаться не будет. Аналогичная подстройка была проверенна на полном мосте (там подстроечных параметров меньше) и на подстройке таблицы впрыска ДВС (там чуток по-сложнее, но и процессор не Атмега была).

[gte]

Преогромное Всем спасибо. Действительно, за 20 пульсов зарядить не удается, просчитался я сильно... Предварительная симуляция (с фиксированным ШИМ и частотой) дает мне возможность зарядить мой конденсатор за 10мс, не выходя за 100кГц что собственно мне и надо Как я понимаю, оптимизация по

Вы внимательно посмотрите режимы работы всех деталей, а то взрываться начнут.
Вот например, нарастание напряжения на разных секциях.

Даже средняя секция на 10 мс дает очень мало.

[iiv]

Вы внимательно посмотрите режимы работы всех деталей, а то взрываться начнут.

да, Вы правы, у меня при плохом управлении несколько кВ и на мосфете, и на индукторе может возникнуть, поэтому мне просто необходимо найти правильные режимы работы. Плата для экспериментов уже делается, на навесной как-то боязно пробовать. Хочу сделать макет, когда делается по несколько (5-10) пульсов в ШИМе, измеряются всевозможные токи и температуры, сохраняется все на персоналке, и так - несколько раз. Результаты после сравниваются с тем, что от симметрикса получилось, если все совпало - ок, нет - начинаем искать баги. Я аналогично поступал с полномостовой схемой, после этого у меня перестали гореть мосфеты и диоды в умножителе.

[gte]

да, Вы правы, у меня при плохом управлении несколько кВ и на мосфете, и на индукторе может возникнуть, поэтому мне

Я, как раз, не о транзисторе. Я о диодах и конденсаторах. У конденсаторов есть ограничение по реактивной мощности, по пульсациям, по пиковым токам. Для расчетов лучше подобрать более реальные модели компонентов.
Если у Вас горели диоды на 50 Вт, то на киловатте все будет много хуже. Лучше граничные режимы посчитать аккуратнее. Или взять для макета с заведомым запасом.