Альтернативный вариант лабораторного блока питания, Преобразователь из 220В в 100-1500В мощностью 2 кВт Опции

[Фролов Максим]

Разработка блока питания в соседнем топике по-прежнему актуальна, но параллельно прорабатывается альтернативный вариант высоковольтного лабораторного блока питания. В этом блоке питания главное простота и использование компонентов, которые валяются без дела. Итак, техническое задание: мощность 2-3 кВт, выходное напряжение - от 100В до 1500В. Максимальный выходной ток 5А. Сеть 220В. Первое звено - ЛАТР с максимальным током 20А. Далее разделительный трансформатор очень мощный, с шинной медью, трансформатор 220/380 повышающий. Далее выпрямитель и входной фильтр 900мкФ. Блока управления не подразумевается, сигнал ШИМа берется с генератора импульсов, на генераторе выставляется частота и коэф. заполнения. Далее по силе: топология Tapped-inductor boost. Данная топология дает снижение напряжения на ключе. Силовые IGBT модули BSM400GA170DL. Плюс драйверы управления модулями тоже есть. Почему такие огромные модули? Потому что я работаю в фирме по производству тяговых приводов, и этого добра навалом. Эти модули давно списаны. Целая коробка стоит этих модулей. Впрочем как и конденсаторов EVOX RIFA 450В 1800мкФ, тоже целая куча. Есть готовый радиатор под три посадочных места SEMITRANS3, то есть как раз под эти модули. Частота ШИМа 20 кГц. На модулях U3 и U6 собран выходной электронный ключ. В качестве нагрузки - испытуемые преобразователи. В связи с вышеизложенным есть несколько вопросов, может кто подскажет: 1. Данные модули BSM400GA170DL низкочастотные и 17 класса, соответственно динамические свойства у него плохие. Сможет ли он работать на частоте 20кГц? Ток коммутации: начальный ток - 0, конечный 30А (прерывистые токи, по результатам моделирования при условиях: 1500В на выходе, 2 кВт мощность, входное напряжение 400В на входном фильтре). 2. В испытуемых преобразователях на входе стоят фильтры, соответственно включение ключей U3 и U6 подразумевает включение на разряженные емкости при максимальном напряжении 1500В. IGBT намного слабее тиристоров, поэтому думаю удержать нарастание тока дросселем L3. Как рассчитать необходимую индуктивность дросселя L3 чтобы модули не взорвались? Предполагаю, надо брать величину критической скорости нарастания тока для данного модуля (около 6кА/мкс). Среднестатистическая емкость в испытуемых преобразователях 1000-2000 мкФ.

Диод VD1 поставлен для снижения выбросов на коллекторе транзистора, но, к сожалению, он вызывает перекос в выходном фильтре, но запас по напряжению все равно достаточный. Величина индуктивности Tapped-индуктора выбрана как компромисс между количеством витков (индуктивностью) и пульсацией тока.

Эскизы прикрепленных изображений