Изолированный DC/DC 48 -> 12...60, 500 Вт Опции

[Slonofil]

Товарищи!

Задали на работе задачку. Нужно сделать DC/DC-преобразователь с такими характеристиками:
1. Uвх = 44...48 (typ)...52 В;
2. Uвых = 12...60(!) В;
3. Pвых = 500 Вт;
4. Вход и выход гальванически развязаны, Uиз не меньше 2 кВ;
5. Защита от КЗ и перенапряжения по выходу;
6. Защита от помех по выходу (воздушная линия), грозозащита.

В общем, нужно сделать нечто нетривиальное, особенно если учесть, что при номинальном входном напряжении в 48 В нужно иметь возможность дать на выходе 60 В...

Опыта маловато, но очень нужно. Подскажите, в какую сторону копать, чтобы сделать хотя бы первые шаги в верном направлении!

Спасибо!

[HardEgor]

Очень уж большой диапазон регулировки напряжения. Придётся хорошие брать запасы на максимальные величины,плюс еще запас на температурные диапазоны(как я понял в условиях работы на улице).
Я бы разбил на три-четыре модуля - входы параллельно, выходы последовательно.
Т.е. два модуля на фиксированное напряжение, а два - с регулировкой.
Можно еще рассмотреть вариант с переключаемыми отводами трансформатора и потом регулировкой уже меньшего диапазона.
И вообще как я почитал про заказчиков - схему им таки не важна, важно понять что ты сможешь нарисовать её. Тогда можно нарисовать любую подходящую. Всё-равно такая разработка с таким ТЗ будет иметь как минимум 4 итерации с полной переработкой схемы на каждой итерации, потому что ТЗ будет бесконечно уточняться.

[Slonofil]

Повторю, и в моём случае, и здесь, людям без лишних слов нужен походный разводной ключ, простая универсальная затычка, ТЗ на которую предельно ясное, исчерпывающее и стандартное для подобных контор, и к пятнице вполне было бы подготовить то, и только то, единственно насчёт чего договаривались с потенциальным нанимателем, а именно, накидать схему, но видно не судьба, если даже на прочитать собственную тему нет времени.

Товарищи, смиряюсь с Вашим справедливым упрёком и прошу прощения за длительное молчание - возникли проблемы с доступом в сеть.

Со всеми замечаниями согласен, ещё раз повторю: завтра на встрече с заказчиком предстоит поговорить по душам. Уточню все детали, какие только всплыли в ходе этого обсуждения и какие пришли мне на ум. На встречу пойду не с пустыми руками - подберу несколько готовых моноблоков и накидаю мостовую схему, чтобы было с чего начать.

У меня не сложилось впечатления, что заказчику нужно просто увидеть нечто на бумажке. Вполне возможно, что это просто проверка, что называется, на вшивость, но мне показалось, что от меня хотят именно реального результата. Разделяю скепсис собравшихся здесь многоуважаемых профессионалов. Но мне деваться некуда: партия сказала "Надо" - комсомол ответил "Есть!". Ведь все когда-то начинают делать нечто, с чем раньше не имели дела. Опускать руки заранее - не выход.

Хотел бы спросить многоуважаемого Plain: не могли бы Вы подсказать хотя бы тезисно, как Вы решали Вашу задачу?

[decom]

Товарищи, смиряюсь с Вашим справедливым упрёком и прошу прощения за длительное молчание - возникли проблемы с доступом в сеть.
...
Хотел бы спросить многоуважаемого Plain: не могли бы Вы подсказать хотя бы тезисно, как Вы решали Вашу задачу?

А Вы не боитесь что товарисч Plain вполне может оказаться Вашим завтрашним собесеником. Во всяком случае студенты здесь частенько находили своих экзаменаторов.
Я к тому, что столько широкое и открытое обсуждение рисковано.

[Slonofil]

Не боюсь. С удовольствием учусь у тех, кто может сказать что-то дельное. Среди моих студентов таких пока не попадалось. А если тов. Plain окажется моим работодателем - ну, значит, судьба моя такая. Хоть будет знать, что я пытался =)

Не мой это конёк - преобразовательная электроника. Но ведь учиться никогда не поздно! Было бы желание. Или нет? (С)

[yuri_d]

У меня не сложилось впечатления, что заказчику нужно просто увидеть нечто на бумажке.

Присмотритесь повнимательнее, а не ищет ли заказчик "пожарника". От такого заказчика стоит уходить ещё не начав с ним работать. Иначе на Вас повесят невыполненный заказ, который неделали год, а Вы несделали за месяц.

[Slonofil]

Ребят, хорош о заказчике - я ничем не рискую, к тому же у него работает мой друг, и веьма доволен - никогда не кидали там людей. Никчему этот оффтоп.

[perfect]

Кстати, верно ли я понимаю, что flyback (обратноходовый преобразователь) позволяет получать на выходе напряжение как меньше, так и больше входного? Не мой ли это случай?

Нет, не Ваш. Требуемая мощность не позволит..

Чем особенно отпугивает flyback полкиловаттный?

[Slonofil]

Чем особенно отпугивает flyback полкиловаттный?

Готов полюбить его всем сердцем, если Вы подскажете, на чём примерно его можно сделать! И чем в лучшую сторону он отличается от мостового в приложении к моей задаче?

[perfect]

Извините, не рад бы сбивал вас с толку, известно, что мощные обратноходы не популярны. Я тоже спрашиваю.

[Ydaloj]

Кстати, верно ли я понимаю, что flyback (обратноходовый преобразователь) позволяет получать на выходе напряжение как меньше, так и больше входного? Не мой ли это случай?

любой развязанный преобразователь позволяет это. И прямоходовая, и обратноходовая топология.

Чем особенно отпугивает flyback полкиловаттный?

известно, что мощные обратноходы не популярны. Я тоже спрашиваю.

А чего вы спрашиваете? Возьмите ручку-листик или эксель и посчитайте основные параметры. Вам для этого даже какой-то определённый шим-контроллер не нужен. Задайтесь начальными данными и посчитайте силовую часть. Трансформатор с обвязкой.

[Herz]

Мощный обратноходовый невыгоден размером сердечника, ведь всю энергию запасать нужно. Прямоходовый здесь выглядит логичнее. Но всё равно, для однотактного многовато, имхо... Хотя будь тут Гиратор, он обязательно упомянул бы косой мост. Я Вам рекомендовать его не стану по одной причине - сам никогда не делал.
Если бы мне пришлось решать эту задачку, я бы, пожалуй, выбрал двойное преобразование: применил бы свой любимый нерегулируемый пуш-пулл (благо - входное напряжение невелико), а перед ним - step-down. Слишком "лобовое" решение, но для вступительного экзамена, думаю, приемлемо. И не столь требовательно к опыту.
И забудьте пока про PCB-трансформаторы. Это ещё не Ваш уровень. Да и задача другая: построить работающую модель, а не выпустить КД на крупную серию изделий, где технологичность важна. Так ведь?

[Егоров]

Да, прямоходовой конвертор 500 ватт как-то смотрится, даже однотранзисторный, но в таком диапазоне стабилизаций эта топология не потянет. Ту нужно двойное преобразование. Или не нужно, но ТЗ никто не разбирал, похоже. Списали из справочника Стеля.

[perfect]

Диапазон стабилизации хороший у обратноходового,
размеры трансформатора меньше у прямоходового,
если нужно гальванически отделить, вся энергия пропускается через ключи,
ключей последовательно меньше у однотактного обратнохода и пуш-пулла, входное напряжение не высокое, но однотактный обратноходовый часть периода откатывает сердечник, значит в рабочее время ток ключа должен быть больше,
у step up не вся энергия пропускается через ключ, step up мог бы помочь покрыть часть диапазона.
Step up плюс ... пуш-пулл, оба регулируемые.

На такой случай, прямо-таки пограничный какой-то, получается куча вариантов, которые все мимо своих нормальных классических ниш.

Сообщение отредактировал perfect - Mar 29 2013, 04:51

[Slonofil]

Мощный обратноходовый невыгоден размером сердечника, ведь всю энергию запасать нужно. Прямоходовый здесь выглядит логичнее. Но всё равно, для однотактного многовато, имхо... Хотя будь тут Гиратор, он обязательно упомянул бы косой мост. Я Вам рекомендовать его не стану по одной причине - сам никогда не делал.
Если бы мне пришлось решать эту задачку, я бы, пожалуй, выбрал двойное преобразование: применил бы свой любимый нерегулируемый пуш-пулл (благо - входное напряжение невелико), а перед ним - step-down. Слишком "лобовое" решение, но для вступительного экзамена, думаю, приемлемо. И не столь требовательно к опыту.
И забудьте пока про PCB-трансформаторы. Это ещё не Ваш уровень. Да и задача другая: построить работающую модель, а не выпустить КД на крупную серию изделий, где технологичность важна. Так ведь?

Прошу прощения за нубство, не могли бы Вы пояснить, зачем нужно двойное преобразование? Входное напряжение более-менее стабильное - 48 В +/- 10%. Зачем и насколько его уменьшать при помощи Step-down? Чтобы уменьшить напряжение и увеличить токи в первичке?

Прикинул тут в уме, и оказалось, что если не применять разбивку на 2 блока по 250 Вт, сечение провода во вторичной получается ок. 3 мм... это ж не провод, а брусок!

От PCB-трансов пожалуй что откажусь - мал ещё.

[Егоров]

Прошу прощения за нубство, не могли бы Вы пояснить, зачем нужно двойное преобразование? Входное напряжение более-менее стабильное - 48 В +/- 10%.
, сечение провода во вторичной получается ок. 3 мм... это ж не провод, а брусок!

Двойное преобразование нужно не для стабилизации входного.
Выходное не получить в таком широком диапазоне без двойного преобразования с промежуточной полустабилизированной шиной.
Брусок в 3мм ТЗ-датели просто не видят. Бумага терпит все.
Поскольку денег на алюминий и времени на размышления нет, записываем, что самолет должен быть чугунным. И сертифицировать чугун не нужно, сэкономим.
Нехай конструкторы зарплату отработают.