Топология компактного 12/220 -> 42V 2A Опции

[vlvl@ukr.net]

Добрый день,

Возникла задача разработки компактного источника со входом 12/220 (что как минимум 8...16V/80...265V) и выходом 42V +/-0.1%; 2A, обязательно ограничение тока на уровне 2.1A.
Самая большая проблема - габариты, особенно высота, максимум по каждому измерению - 130x50x18

Я так понял, что 18-это высота. Если сможете сделать транс 220->12В с высотой около 14мм, тогда можно еще за чтото побороться, в противном случае такое задание не выполнимо.
По любому придется лепить 2а преобразования. Первый наверное полумост лучше, так как раскачка в первичке равна половине входнохо питания, а это уменьшение числа витков в первичке во столько же раз, что для Вас будет актуально. Второе преобразование это уже нужно смотреть по габаритам что туда влезет ( может пушпуль).
Ва не написали, нужно ли 12->42 развязка?

[vlvl@ukr.net]

Тут еще мысля пришла, сделайте не развязанный 220->12, а затем 12->42 развязанный.

[Herz]

Я так понял, что 18-это высота. Если сможете сделать транс 220->12В с высотой около 14мм, тогда можно еще за чтото побороться, в противном случае такое задание не выполнимо.
По любому придется лепить 2а преобразования. Первый наверное полумост лучше, так как раскачка в первичке равна половине входнохо питания, а это уменьшение числа витков в первичке во столько же раз, что для Вас будет актуально.

+1. Да и сердечник, наверное, поменьше сечением можно выбрать.

Второе преобразование это уже нужно смотреть по габаритам что туда влезет ( может пушпуль).
Ва не написали, нужно ли 12->42 развязка?

Нет, не нужна. Как написано выше выше задача при двух источниках больше для технолога даже....

Хотя один источник с непрерывным диапазоном таки заманчиво, нужно еще подумать ;-)

Не в этих габаритах, тут и думать нечего.

Тут еще мысля пришла, сделайте не развязанный 220->12, а затем 12->42 развязанный.

Тогда лишь бы одновременно не подключили.

[vlvl@ukr.net]

Тут еще мысля пришла, сделайте не развязанный 220->12, а затем 12->42 развязанный.

Я предпологал, что высоковольтный транс будет громоздким и может быть проще поставить дроссель, а низковольтную часть сделать развязанной, хотя это может быть и не безопасно.

[Microwatt]

Да стартер уже и забыл о чем спрашивал. По-видимому, разработка не состоялась.

[Guest_orthodox_*]

+1. Да и сердечник, наверное, поменьше сечением можно выбрать.
Тогда лишь бы одновременно не подключили.

Вроде как тут и можно одновременно подключать - что будет-то?
Либо заблокируется источник 220->12, либо будет подзаряжать акумулятор.
Получится еще и бесперебойник - два в одном.
Логично, кстати.
Контроль тока аккумулятора отдельно - места не займет, это не проблема.

Надеюсь, неразрывный диапазон от 8 до 220 на самом деле не нужен...
Тогда бы логичнее развязать 220->12 , а поднимать до 48 степапом, для безопасности.

Если за высоту поторговаться немного - все может влезть...

[Herz]

Вроде как тут и можно одновременно подключать - что будет-то?
Либо заблокируется источник 220->12, либо будет подзаряжать акумулятор.
Получится еще и бесперебойник - два в одном.
Логично, кстати.

Убить кой-кого может, ведь аккумулятор наверняка внешний.
А так - ничего...

[Burner]

Резонансный нестабилизированный преобразователь. Вернее два на одном кольце. Один - полумост от сети, другой - пуш-пул от 12 В. Вторичная обмотка на кольце одна, вольт на сто. С ней последовательно - резонансный контур небольшой добротности. Потом выпрямитель, и чоппер-стабилизатор. И усе. Работать это все может на 100-200 кГц, так шо с габаритами проблем не будет. Топикстартер жив?

[Microwatt]

И усе. Работать это все может на 100-200 кГц, так шо с габаритами проблем не будет. Топикстартер жив?

Там, где исчезают проблемы с габаритами, вырастают проблемы с теплом...
Топикстартер... Та, скорее остался после такого проекта жив, но...
"Я о прошлом уже не мечтааааю
и мне прошлого больше не жаль... ".

[Herz]

Вторичная обмотка на кольце одна, вольт на сто.

Зачем так много? Это же витки, габариты... Здесь как раз на минимум заложиться надо, ИМХО. А так - да, вариант. Но не уверен, что самый компактный. Поскольку от 12В изоляции не нужно, тут бы просто степ-ап. Стабилизатор. А насчёт высоковольтного - так полумост нестабилизированный до двенадцати - тут лучшее решение. Поскольку до 48-и снижать или до 12-и, ему всё равно, зато стабилизацию один раз делать. Двойное преобразование получается только для высоковольтного - так и КПД здесь не так критично, и изоляция всё равно нужна.

[Microwatt]

Поскольку от 12В изоляции не нужно, тут бы просто степ-ап. Стабилизатор.

Степ-ап оно хорошо, но если повышать более, чем в 1.7-1.8 раза, то либо дроссель вырастает в автотрансформатор, либо возиться с устойчивостью при заполнении более 50%. Сходу с 12 до 60 не разогнать. Да и токи тут будут ампер 13-15 в однотактнике. Как и в сетевом , лучшее решение - нерегулируемый пуш-пул.
А стабилизатор пусть тянет дальше все по вопросам стабилизации.
Ну, все уже коллективно решили и просчитали. И 18 мм высоты теперь не страшно.
Стартера нету только. М-да, стартер сгинул, а тема живет....

[wim]

Степ-ап оно хорошо, но если повышать более, чем в 1.7-1.8 раза, то либо дроссель вырастает в автотрансформатор, либо возиться с устойчивостью при заполнении более 50%. Сходу с 12 до 60 не разогнать. Да и токи тут будут ампер 13-15 в однотактнике.

Можно и в пять раз разогнать в обычном бусте. Принципиальное ограничение только одно - не попасть на другую ветвь регулировочной характеристики, там, где контроллер работает с коэффициентом заполнения близким к 100%. Это может произойти на старт-апе с полудохлым аккумулятором. Т.е. нужен контроллер с ограничением максимального коэффициента заполнения. Ну, например, UCC2807.
С автотрансформатором там другая проблема - у "обычного" буста входной ток непрерывный, а у автотрансформаторного будет скачок тока. Т.е., надо будет еще помехи по входу фильтровать. Опять же кой-какая индуктивность рассеивания появится.

[Microwatt]

Можно и в пять раз разогнать в обычном бусте. Принципиальное ограничение только одно - не попасть на другую ветвь регулировочной характеристики, там, где контроллер работает с коэффициентом заполнения близким к 100%. Это может произойти на старт-апе с полудохлым аккумулятором. Т.е. нужен контроллер с ограничением максимального коэффициента заполнения. Ну, например, UCC2807.

Так дело же не только в принципиальной возможности контроллера выдавать заполнение 95%. При повышении в пять раз заполнение более 0.8. В разрядной цепи такие скачки токов и напряжений, столько ВЧ-гармоник, что КПД сильно падает. Да и шумит в электрическом смысле такая схема сильно.
На практике буст с хорошим КПД, повышающий более, чем в 2-3 раза вроде не встречался....
Да и почти панически боюсь проблем со слоп-компенсацией. Ни разу рассчитать ее на абсолютную устойчивость не удавалось. Все равно, в каком-то режиме начинается "рваный" ШИМ с субгармониками. Посему, стараюсь заполнение более 0.5 из головы сразу выбросить. Хотя, специализированные контроллеры с этим вроде работают.

[elman]

Спасибо за заботу о моем здоровье ;-)
Не появлялся поскольку занят темой. Вариант с двумя входами уже не интересен, принципиальных проблем для себя не вижу, сейчас занимаюсь борьбой за габариты. Спасибо всем за советы.
Вариант с непрерывным диапазоном конкретно для себя признал неподъемным при таких габаритах, судить о принципиальной возможности не берусь, но возникли предложения по реализации данного варианта, так что если кто-то готов заняться возмездной разработкой - пришите. Для заказчика такой вариант гораздо более предпочтителен.

P.S. На каком-то этапе в ТЗ закралась ошибка - стабильность не 0.1% а 1%.

[wim]

Так дело же не только в принципиальной возможности контроллера выдавать заполнение 95%. При повышении в пять раз заполнение более 0.8. В разрядной цепи такие скачки токов и напряжений, столько ВЧ-гармоник, что КПД сильно падает. Да и шумит в электрическом смысле такая схема сильно.

Ну, а в повышающем пуш-пуле? Тот же рваный ток только во входной цепи. Так он еще и больше выходного. Если уж совсем с непрерывным током - то надо преобразователь Чука, но там можно нарваться на всякие патентные пендинги. На самом деле, не так все страшно - когда смотришь буржуйские аппноты, иногда удивляешься, как затейливо они проложили силовые цепи на печатной плате. Но при ближайшем рассмотрении все очень просто - в обоих интервалах коммутации токи направлены в одну сторону, чтобы минимизировать изменение магнитного потока.

Да и почти панически боюсь проблем со слоп-компенсацией. Ни разу рассчитать ее на абсолютную устойчивость не удавалось. Все равно, в каком-то режиме начинается "рваный" ШИМ с субгармониками. Посему, стараюсь заполнение более 0.5 из головы сразу выбросить. Хотя, специализированные контроллеры с этим вроде работают.

Странно, я вот по этому букварю считаю и всегда получается:
http://focus.ti.com/lit/ml/slup080/slup080.pdf