Мощный импульсный ИП Опции

[Валентиныч]

...Прикинул в Микрокапе:
..для Е= 150 В (Uc = 300 В);
С = 600мкФ;
время заряда 2 мсек;
амплитуда зарядного тока меньше 150 А;
индуктивность – примерно 0,65мГ.

..Очевидно, мЕньшую емкость просто будет заряжать быстрей..

..Дроссель, вероятно, из обычного железа, с зазором..

Правильно ли я понял, что Вы предлагаете полностью закачивать емкость одним зарядным импульсом? Точнее - однократным подключением LC-цепочки к ИП.

[Валентиныч]

Здесь тоже можно увидеть свои плюсы...

Плюсы, очевидно, есть. Но есть и очевидный минус - для каждого номинала емкости (он, если помните, вариабельный, от 2 до 600 мкф, т.е. изменение более, чем 2 порядка) придется включать свою индуктивность. Иначе для маленьких значений емкости время полусинусой накачки будет изменяться также в 100 слишним раз (в меньшую сторону), не думаю, что это есть хорошо...

[wim]

..Маленький нюанс – buck имеет фиксированное напряжение нагрузки; заряд выходной емкости для него, все-таки, переходный процесс, а не штатный режим.

..Если вспомнить азы..
..Источник напряжения через диод подключается к последовательной LC – цепи.
На емкости получаем удвоенное входное напряжение, импульс тока имеет вид половины синуса.
Процесс заряда прекращается сам собой..
..Для развязки от сети используем двухтактный блок, причем понижающий.

Уважаемый Wise, тут все, и Вы в том числе, зациклилсь на источниках напряжения, а нужен в данном случае источник тока. Если убрать из buck'а выходной конденсатор, то он становится источником тока. И, кстати, зарядные устройства - те же источики тока.

[Валентиныч]

..Вероятно, с уменьшением емкости время накачки будет уменьшаться пропорционально корню.
То есть, в данном случае, для двух мкФ, время уменьшится, примерно в 17,5 раз ( корень из 300), по сравнению со временем для емкости 600 мкФ.

Да, про корень я, похоже забыл.

..За 0,1 мс зарядили (малую емкость), подождали пару мс, разрядили..

Тогда уж - подождали 2 мс, зарядили, и тут же разрядили! Это, конечно, не принципиально. Вопрос в другом - не потребует ли такое увеличение "скорострельности" применения более скоростных силовых полупроводов - как разделительного диода, так и коммутирующего ключа (какого, кстати?)...
Хотя, ключ будет закрываться уже после того, как ток уменьшится практически до нуля. Да и при его открывании индуктивность скажется только положительно. Пожалуй, тоже самое относится и к диоду.
А что будет с потерями, о которых абсолютно справедливо упомянула уважаемая Tanya?

... тут все ... зациклилсь на источниках напряжения, а нужен в данном случае источник тока. Если убрать из buck'а выходной конденсатор, то он становится источником тока. И, кстати, зарядные устройства - те же источики тока.

Весьма здравая мысль.

[wim]

Можно об этом чуть подробнее? Или сылочку на описание.

Вот здесь народ узнал об этом изобретении:
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...20960&st=75

[Валентиныч]

Вот здесь народ узнал об этом изобретении:...

Спасибо, проглядел эту ветку. Буду читать.

[wim]

...Честно говоря мы склоняемся к двухтактному варианту по причине более простого и технологичного силового транса. Однотактник потребует существенного усложнения технологии сборки такого мощного устройства (имхо).
Кроме того, не знаю (еще не знаю) мощных ключей, способных в однотактном buck'e коммутировать такие токи и мощности. Насколько представляю себе - MOSFET'ы не коммутируют такие токи (от 200-300 А при U=500-600 В - это при питании от 3-х фаз 380 В), а IGBT - тихоходны, и не позволят работать выше 20-30 кГц.

Однотактный трансформатор по технологичности ничем не отличается от двухтактного. У двухтактного, конечно, можно работать с удвоенным размахом индукции, но при этом и потери в сердечнике возрастут в два раза.
А наращивание мощности в данном случае решается просто параллельным включением нескольких однотипных блоков. Источники тока можно параллелить абсолютно безвредно как для них самих, так и для находящихся рядом мирных граждан.

[Валентиныч]

Однотактный трансформатор по технологичности ничем не отличается от двухтактного.

Имелись в виду требования по ограничению насыщения магнитопровода. В двухтактных трансах это решается проще.

[tyro]

Если имеется в виду "обратноходовой" преобразователь, то представляется разумным заряжать конденсатор не одним импульсом, а серией по следующим соображениям:
- если настроить импульс на конденсатор максимальной емкости, то конденсатор минимальной емкости явно перезаредится
- габариты трансформатора (все это он запасает энергию)
Импульсные преобразователи (правда применительно к сварочным ) довольно подробно рассмотрены на форуме _http://valvol.flyboard.ru/index.php . Кстати там довольно часто "тусуется" и уважаемый qurator.

[wim]

Имелись в виду требования по ограничению насыщения магнитопровода. В двухтактных трансах это решается проще.

В однотактном это решается ограничением коэффициента заполнения величиной не более 50% - в паузе транс легко и непринужденно размагничивается сам собой. А вот в двухтактном надо следить за симметрией импульсов, впрочем, в той ссылке, что я привел, это все подробно расписано.

[tyro]

..И питаться back от чего-то должен?
Не от источника ли напряжения, причем, вольт на 100 большего, чем требуемые 300 В на заряжаемой емкости?

??? Что мешает на вторичку намотать витков побольше?

[Валентиныч]

Если имеется в виду "обратноходовой" преобразователь, то представляется разумным заряжать конденсатор не одним импульсом, а серией...

Именно об этом я писал чуть выше.
Была аналогичная задача по накоплению порции энергии в емкости. Правда, тогда мне предлагали изменять скважность импульсов "обратнохода" в реалтайм в процессе зарядки.
Этого сделать не удалось по аппаратным причинам (управляющий контроллер не имел нужных ресурсов), пришлось просто найти компромис между "очень хорошо" и "просто хорошо". В результате первые 2-3 такта (кванта) накачки были неоптимальны (магнитопровод перенасыщался), последующие (порядка 100 тактов, в течение которых закачивалось около 70-80% энергии) были близки к оптимальным, а затем финальные такты (порядка 200), в течение которых "добивались" последние 15-20% энергии, снова были не в оптимуме. Но там требовалось накапливать всего около 50 мДж, с частотой не выше 100-120 Гц (мощность порядка 5-7 Вт), и можно было закрыть глаза на мелкие огрехи.
В данном случае ступенчатая зарядка позволила бы существенно повысить общий КПД устройства. Тем более, что сейчас допустимо применение любого контроллера.

В однотактном это решается ограничением коэффициента заполнения величиной не более 50% - в паузе транс легко и непринужденно размагничивается сам собой.

Вот это для меня неочевидно... Зачем тогда магнитопроводы однотактов делаеют с зазорами?

[wim]

..И питаться back от чего-то должен?
Не от источника ли напряжения, причем, вольт на 100 большего, чем требуемые 300 В на заряжаемой емкости?
..В buck'е - тот же ключ, тот же диод (только "обратный")..

Тут ключевой момент - способ управления ключом.
Если использовать управление по напряжению, или, по-буржуйски, direct duty cycle control, коэффициент заполнения будет определяться моментом достижения управляющим сигналом, снимаемым с выхода, определенного порога. В этом случае среднее напряжение на выходе ключа равно входному, умноженному на коэффициент заполнения и силовая часть является, таким образом, источником напряжения.
А если использовать управление по току, тогда коэффициент заполнения будет определяться моментом достижения пиковым или средним током дросселя определенного порога. Входой источник питания является в этом случае поставщиком энергии, но силовая часть преобразователя является источником тока.
Насколько я понял, питается девайс от трёхфазной сети, так что с напряженим питания проблем не должно быть.

[Валентиныч]

Насколько я понял, питается девайс от трёхфазной сети, так что с напряженим питания проблем не должно быть.

Абсолютно верно, разрабатываемая версия устройства должна питаться от 3-х фаз. Но это не исключает гаальваноразвязки. Собственно, с этого вопроса я и начал - нужен инвертор мощностью 4-6 кВА. Но тема "пошла в ширь", что тоже очень интересно, т.к. опыта работы с такими мощностями у меня маловато...

[wim]

Вот это для меня неочевидно... Зачем тогда магнитопроводы однотактов делаеют с зазорами?

Обратноходовые делают с зазором, поскольку обратноходовый транс работает как дроссель - в одном такте накапливает энергию, в другом отдает ее в нагрузку. А прямоходовому трансформатору зазор не нужен, ему накопление энергии даже вредно.