Увеличение удельной мощности источника питания, создание компактного блока питания на 1кВт Опции

[Microwatt]

А что всем не нравится так высокие частоты. Надо же расти. Как кому нибудь говоришь число больше 100кГц, так сразу улыбка на лице.

Улыбка- не улыбка, но скептицизм явный. Вроде бы об этом много понаписано.
Для чего вообще берется не 5 кГц, а 50, скажем? Ведь были когда-то источники на 2 кгц и по сравнению с 50Гц это казалось чудом. Просто тогда ни ключи, ни диоды, ни железо не могли работать быстрее.
Сегодня обыденным является диапазон 50-100кГц. По сравнению с 5 кГц частота выросла в 10-20 раз. А вот габариты ужались, но не в 20 раз. Киловаттник на 500кГц будет, наверное, меньше, чем на 100кГц, но не в 5 раз, возможно, даже не в два раза. А КПД будет хуже заведомо.
С частотой быстро растут конструктивные, технологические сложности и динамические потери. Эти трудности должны быть чем-то оправданы, не быть самоцелью. Вот потому и скепсис, наверное, как ощущение искусственно создаваемых трудностей.
Добро бы это была НИР где-то в крупной конторе, обещающая технологический прорыв конторы в будущее, - стоило бы убить время и деньги. Или остродиссертабельная тема
А разовая прикладная любительская разработка... сомнительная цель. Или обрисована так, что другие не все понимают.

[Shadow1809]

Microwatt спасибо огромное, вы мне открыли глаза на суть вещей всей силовой электроники. Я знаю одного доктора наук, так он не поверил, когда я ему рассказал, что мы один прибор сделали, где трансформатор работал на частоте близкой к 1 МГц. Так и сказал быть не может такого, что хотите делайте не поверю, так и не переубедил до конца. Что делать предрассудки. Иногда решение трудностей доставляет удовольствие, если бы все шли по пути наименьшего сопротивления, то думаю электричество еще бы не открыли. Кстати отношение к одному НПЦ я имею непосредственное, так что польза двойная, и для себя и для конторы.

[asdf]

Просто пока праздники не с кем посоветоваться нормально, а времени вагон, вот хотел поработать. Что никто не знает как можно оптимизировать систему для уменьшения ее объема (чем меньше тем лучше). Предлагайте технологии типа планарных трансформаторов, увеличения фазности выпрямителей, использования нестандартных схем преобразования энергии и т.д. Что никто журналов тематических не читает. Просто одному человеку все вспомнить не реально, вдруг я что то забыл, давайте не стесняйтесь помогайте.

Я думаю в этой ситуации тут мало кто Вам сможет помочь, традиционные методы Вы уже описали. А применение нетрадиционных Ваша ситуация не стимулирует. Понятие "как можно меньше" - весьма расплывчато.
Прикиньте блок с использованием того, что Вы описали сами. Думаю в 600-700Вт/дм3 и кпд не менее 85-87% получится.
Если это не устроит, то дальше перейти к нетрадиционным - сделать активный входной выпрямитель, заливные фильтры, квазирезонансный ККМ, квазирезонансный инвертор с распределенным трансформатором и синхронными выпрямителями для 12В,5В и 3.3В в релейном режиме. AlN3 для изоляции. Догнать кпд до 95% и получить 1200-1500Вт/дм3. Правда стоимость возрастет раза в 3, но для единичного экспериментального образца это как раз не важно, но интересно .
По поводу высоких частот - 500кГц - не страшно, поищите сердечники на 49 феррите, например интересные типа ELP.
У нас, например, диапазон работы квазирезонансников- 200-600кГц. В некоторых конструкциях и квазирезонансный ККМ работает на такой частоте

[Microwatt]

Ну что же, соли серебра и моток медной фольги Вам в руки, штурмуйте мегагерц на полутора киловаттах.
Если есть уверенность и желание, почему бы не попробовать.
В конце-концов, отрицательный результат в науке и технике - тоже ценный результат, это не футбол, где после финала переиграть ничего нельзя.
Успехов Вам!

[Shadow1809]

Ну вот хоть кто то написал что то конструктивное. asdf у меня возникло несколько вопросов.
1) На чем вы предлагаете делать входной активный выпрямитель на MOSFET?
2) Заливные фильтры это что ли просто все элементы фильтра соединяются объемным монтажом и заливаются компаундом?
3) Квазирезонансный ккм, как на FAN4822?
4) Что Вы подразумеваете под фразой распределенный трансформатор?
5) И зачем релейный режим работы в синхронном выпрямители?
Объясняю критерии уменьшения объема. Охлаждение блока питания будет осуществляться водяным охлаждение, так что кпд порядка 90% меня вполне устроит, а вот ради уменьшения объема пассивных элементов (дроссели конденсаторы ) я готов пожертвовать падением в КПД.
Да и на счет трансформатора. К такому сердечнику обмотка делается плоской (горизонтально относительно платы). Я делаю такую обмотку из медной фольги и каждый виток прокладываю тефлоновой пленкой. Это не очень удобно, т.к каждый виток приходиться пропаивать со следующим и хоть результат все равно замечательный это не технологично. Если вы знаете как сделать лучше сможете рассказать? (использование многослойных плат возможно только при массовом выпуске)

[Integrator1983]

С резонансным ККМ я бы не связывался - геморроя много, элементов больше, а выигрыша КПД по сравнению с ККМ на UCC28070 с SiC Шоттки - доли процента. Если есть желание увеличить КПД - стройте Bridgeless PFC. По выходу я бы применил синхронный выпрямитель с удвоением тока (Current Dublier Topology).

По поводу планарного трансформатора - для опытов заказывали однослойные ПП на тонком текстолите (получается 1 виток с односторонней изоляцией) и набирали пакет, соединяя луженкой через отверстия. Готовый пакет вакуумировали - нормально работало и выглядело прилично.

[SNGNL]

Нужен необычный по форме сердечник из карбонильного железа с необходимой магнитной проницаемостью - беру порошок карбонильного железа и прессую из него нужный профиль с нужным распределенным зазором.

Я знаю одного доктора наук, так он не поверил, когда я ему рассказал, что мы один прибор сделали, где трансформатор работал на частоте близкой к 1 МГц. Так и сказал быть не может такого, что хотите делайте не поверю, так и не переубедил до конца. Что делать предрассудки.

Секрет успеха в необычных сердечниках из карбонильного железа?

Или в этом?

2) Времени пожертвовать готов столько сколько нужно.

[Shadow1809]

Integrator1983 спасибо за подсказку буквально утром пытался сделать тоже самое с ККМ, оказывается все уже изобрели до нас, хоть голову ломать не придется.
SNGNL не понял про что Вы хотели спросить. Секрет успеха в мозгах, а не в карбонильном железе.

[egorr]

Shadow1809,в каком месте (в Нью-Йорке) компоненты заказываете?
Вас случаем не Артёмом (aka artemeletc) зовут?

[Shadow1809]

Нет меня Александром звать. А про компоненты я это написал что бы люди не стеснялись и писали даже самые редкие компоненты если что. Просто наша контора постоянно заказывает компоненты у местного поставщика, а у него выходы и на Америку и на Китай есть. Вот недавно они за неделю заказ доставили как раз из Нью-Йорка. Ну на моей памяти не было такого что бы они сказали, что не смогут достать.

Сообщение отредактировал Shadow1809 - Jan 6 2011, 18:56

[SNGNL]

SNGNL не понял про что Вы хотели спросить.

Про карбонильное железо. Не встречал упоминаний об этом материале применительно к современной силовой электронике. Какие у него преимущества по сравнению с традиционными материалами?

[Shadow1809]

Ну карбонильное железо это не материал это сказка. Продается килограммами (порошок такой), по моему рублей 200 за кг сейчас стоит. Смешивается с любым связующим материалом типа эпоксидки (некоторые любят мешать с жидким стеклом, когда температура большая нужна эксплуатации). В зависимости от процентного содержания можно получить магнитную проницаемость в очень широких пределах. Если нужен здоровый фильтрующий дроссель там на сварочник какой ни буть, то лучше этого я еще не придумал, что использовать. Или вот недавно надо было мне создать в трубе, бегущее магнитное поле, на приличной частоте, так я сделал типа стартора как у асинхронного двигателя, а сам стартор отлил из карбонильного железа прямо с вмонтированными туда многофазными обмотками.

[egorr]

Нет меня Александром звать. А про компоненты я это написал что бы люди не стеснялись

ПоддержуSNGNLи непостесняюсь спросить про место и роль карбонильного железа ,кот. Вы у себя в НПЦ (СКОЛКОВО?) запекаете,в продвинутой силовой электронике.
И ещё,при каких напряжениях и токах,и на каких частотах работают Ваши самопальные бутерброды (медь/тефлон) для планарных трансов?

[Shadow1809]

Да чем нам это сколкого. Из Томска я. У нас тут все от транзисторов (недавно видел на одной конференции для молодых специалистов, парнишка придумал новый транзистор, характеристики такие, что я не поверил, там у половину аудитории глаз выпал, 3 патента вроде получил) до спутников делают.
А планарные трансформаторы, как трансформаторы только чуть технологичнее в больших партиях.
Ссылка вот http://www.icquest.ru/html/articles/payton_art.html да везде сейчас уже инфы по ним завались просто.

[SNGNL]

В зависимости от процентного содержания можно получить магнитную проницаемость в очень широких пределах.

В каких пределах, если не секрет?