Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Три источника на одну нагрузку
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Обратная Связь, Стабилизация, Регулирование, Компенсация
fir
Посоветуйте, или дайте ссылку, где можно посмотреть, как организовать работу
нескольких источников питания на одну нагрузку.
Интересует равномерное распределение нагрузки на каждый источник, а не резервирование.

Исходные данные:
блок питания на 3-х 40-ватных модулях AC-DC
AME40-15SMAZ выход 15В.

Нужно по возможности равномерно нагрузить эти три модуля на одну 60Вт нагрузку.
Модули залитые, есть только вход и выход, нет возможности электронной регулировки выходными параметрами модуля.
По этой причине особого смысла в применении LM5080 (контроллера распределения нагрузки) нет. Должа быть внешняя
обвязка на дискретных элементах, которая выравнивала нагрузку на модули.
Какие есть решения, или есть специализированные контролеры (микросхемы) для управления внешней обвязкой.
Сразу оговорюсь нагрузка активно-емкостная, т.е. электронные схемы. Большой запас по мощности связан
с требованиями надежности, т.е. при выходе из строя одного модуля блок питания должен сохранять работоспособность.

Нашел на форуме две похожие темы:
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=76883
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=75150
но к сожалению не мой случай.
SergCh
Ну и задачка у вас.
Сразу просится ответ "никак". Не совсем подходящие модули для параллельной работы, да ещё на ёмкостную нагрузку.
Регулировки выходного напряжения нет.
Защита от КЗ - икающий режим.

Единственное что даёт надежду, это цифра 1% Load regulation.
То есть характеристика модулей достаточно "мягкая", если цифры не врут, и позволит распределить нагрузку между ними более или менее равномерно. Но при условии что напряжения трёх источников не будут отличаться на 2%, как написано опять же в даташите. Выходные напряжения отдельных источников должны различаться как можно меньше.
Есть ещё вариант включить их через разделительные диоды, балластные сопротивления, и наконец через проходные транзисторы, управляемые схемой распределения токов. Но это мне кажется слишком сложный выриант для такой задачи.
К тому же КПД сильно пострадает.
Микросхемки для этих целей делают, могу поделиться, но они предназначены для управления ОС в самом модуле, либо выносными ОС или контактом регулирования выходного напряжения.
fir
SergCh, спасибо за ответ.
Задача, действительно не простая.
Перейти на другую элементную базу не могу, поэтому мучаюсь с этим вариантом.
Решения "в лоб" типа простого параллельного соединения, или через резисторы,
или диоды эти варианты уже проработаны - не то.
Остановился сейчас именно на "проходные транзисторы, управляемые схемой распределения токов".
MOSFET + ОУ + RC-дискрет, не особо мне это нравится, в плане не все "подводные камни" смогу учесть.
Поэтому интересует именно специализированная под эту задачу микросхема (контроллер/драйвер)
для управления транзисторами, или проверенное решение на рассыпухе.
КПД особого значения не имеет (в разумных пределах конечно),
главное чтобы на проходные транзисторы не пришлось еще и радиаторы ставить biggrin.gif
SergCh
Присмотретесь тогда к микросхемам UC 3902, UC3907.
Но ту же схему можно реализовать и на рассыпухе. Понадобятся датчики тока с каждого модуля, схема сравнения, и управления.
Microwatt
Если для надежности, то просто объедините через диоды. Один будет чуть перегружен, второй- недогружен, третий будет отдыхать.
Кто именно - сами разберутся. При отказе любого одного два оставшихся разберутся снова.
Нагородите регуляторов - какие тогда разговоры о надежности? Эти самые регуляторы и будут постоянно выходить из строя.
Можно последовательно с диодами мааааленькие резисторы. Под 0.1-0.2 вольта падения при полной нагрузке. Немного помогут выровнять токи. Ну и с переменным падением на диодах придется мириться, если нет выносной точки ОС.
fir
SergCh , Microwatt, спасибо за ответы.
В понедельник приходят модули (AME40-15SMAZ), заказал еще UC3902 (понравилась больше) доставят через неделю.
Попробую оба варианта. Разбег (заявленный производителем) ±2% в принципе не большой и вариант с диодом + резистор,
в первом приближении, выглядит неплохо. Посмотрю, как это будет выглядеть на реальном железе (сейчас только в Proteus прикидывал),
через неделю соберу на UC3902 и сравню два варианта.
Думаю из 2-х зол выберу меньшее biggrin.gif . Еще раз спасибо за помощь, тему можно считать закрытой.
SergCh
Цитата(fir @ Mar 1 2012, 22:14) *
SergCh , Microwatt, спасибо за ответы.
В понедельник приходят модули (AME40-15SMAZ), заказал еще UC3902 (понравилась больше) доставят через неделю.
Попробую оба варианта. Разбег (заявленный производителем) ±2% в принципе не большой и вариант с диодом + резистор,
в первом приближении, выглядит неплохо. Посмотрю, как это будет выглядеть на реальном железе (сейчас только в Proteus прикидывал),
через неделю соберу на UC3902 и сравню два варианта.
Думаю из 2-х зол выберу меньшее biggrin.gif . Еще раз спасибо за помощь, тему можно считать закрытой.

Напишите, что получилось в итоге.
Microwatt
Если источники "умеренно хорошие" по стабилизации выходного напряжения, т.е. имеют заметно падающую характеристику, то объединение через диоды работает неплохо. Мощность делится не равными частями, но удовлетворительно.
Хуже, когда до самого выключения по перегрузке источник стремится удержать выход. Тогда нужно искусственно повысить его выходное сопротивление резисторами.

Имею некоторый опыт эксплуатации распределенной системы.
Хорошие по стабилизации источники, но без точной регулировки выходного номинала, при прямом объединении плохо делят мощность. Но вот когда их включают гирляндой для питания линии, (она же служит балластом), то успешно строятся линии километров в 4-5.
Источники включены где через 100 м, где через 600. Погонное сопротивление линии 8 ом/100м. Напряжение источников 52-55вольт. Токи порядка 1.5А. Уже 1 Ом балласта заметно выравнивает мощности.
Plain
Например, можно собрать строенный стабилизатор проходного напряжения — три ОУ, три PNP и управление. На выходе будет минимальное из входных минус падение на PNP и резисторе.
Microwatt
Цитата(Plain @ Mar 5 2012, 17:14) *
Например, можно собрать строенный стабилизатор...На выходе будет минимальное из входных....

С точки зрения резервирования (ТС именно этим озадачен) такая логика безупречна.
Ведь стоит отказать одному из трех источников - 100% выход обесточится? sm.gif
Plain
Тогда совсем простой вариант — обыкновенный стабилизатор, с жёстко заданным выходным, равным минимально возможному выходному используемых БП минус падения на транзисторе и резисторе, т.е. 15 В – 2% – 1% – 0,35 В – 0,2 В = 14 В.
alekssan
Что бы получить одинаковое распределение нагрузки между источниками питания их нужно синхронизировать, что бы один стал мастер устройством, а другие ведомыми. Это решало бы задачу и резервирования и равномерного распределения нагрузки. Из известных мне источников могу привести только Vicor у которого есть возможность синхронизации и распределения нагрузки с точностью до 1%.
У других в том числе Aimtec такой возможности нет, поэтому при параллельном включении получается все же задача резервирования (система N+1), где рекомендуется ставить диоды, будут потери, но токи не такие и большие так что пережить можно!
Можно правда вместо диодов ставить MOSFET с контролером для создания систем N+1 с меньшими потерями - http://www.vicorpower.com/cms/home/product...er%20Management
Microwatt
Цитата(alekssan @ Mar 6 2012, 11:51) *
что бы один стал мастер устройством, а другие ведомыми. Это решало бы задачу и резервирования и равномерного распределения нагрузки.

Ну и что будет, если мастер вдруг откажет? Глядя на кого остальные будут распределять нагрузку? Тоже поотключаются?
alekssan
Цитата(Microwatt @ Mar 6 2012, 13:34) *
Ну и что будет, если мастер вдруг откажет? Глядя на кого остальные будут распределять нагрузку? Тоже поотключаются?

Мастер устанавливается при запуске, им становится модуль у которого при запуске была максимальная частота. Если мастер выходит из строя то функцию мастера возьмет на себя другой модуль.
Так же можно принудительно задать мастер модуль, а остальные сделать ведомыми (booster), тогда система вырубиться. Фишка в этом случае, что есть модули booster-ы без управляющей части,они дешевле и в таком случае стабильность выхода и равномерность загрузки каждого модуля еще выше.
SergCh
Цитата(alekssan @ Mar 6 2012, 11:51) *
Что бы получить одинаковое распределение нагрузки между источниками питания их нужно синхронизировать, что бы один стал мастер устройством, а другие ведомыми. Это решало бы задачу и резервирования и равномерного распределения нагрузки. Из известных мне источников могу привести только Vicor у которого есть возможность синхронизации и распределения нагрузки с точностью до 1%.

Такие вещи делает не только Vicor. Это даже у нас в России выпускается. А точность распределения токов в 1% избыточна.
Microwatt
Цитата(alekssan @ Mar 6 2012, 16:37) *
Мастер устанавливается при запуске, им становится модуль у которого при запуске была максимальная частота. Если мастер выходит из строя то функцию мастера возьмет на себя другой модуль.

Тогда наводящий вопрос. А что, у мастера не может быть отказа вроде повышения частоты раз в пять? И сам откажет и других собьет.
Надежные схемы с одним каким-нибудь нерезервированным компонентом не строятся. Где тонко - там и рвется.
А вообще-то, при чем тут вопрос синхронизации фаз к вопросу общей надежности и распределению нагрузок?
alekssan
Цитата(SergCh @ Mar 6 2012, 17:48) *
Такие вещи делает не только Vicor. Это даже у нас в России выпускается. А точность распределения токов в 1% избыточна.

Я и не писал что только Vicor! Напишите тогда какие компании делают синхронизацию модулей (внутренних ключей разных модулей) при параллельном включении источников питания, а не только обеспечивают возможность параллельного включения для работы на общую нагрузку с включением с помощью схем с диодами установленными на выходе.

Цитата(Microwatt @ Mar 6 2012, 21:53) *
А вообще-то, при чем тут вопрос синхронизации фаз к вопросу общей надежности и распределению нагрузок?

Имелось в виду не синхронизация фаз, а синхронизация внутренних ключей, контроллером одного из модулей, тогда будет равномерная загрузка всех модулей.
Тоже относиться и к трехфазному питанию, каждый из модулей сидит на разных фазах, но все засинхронизированы контроллером и каждый вытягивает из своей фазы только часть нагрузки, если между фазами перекос и одна фаза просела ниже рабочего напряжения модуля, то он отключится, и оставшиеся модули распределят нагрузку на между собой на 2 оставшиеся фазы. (пример рабочей 3-х фазной системы с синхронизацией, FARM-фильтр выпрямитель)

Цитата(Microwatt @ Mar 6 2012, 21:53) *
Тогда наводящий вопрос. А что, у мастера не может быть отказа вроде повышения частоты раз в пять? И сам откажет и других собьет.

Если такая ситуация возникнет, значит на выходе возникнет бросок тока или перенапряжение, тогда сработает защита и модуль отключится и через некоторое время если не вышел из строя станет перезапускаться. За это время контролер другого модуля станет мастером и уже не отдаст инициативу до перезапуска всей системы.
Сбои возможны везде для этого есть защиты.
Парус
Ставьте последовательно три источника по 5В.
Microwatt
Цитата(Парус @ Mar 19 2012, 09:57) *
Ставьте последовательно три источника по 5В.

Ага, тоже проверенное эмбеддерское решение.
Достаточно одному выйти из строя, как гарантировано исчезнет все питание. sm.gif
Парус
Питание не исчезнет, но посядет до 10В. rolleyes.gif
Herz
Цитата(Парус @ Mar 19 2012, 10:32) *
Питание не исчезнет, но посядет до 10В. rolleyes.gif

Любопытно, каким образом? Отказавший источник вместо себя перемычку вставит?
Парус
А Вы прозвоните его! 08.gif
Microwatt
Цитата(Парус @ Mar 19 2012, 14:11) *
А Вы прозвоните его! 08.gif

А Вы оборванный диод, обмотку, дорожку звонили? Или отказы только в виде КЗ бывают?
И потом, 9.5 вольт вместо 15 это отказ.
Парус
Балластные резисторы можно попробовать поставить на вход источников. sm.gif
Microwatt
Цитата(Парус @ Mar 19 2012, 13:46) *
Балластные резисторы можно попробовать поставить на вход источников. sm.gif

А это как? Резисторы источников вроде не заменяют.
Парус
Ладно, это всё "кривые" решения.
В документации на модули МАА фирмы Александер Электрик прямо указывается на возможность параллельной работы.
MikeSchir
Цитата(Парус @ Mar 19 2012, 15:34) *
Ладно, это всё "кривые" решения.
В документации на модули МАА фирмы Александер Электрик прямо указывается на возможность параллельной работы.

Так ведь у них есть вывод "Рег.", его и можно использовать, применив те же UC38902, UC38907. Ну, как-то так.
SergCh
Цитата(MikeSchir @ Mar 20 2012, 13:28) *
Так ведь у них есть вывод "Рег.", его и можно использовать, применив те же UC38902, UC38907. Ну, как-то так.

Выводом рег для запараллеливания не нужен, для этого используется вывод "пар".
Но им можно регулировать выходное напряжение запараллеленной связки модулей.
MikeSchir
Цитата(SergCh @ Mar 21 2012, 09:12) *
Выводом рег для запараллеливания не нужен, для этого используется вывод "пар".
Но им можно регулировать выходное напряжение запараллеленной связки модулей.

Очень жаль, что вывод "Пар." есть у модулей МАА только начиная с 600 Вт rolleyes.gif
SergCh
Цитата(MikeSchir @ Mar 21 2012, 13:23) *
Очень жаль, что вывод "Пар." есть у модулей МАА только начиная с 600 Вт rolleyes.gif

Верно laughing.gif
fir
Макетирование в самом «разгаре», окончательного варианта пока нет, привожу промежуточные итоги.
Для начала развернуто, о задаче, для чего это затевалось. С проектируемого источника питания будет
раздаваться первичное постоянное напряжение, которое по ряду требований не должно превышать 16В.
Выходное напряжение планирую получить в диапазоне 13,7…14,6. Максимальная мощность источника 52…58Вт.

Теперь об используемых 40 Вт модулях AME40-15SMAZ. Это не обязательно будут именно они, как вариант
модули CHINFA KAMN4015 и ряд других. Модули должны быть стандартны по габаритам, посадки на печатную
плату, и характеристикам. Требования к модулям: надежность, цена, и независимость от производителя. Цена
на модули о которых писал выше (в зависимости от партии) лежит в диапазоне 700…1200руб, к примеру цена на
аналогичный модуля от TRACOPOWER перевалит за 3т.руб., а про решения от Vicor вообще молчу. Поэтому
завязываться на «умный» модуль, которым можно управлять, нет смысла и по цене и по требованиям независимости
от конкретного производителя.

Дальше чисто технические вопросы. Чтобы модули равномерно, нагружались, разница в их выходных напряжениях
не должна превышать 0,1В. Не буду приводить свои теоритические изыскание, кому интересно могут посмотреть статью
из журнала Phoenix Contact «ПРАКТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ QUINT ORING..» стр. 27, собственно к тем же «0,1В» пришли и на практике.
Интегрального решения «в лоб», т.е. специализированой микросхема/контроллера, не нашел. Есть, кое-что у MAXIM, очень близко
у Vicor, но или цена, или требуются «умные модули», а это опять цена и завязка на одного бренда. На данный момент плотно
прорабатываю два варианта на дискрете, пока в двух словах:

1. «Тупой» вариант. Если «разбег» модуля по выходному напряжению составляет ±2% (это для модулей Aimtec, у CHINFA
лучше ±1%), то получаем 14,7В…15,3В. Берем небольшой запас (0,1В) и «опускаем» выходное напряжение с каждого модуля
до уровня 14,6В. В худшем случае (все три модуля в +2%) потери на тепло 3…5Вт. Плюсы- все плюсы простой схемы.
Минусы – требуется (правда только один) стабильный источник опорного напряжения, это не проблема, хуже, что этот
источник придётся обвязывать резисторами, которые имеют разброс ±5% (точные не планирую использовать).

2. «Умный» вариант. Выходное напряжение модулей «подравнивается» под уровень модуля с самым низким
выходным напряжением. Плюсы – уход от проблемы точности номиналов элементов, меньше потерь на тепло и меньше влияние
дестабилизирующих факторов (например, температуры). Минусы – больше элементов, больше время реакции, хотя последнее,
не столь существенно для линейной схемы.

Пока все. О результах отпишу.
Microwatt
Цитата(fir @ Mar 22 2012, 01:52) *
Дальше чисто технические вопросы.

2. «Умный» вариант. Выходное напряжение модулей «подравнивается» под уровень модуля с самым низким
выходным напряжением.
Пока все. О результах отпишу.

Речь о резервировании уже не идет?
Не слишком ли хитер "умный" вариант? Результат ведь тут можно предсказать.
"Модуль с самым низким напряжением"- это же полностью отказавший модуль. Два других за ним вслед отключатся?

Подстраивать на 0.1 вольта с целью выровнять нагрузку - вообще никуда не годится. Тогда четвертый модуль нужно- мужика с отверткой, который бы непрерывно все подстраивал. Не удержит источник 0.1 вольта во всех условиях эксплуатации и весь ресурс, как бы точно его не выставили изначально.
Достаточно просто три источника с уверенным режимом ограничения по току объединить. Выравнивать ничего не нужно, лишнее это.
Но вряд ли стандартные класса "рубь-ведро" смогут работать в таком режиме. Надежные источники нужно проектировать специально.
SergCh
А что если использовать термисторы с положительным температурным коэфф-м ?
Самый загруженный модуль разогреет свой термистор, и нагрузка потихоньку перекочует на остальные модули.

PS/ Развивая мысль, в связке с PTC, можно так же использовать и NTC термисторы.
PTC термистор нагруженного модуля греет NTC термисторы ненагруженных.
Или например греть NTC термисторы могут развязывающие диоды.
Во всяком случае с 2 модулями я это вполне представляю.
fir
Цитата(Microwatt @ Mar 22 2012, 03:00) *
Речь о резервировании уже не идет?
Не слишком ли хитер "умный" вариант? Результат ведь тут можно предсказать.
"Модуль с самым низким напряжением"- это же полностью отказавший модуль. Два других за ним вслед отключатся?

Если посмотрите мой первый пост в этой теме:
Цитата(fir @ Feb 29 2012, 19:25) *
Интересует равномерное распределение нагрузки на каждый источник, а не резервирование.

Резервирование, в общепринятом понятии, здесь и не предполагалось. Три (40Вт каждый) модуля работают параллельно на одну нагрузку, задача стаяла по возможности равномерно нагрузить каждый модуль. Максимальная мощность, отдаваемая в нагрузку 60Вт. Предполагалось, что выход одного из модулей из строя не должно привести к отказу источника питания, оставшиеся два модуля, вполне перекрывают максимальную мощность нагрузки.
Цитата
"Модуль с самым низким напряжением"- это же полностью отказавший модуль. Два других за ним вслед отключатся?

Не надо так упрощать, понятно что есть разумный диапазон выше я его оговаривала (14,7В…15,3В) плюс будет браться запас по 0,2В в каждую сторону, если модуль выходит за эти рамки он будет отключен. Тут проблем нет, поэтому эти нюансы я и не описывал.
Цитата
...Тогда четвертый модуль нужно- мужика с отверткой, который бы непрерывно все подстраивал...

Для этого и прорабатываю "умный" вариант, чтобы не только мужика с отверткой не было biggrin.gif , но и с подбором элементов не заморачиваться.
Цитата
Достаточно просто три источника с уверенным режимом ограничения по току объединить. Выравнивать ничего не нужно, лишнее это.
Но вряд ли стандартные класса "рубь-ведро" смогут работать в таком режиме. Надежные источники нужно проектировать специально.

Не спорю, разумный подход. Но задача в другом, взять модули "рубь-ведро" (хотя CHINFA делает вполне приличные модули за свои деньги)
и на основе их сделать источник питания по надежности не уступающий брендовским вариантам.
Вот такой источник питания "специально проектирую" sm.gif. Если серьезно, то достаточно интересная техническая задача, сначала скептически
относился к этой затеи... но уже есть неплохие результаты, по двум вариантам. Сейчас занимаюсь оптимизацией, и "прикручиванием" цепей защиты.
Microwatt
Цитата(fir @ Mar 22 2012, 19:46) *
Если посмотрите мой первый пост в этой теме:

Резервирование, в общепринятом понятии, здесь и не предполагалось. Три (40Вт каждый) модуля работают параллельно на одну нагрузку, задача стаяла по возможности равномерно нагрузить каждый модуль. Максимальная мощность, отдаваемая в нагрузку 60Вт. Предполагалось, что выход одного из модулей из строя не должно привести к отказу источника питания, оставшиеся два модуля, вполне перекрывают максимальную мощность нагрузки.

Но это же известное резервирование "два из трех". На короткое время вполне хорошо работает.
Зачем только разравнивать нагрузки - так и не понимаю. Ну выдаст один 40, другой 20, третий ничего. Потом кто-то откажет и распределятся заново. Кому это интересно как они там поделят работу 50на 50 или 66 на 33 процента, нагружаясь один на 100, другой вполсилы?
SergCh
Цитата(Microwatt @ Mar 22 2012, 23:22) *
Но это же известное резервирование "два из трех". На короткое время вполне хорошо работает.
Зачем только разравнивать нагрузки - так и не понимаю. Ну выдаст один 40, другой 20, третий ничего. Потом кто-то откажет и распределятся заново. Кому это интересно как они там поделят работу 50на 50 или 66 на 33 процента, нагружаясь один на 100, другой вполсилы?

Обычно это делают для выравнивания температуры модулей. От неё, как известно, сильно зависит срок службы источника питания.
Plain
Если выходное напряжение 14 В линейного выравнивателя маловато, можно сделать импульсный выравниватель, на базе любого подходящего повышающего или понижающего стабилизатора, добавив к нему фазовый распределитель на трёх ключах и счётчике. Только ни к чему вся эта борьба с радиаторами за КПД, если у применяемых БП он немногим больше паровоза.
Microwatt
Цитата(SergCh @ Mar 23 2012, 11:42) *
Обычно это делают для выравнивания температуры модулей. От неё, как известно, сильно зависит срок службы источника питания.

Все это - домики для бездомных божьих коровок и стрекоз. Умозрительные заботы о надежности.
Источник должен быть рассчитан на полную нагрузку в течение всего оговоренного срока эксплуатации. Хочется лучше - ставьте в изделие систему общего терморегулирования.
А припарками - Вы добавляете на всю эту малоэффективную чепуху столько дополнительных компонентов, что - прощай надежность. И как все это проверить обычно всплывает уже при написании отчета по полноте проверок. Удорожает производство в разы, не давая реального повышения надежности. Даже снижая ее.
Не ломается там, где нечему ломаться. Добавляя каждую новую гайку помните, что она постоянно хочет сама отвинтиться в самый неподходящий момент.
За жизнь я уже десяток дрелей-шуруповертов угробил. Фирменных пластмассовых погремушек и добротно сделанных из литого алюминия еще в СССР. А вот дедушкин молоток, наверное, лет 70 безотказно служит. Потому что там всего 2 детали.

Так возвращаясь от лирики к теме.
Будучи на месте ТС, я бы поставил ДВА источника по 75 ватт без всяких схем выравнивания. Нагрузка будет с запасом в любом случае, два источника, что не говорите, всегда надежнее трех. Это легко показать.
Проверки минимальны, стоимость, масса, габариты и прочие хлопоты явно меньше..
MikeSchir
Цитата(fir @ Mar 22 2012, 01:52) *
... Теперь об используемых 40 Вт модулях AME40-15SMAZ. Это не обязательно будут именно они, как вариант
модули CHINFA KAMN4015 и ряд других. Модули должны быть стандартны по габаритам, посадки на печатную
плату, и характеристикам. Требования к модулям: надежность, цена, и независимость от производителя. Цена
на модули о которых писал выше (в зависимости от партии) лежит в диапазоне 700…1200руб, к примеру цена на
аналогичный модуля от TRACOPOWER перевалит за 3т.руб., а про решения от Vicor вообще молчу. Поэтому
завязываться на «умный» модуль, которым можно управлять, нет смысла и по цене и по требованиям независимости
от конкретного производителя...

Пока все. О результах отпишу.

Ну модуль то (CHINFA KAMN4015 ) достаточно "умный". У него даже есть контактик "Trim" т.е. "продстройка", так что всё что я писал про модули МАА Александера можно распостранить на них также.
И все разговоры про некие хитрости приходят к "обычным инженерным решениям" rolleyes.gif .
ПС Прошу прощения, в посте 27 я ошибся, д/б UC3902 и UC3907 как писал и SergCh
SergCh
Цитата(Microwatt @ Mar 23 2012, 15:32) *
Все это - домики для бездомных божьих коровок и стрекоз. Умозрительные заботы о надежности.
Источник должен быть рассчитан на полную нагрузку в течение всего оговоренного срока эксплуатации. Хочется лучше - ставьте в изделие систему общего терморегулирования.
А припарками - Вы добавляете на всю эту малоэффективную чепуху столько дополнительных компонентов, что - прощай надежность. И как все это проверить обычно всплывает уже при написании отчета по полноте проверок. Удорожает производство в разы, не давая реального повышения надежности. Даже снижая ее.
Не ломается там, где нечему ломаться. Добавляя каждую новую гайку помните, что она постоянно хочет сама отвинтиться в самый неподходящий момент.
За жизнь я уже десяток дрелей-шуруповертов угробил. Фирменных пластмассовых погремушек и добротно сделанных из литого алюминия еще в СССР. А вот дедушкин молоток, наверное, лет 70 безотказно служит. Потому что там всего 2 детали.

Так возвращаясь от лирики к теме.
Будучи на месте ТС, я бы поставил ДВА источника по 75 ватт без всяких схем выравнивания. Нагрузка будет с запасом в любом случае, два источника, что не говорите, всегда надежнее трех. Это легко показать.
Проверки минимальны, стоимость, масса, габариты и прочие хлопоты явно меньше..

Не могу согласиться. Срок службы например электролитов, а от них пока никуда не деться, с ростом температуры резко падает. И если источник должен по ТУ сохранять работоспособность до температур 85 градусов или даже выше, приходится заботиться о том чтобы при параллельной работе нагрузка распределялась примерно поровну, иначе модули питания как свечки, откажут один за другим по очереди в течении гарантийного срока. Сохранять работоспособность, это не значит что источник при таких условиях безотказно проработает весь заявленный срок службы. Ресурс обычно указывается при неполной нагрузке и достаточно щадящих температурах. А делать их с ресурсом скажем в 10 лет при работе на максимальных режимах получится слишком дорого и громоздко. Система терморегулирования вообще может стоить больше чем все источники питания вместе взятые.
Чтобы дополнительные компоненты схемы для выравнивания токов не могли привести к отказу системы в целом, наличие выходного напряжения всей связки не должно зависеть от их исправности.
Например, установив проходные регулирующие транзисторы со схемой управления, отказ этой схемы может привести к тому что все регулирующие транзисторы будут заперты. Всё, приплыли.
А вот если использовать схему управления штатным выводом "trim", то при выходе из строя схемы выравнивания токов приведёт лишь к неравномерной загрузке модулей.
Вобщем всё достаточно индивидуально и зависит от поставленной задачи. Если не нужно резервирование, что мешает взять источник питания помощнее чем необходимо и обеспечить ему хорошие условия для охлаждения? Если же резервирование нужно, можно " в лоб" взять N-ное количество источников, каждый из которых имеет бОльшую мощность чем необходимо для питания нагрузки и запараллелить их через диоды.
Получится сильно дорого, поэтому целесообразнее использовать источники меньшей мощности, но со схемой распределения токов. В этом случае будет и резервирование и возможность нарастить мощность до той, которую нельзя обеспечить одним модулем.

PS/ Кстати о молотках biggrin.gif Сколько я их переломал за время стройки, ужас! А вот дрель, сделанная в СССР до сих пор работает.
Microwatt
Цитата(SergCh @ Mar 23 2012, 20:37) *
Не могу согласиться. Срок службы например электролитов, а от них пока никуда не деться, с ростом температуры резко падает. ....
. А делать их с ресурсом скажем в 10 лет при работе на максимальных режимах получится слишком дорого и громоздко. .

Ну да, Волга впадает в Каспийское море, ресурс электролитов с ростом температуры падает. Значит - убивайте обычные электролиты или температуру или и то, и другое.
Однако, помнится в последний раз на серьезной работе я сильно-сильно пыхтел над ресурсом в 3 года с вероятностью безотказной работы 0.997. Еле-еле вписались. Система насчитывала порядка 550 корпусов микросхем в одном надежностном канале.
Ресурс в 10 лет без обслуживания и ремонта, кажется, и обсуждать не стоит. Рекламу про 200лет безотказной работы из глянцевых журналов тоже во внимание брать не стоит. После 10 лет можно называть уже сколько угодно - отвечать по рекламациям будет все равно некому.

Надеюсь, мы понимаем. что надежность - надежности рознь.
Одно дело добротное изделие, которое в отдельных случаях (пусть даже в половине тиража) прослужит до морального старения. Т.е. будет выброшено до того как сломается.
Совсем другое, когда мы должны гарантировать, что из 1000 изделий за 5 лет сломается не более трех.
Так я решение для второго случая подсказывал. Оно не умозрительное. Оно считано-пересчитано, проверено-перепроверено. Любой надежник подтвердит.
Надежнее двух каналов может быть только система из 40 источников по 5ватт с отвратительным КПД. Но это дорого и разве что для моряков, где все равно чугуном балласт добавлять. Кстати, на мощных ветрогенераторах так и поступают. Ресурс 25 лет. Порядка 800 ячеек, каждые 15-20 дней одна ломается... До поломки 400-500 шт есть время. sm.gif
SergCh
Цитата(Microwatt @ Mar 23 2012, 22:59) *
Ну да, Волга впадает в Каспийское море, ресурс электролитов с ростом температуры падает. Значит - убивайте обычные электролиты или температуру или и то, и другое.
Однако, помнится в последний раз на серьезной работе я сильно-сильно пыхтел над ресурсом в 3 года с вероятностью безотказной работы 0.997. Еле-еле вписались. Система насчитывала порядка 550 корпусов микросхем в одном надежностном канале.
Ресурс в 10 лет без обслуживания и ремонта, кажется, и обсуждать не стоит.


Да электролиты сетевого фильтра пока заменить не на что! Да и зачем? Даже если есть необходимость, дешевле увеличить количество электролитических конденсаторов, чем искуственно их охлаждать или менять на чемодан с керамикой или плёнкой.
Я не очень силён в этих понятиях и может глупость скажу. Но по моему мнению, то что вы пишете про вероятность безотказной работы 0.997 за 3 года, это не ресурс. Ресурс это когда вероятность отказа приближается к 100%. И для электролитов этот параметр вполне себе прогнозируется.
Plain
При соответствующей топологии электролиты вполне заменяются на плёночные.
SergCh
Цитата(Plain @ Mar 24 2012, 12:35) *
При соответствующей топологии электролиты вполне заменяются на плёночные.

Давайте конкретнее.
Имеем 1 фаза 220В, 50Гц, надо 15 вольт постоянки, с гальванической развязкой и пульсациями не более 1%. Выходная мощность скажем 1кВт.
И как здесь обойтись без электролитов ?
Plain
Например, 2-4 фазный boost-корректор, на выходном плёночном 50 мкФ пульсации 400...600 В, затем buck до 300 В на 2-фазный current-fed.
fir
Цитата(SergCh @ Mar 24 2012, 12:53) *
Давайте конкретнее.

Полностью поддерживаю.
Был задан конкретный вопрос
Цитата
как организовать работу нескольких источников питания на одну нагрузку.
Интересует равномерное распределение нагрузки на каждый источник, а не резервирование.

Еще раз о задаче, имеются три модуля. Один модуль может обеспечить только 2/3 необходимой мощности нагрузки.
При выходе одного модуля из трех, два оставшиеся должны обеспечить питание нагрузки при этом загрузка оставшихся
модулей составляет примерно тоже 2/3 от максимально возможной.

Почему так, куча причин, и не все они технического характера. Одну из причин, SergCh, совершенно правильно озвучил
Цитата
Обычно это делают для выравнивания температуры модулей. От неё, как известно, сильно зависит срок службы источника питания.

… и очень сильно зависит, осмелюсь напомнить, что повышение температуры на десять градусов ведет
к снижению MTBF (Mean time between failures) в два раза. Другое дело от куда берутся миллионы часов MTBF
которые производители указывают на свои изделия, но это уже другой вопрос…

То, что можно взять два источника по 75Вт и не заморачиваясь соединить их, с этим ни кто не спорит.
То, что у модулей CHINFA «…есть контактик "Trim"…», я в курсе, и не только у модулей CHINFA в этой
ценовой категории. Если внимательно посмотреть, у каждого производителя модулей, "Trim-мы" имеют
свои особенности, а одной из задач было сделать «всеядный» источник, питания . Поэтому изначально,
не планировалось использовать "Trim-мы". К тому же решение с "Trim-мами" по надежности не слишком
далеко ушло от разрабатываемого варианта.
Цитата
А вот если использовать схему управления штатным выводом "trim", то при выходе из строя схемы
выравнивания токов приведёт лишь к неравномерной загрузке модулей.

Это было бы верно, если один модуль полностью перекрывает потребляемую мощность в нагрузке.
Поэтому случись несчастье со "схемой управления штатным выводом "trim", то при ±2% разбросе по
выходному напряжению модулей, один из модулей интенсивно стал «икать» и очень быстро бы «наикнулся»,
следом за ним второй, ну и оставшийся один «в поле не воин».
Так же по ряду причин, схема регулятора/выравнивателя должна быть линейной, т.е. никаких ШИМ-ов.

По поводу специально разрабатываемых надежных источников питания. Разрабатываемый источник входит
в изделие, которое будет выпускаться мелкосерийными партиями, при этом боле менее графика/плана выпуска
не будет. Изобретать технологию производства изделия, которая будет простаивать, нет смысла.
Основные требования цена и досягаемость (быстрая, а не 5-8 недель) комплектующих. Себестоимость планируемого
источника, из «полуфабрикатов», составит порядка 5т.р. Если брать готовые источники, например от SHCROFF,
по варианту предложенному Microwatt:
Цитата
Будучи на месте ТС, я бы поставил ДВА источника по 75 ватт без всяких схем выравнивания.

то цена одного источника «с запасом» составит 11т.р. пары 22т.р., досягаемость порядка 6 недель.
Как говорится, «мечты разбились об реальность»… Сори, за лирическо-экономическое отступление от
технического обсуждения конкретного вопроса, хотя на фоне обсуждения в этой теме т.т.д. молотков,
дрелей, пленочных и электролитических конденсаторов думаю, что это не так уж и не уместно sm.gif
Microwatt
Цитата(fir @ Mar 24 2012, 16:57) *
то цена одного источника «с запасом» составит 11т.р. пары 22т.р., досягаемость порядка 6 недель.

Смотря для чего нужны эти 11 тыр.
Рядовой коммерческий источник такого плана может и в 600 рублей спокойно вложиться.
А надежный , специально спроектированный за 11 тыр - сущие копейки, почти бесплатно, 6 недель - почти мгновенно. Разрабатывать же самостоятельно, на окладе будут недель 30 при попутном ветре.
Одно ковыряние в носу при изучении проблемы уже обошлось намного дороже я думаю.
Оригинальная разработка с полным циклом испытаний в 10-кратную величину не вложится. А с учетом современного коэффициента распила - вообще нечего считать. В чучела набитые опилками уйдет еще 5 раз по столько.
Возможно, мы по-разному понимаем "надежность". В разных весов... смысловых категориях.
Ну да ладно, высказано уже много предложений, пора ТС всех послать к черту и самому подумать как жить дальше.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.