LLC резонансный преобразователь, Изолированный DC/DC Uin=360...620, Uout=800 Опции

[ISK2010]

Здравствуйте!

Требуется преобразовать =360...620В в =800В. Мощность номинал 11кВт (1 -11кВт. 16 при 10сек перегрузке). Я пока прорабатываю варианты изолированных преобразователей с КПД > 95% на номинальной мощности.

Сейчас рассматриваю вариант резонансного преобразователя типа такого:



Манят в нем меньшие потери в ключах, так пишут, но я пока не нашел конкретное сравнение, например, с мостовым преобразователем на мощности > 10kW.

Но у меня есть вопросы к тем, кто имел опыт реализации подобного типа преобразователей:

1) Возможно ли реализовать резонансный преобразователь с диапазоном входного напряжения 620/360 = 1.72 ? (в одной статье прочитал о рекомендуемом диапазоне <1.3)

2) --------------------//----------------------------------- с изменением нагрузки 1-11кВт? Или какой диапазон нагрузки допустим?

3) Кто-нибудь делал резонансный 11кВт с КПД > 95% ?

4) Кто-нибудь видел примеры двунаправленных резонансных DC/DC? (это на будущее)

5) Целесообразно ли вообще делать резонансный? Какую схема больше подходит?

Это не все вопросы из тех, которые у меня появятся по ходу обсуждения.

Помогите пожалуйста

[K-Volodja]

На таких мощностях я бы рекомендовал квазирезонансник. Это сдвоенный косой мост или полный мост с фазовым управлением.
Ибо для резонансного будут проблемы: 1. резонансная емкость - частотная для большой реактивной мощности + габарит; 2. токи в резонанснике больше и мало зависят от нагрузки, а это статические потери. Есть, правда, резонансники в которых эти проблемы частично решены, но они плохо описаны. Придется много экспериментировать.

[ISK2010]

K-Volodja, а как в квазирезонансном обсоит дело с минимальной нагрузкой? Я так понял, что при снижении нагрузки он переходит в режим жесткой коммутации. Какой КПД можно добиться у него для P = 10% от номинала.
Так то хороший вариант, особенно если габариты меньше выйдут.

[Herz]

А каков характер нагрузки? Меняется ли?

[gte]

А каков характер нагрузки? Меняется ли?

Потребление мощности в 11 раз + входное напряжение изменяется в 1,72 раза

[Integrator1983]

В таком диапазоне изменения входа и нагрузки Вам потребуется довольно сильно гулять по частоте - можно нажить проблем с драйверами и резонансными реактивностями.

На таких мощностях я бы рекомендовал квазирезонансник. Это сдвоенный косой мост или полный мост с фазовым управлением.

Вариант правильный. Также посмотрите в сторону Asymmetrical Half-Bridge и Multiresonant Converter. Кроме того, желательно поставить предстабилизатор по входу.

K-Volodja, а как в квазирезонансном обсоит дело с минимальной нагрузкой? Я так понял, что при снижении нагрузки он переходит в режим жесткой коммутации.

При некоторой сноровке, можно в фазовый ШИМ ввести перестройку частоты и совместить преимущества LLC и Phase-Shift Full-Bridge в мостовой схеме.

[ISK2010]

Да, чем больше читаю про реализации LLC, тем больше осознаю сложность применения в моих условиях. У меня практического опыта маловато пока.
Предстабилизатор... Например, повышающий? Думал, но в КПД же проиграю.
А вы собирали подобного рода DC/DC с мощностью >10кВт? Хочется габариты оценить. Мне надо влезть в 200x300x200мм, это 12литров. Т.е. надо плотность не менее 1кВт на куб.
Я почему-то считаю, что можно и в меньшие размеры влезть, если использовать частоту >>100кГц и мосфетов на SiC от CREE (цена на третьем плане). Но вы как считаете?

[Integrator1983]

Предстабилизатор... Например, повышающий? Думал, но в КПД же проиграю.

А Вы посчитайте реактивку, которую нужно гонять для поддержания резонанса в Вашем диапазоне - может, и выиграете в КПД, а не проиграете. Кроме того, есть SIC Schottky, квазирезонансные и резонансные повышалки с КПД под 0,98.

А вы собирали подобного рода DC/DC с мощностью >10кВт? Хочется габариты оценить. Мне надо влезть в 200x300x200мм

Собирал, и на мощности на порядок выше. Но у меня задача максимума КПД стояла, а не минимума габаритов. Как по мне - в такие габариты влезть очень сложно, сильно над конструкцией думать надо.
А повышение частоты - вопрос вообще спорный. Кремний - это один разговор, на резонансе можно и на мегагерц залезть (встречал такие статьи, правда, сам выше 300 кГц в мощных вещах не лазил). Но реактивные элементы никто не отменял - греться будут шибко.

[Herz]

Потребление мощности в 11 раз + входное напряжение изменяется в 1,72 раза

Я не об этом спрашивал. А о реактивном характере нагрузки и об изменении степени реактивности помимо изменения отбираемой мощности. Для резонансника, думаю, это важно учитывать. Наблюдал за разработкой резонансного источника для озонаторов схожей мощности - задача ещё та. Правда, и элементная база была ...

[ISK2010]

А вы какого КПД достигали? У меня ситуация такая, что я сам себе ТЗ на прототип правлю, и еще есть возможность КПД подправить, но желательно не меньше 95%, т.к. это число уже несколько раз озвучивалось как преимущество схемы с использованием DC/DC над старой схемой системы без DC/DC с трансформаторами 400Гц. И при этом должна быть возможность повышения эффективности для будущей системы (P > 100кВт).

Herz, нагрузкой является звено DC трехфазного инвертора и другого DC/DC для зарядки аккумулятора.

[Herz]

У меня ситуация такая, что я сам себе ТЗ на прототип правлю, и еще есть возможность КПД подправить

Ну, это обычное дело.

но желательно не меньше 95%, т.к. это число уже несколько раз озвучивалось как преимущество схемы с использованием DC/DC над старой схемой системы без DC/DC с трансформаторами 400Гц. И при этом должна быть возможность повышения эффективности для будущей системы (P > 100кВт).

Некисло. А есть примеры столь мощных и столь эффективных источников?

[ISK2010]

Система у нас специфичная. Источник аэродромного питания от солнечных батарей + аккумуляторные батареи на 8 часов работы + 380 50Гц. К примеру, некоторые производители солнечных инверторов заявляют 97%. Например, http://russian.alibaba.com/product-gs/150k...-503800521.html . Вот этот Хансовский инвертор мы и будем использовать для питания 3ф380. Инвертор 400Гц полностью свой.

Сообщение отредактировал ISK2010 - Oct 28 2011, 11:53

[Plain]

Первое, что не понятно — почему китайцам позволены ИБП размером с вагон на миллион литров, а Вы себе выделили только десяток.

А второе — читая ТЗ дальше, становится понятно, что речь идёт ещё и об однофазном блоке — потому что, будь у Вас, к примеру, 10-фазный, проблемы с работой на лёгкую нагрузку не было бы.

Это спорт такой, что ли — согнуть один транзистор, один диод и один трансформатор "вчетверо и засунуть всё это в самую маленькую коробочку"?

[Integrator1983]

А вы какого КПД достигали?

Для блока 64 кВт:

- 64 кВт - 92.6%;
- 51 кВт - 94.2%;
- 12 кВт - 89%.

[Serg SP]

Опытом разработки таких источников не обладаю, но при ремонте резонансных источников заметил одну любопытную закономерность: резонансная ёмкость имеет объём 4000 - 5000 куб. мм на киловатт мощности. Звучит, может, необычно и даже не научно (при чём тут вроде бы объём?), но каждый раз, когда попадается в ремонт резонансный зарядник, замеряю объём ёмкости и убеждаюсь, что в высоконагруженных ИИП, где предполагается работа при максимальной нагрузке 70 - 80% времени, именно такая пропорция.

Сообщение отредактировал Serg SP - Oct 28 2011, 18:06