Доброго времени!
В одной из соседних веток резанула фраза:

Как бы это полочкам разложить... До какого напряжения прямоход будет толковый.. и т. д.
Стоит задача сделать три преобразователя 200 Вольт DС- 130 Вольт DC, 100 Вольт DC - 130 Вольт DC и 36 Вольт DC - 130 Вольт DC. Мощность до килоВатта.
Начал с первого, выбрал однотранзисторный прямоход, вроде бы даже и работает, но червячёк сомнения поселился.
Хотелось бы услышать профессионалов.

Забыл написать: гальваническая развязка обязательна.

Бред.

Подождите когда он кончится и читайте техническую литературу.
Либо сразу возразите по существу, техническими доводами, без медицины.


Когда Вы рассчитаете схему по определенной топологии, то сразу будет видно насколько она реализуема конструктивно- технологически.
В приведенных примерах можно условно согласиться с прямоходом. Опустим пока вопросы мощности, возьмем первый случай.
По первичной стороне 200 вольт х 2=400 приемлемо, можно применить 600-вольтовый ключ и успокоиться с напряжением размагничивания. Но вот вторичная сторона 130 вольт уже плохо. Это нужно намотать вторичку трансформатора вольт на 300 и такой же многовитковый дроссель. Такое не очень технологично. Потому, тут прямоход "в лоб" - не очень удобное технологически решение. Полумост тут выглядит лучше.
Наверное, прямоход был бы хорошим решением для выходных напряжений вдвое меньших. Для 130- приемлемо, но сложновато с моточными.

Не очень годится прямоход и для 36 вольт входного, поскольку токи ключа должны быть ампер 70. Это уже одним транзистором не обойтись, проблемы отвода тепла. Полумост тут еще вдвое сложнее по токам и вообще не катит. Впору смотреть на двухтактник или многофазник. Полный мост, если духу хватит его реализовать.
Т.е., вряд ли все три источника можно построить по единой топологии. Нужно пробовать оценочным расчетом и искать оптимум для каждого случая.

Объясняю подробно.
В свое время изучал подобные "классификации топологий" и видел их много разных - от входного напряжения, выходного тока, мощности нагрузки и т.д.
По памяти (статья касалась источников питания для телефонии) - "до 50 Вт - флайбек, 50 - 200 Вт - форвард, 200 - 500 Вт - полумост, 500 - 3000 Вт - мост, выше 3000 Вт - многофазник". И все это как-то научно обосновывалось. Однако, никто не указывает, что все эти "ограничения применения топологий" имеют кучу условных допущений - "если напряжение в сети такое-то, денег на разработку дали столько-то, а погода на Луне такая-то, то полумост работает до 500 Вт". Но я сам видел полумост, качающий 20 кВт, и не вижу ФИЗИЧЕСКИХ оснований для того, чтобы не прокачать через полумост 200 кВт. Поэтому и считаю составление подобных "полочек" бредом. Тем более что человек пишет:

То есть, устройство у него работает, но кто-то где-то сказал/написал, что оно работает неправильно! Несомненно, это повод потратить свое время и нервы на соблюдение ложных принципов!

По поводу чтения технической литературы:
В ХИРЭ на замечание аспиранта "так в книге автора ХХХ написано..." профессор ответил "не рассказывайте мне, что там написано. Мы с вами прекрасно знаем, кто и как эти книги пишет". Так что нужно внимательно относиться к тому, что читаешь, и кто это писал.

Integrator1983, у каждой топологии есть ограничения, вызванные качеством использования параметров элементов, уровнем потерь, массогабаритными параметрами и т.д. Да, сетевой обратноход имеет ограничение сверху 200Вт, потому что у другой топологии при большей мощности какие-то показатели доминируют по сравнению с обратноходом. Но это вообще не значит, что невозможно создать сетевой обратноход на киловатт и более. К слову, тот же ККМ по сути обратноход. И думаю, не нужно сообщать практический потолок его параметров.

Да, вы создадите полумост, качающий 200кВт. Кто-то создаст мост с теми же параметрами, но в 3-4 раза дешевле и в 2 раза меньше.

Ограничения тут имеются ввиду не капитальные, а рациональные. Посему - не бред.

И всё же не будем так категоричны. Легче всего всё, с чем несогласен, походя объявить бредом. Между тем, в "полочках" этих, несомненно есть смысл. Просто не надо упрощать и раскладывать по полочкам топологии только лишь на основании мощности или только лишь рабочего напряжения. Примитивное разделение это пошло, скорее всего, с лёгкой руки "искателей готовых решений на форумах", которым лень изучать техническую литературу, а нужен сразу конкретный ответ: "вот такая у меня мощность - какую взять топологию?"
А не такой уж бред, что для низких входных напряжений пуш-пулл логичнее полумоста, а для больших мощностей при высоких входных напряжениях - полный мост логичнее обратнохода. И это без учёта погоды на Луне. Но нюансы есть всегда и нужно видеть задачу в комплексе.

А разве Вам советовали читать всё подряд? Да, внимательность нужна. Но техническая литература не виновата, что попадаются плохие авторы...

Автор не указал никаких приоритетов, поэтому любое решение будет "толковым", начиная с одного универсального БП вместо перечисленных трёх.

Угу, осталась мелочь - взять да решить. Сваять "универсальный".
Тут уже много таких бродило. Со входным от 9 до 900 вольт и развязкой в 10кВ но по высоте чтобы 7.62мм.

Да, ККМ - один из типичных примеров.



Так в том-то и дело, что, по моему опыту, полумост на 20 кВт получается проще, дешевле и, если так можно выразиться, изящнее, чем мост на те же 20 кВт примерно в тех же габаритах и КПД. Хотя, теоретически, он не должен быть таким на мощностях выше 500 W.



Вот именно. В рамках КОНКРЕТНОГО задания конкретная топология может быть оптимальной вне зависимости от того, кто и что о ней когда-то написал (также, желательно обратить внимание, КОГДА написал - неделю или 30 лет назад). Все считается. Просто хочется отвратить автора темы от, на мой взгляд, бессмысленно - вредного занятия. Работает на прямоходе - и слава богу, не устраивает по каким-то параметрам - либо переделать конкретную схему, либо сваять новую - без привязки к "областям применимости".



Так дело в том, что я не видел нормальных СОВРЕМЕННЫХ РУССКОЯЗЫЧНЫХ книг по источникам питания. У авторов времен СССР - хорошо изложена теория, но элементная база с тех пор все-таки несколько изменилась. Новые книги в большинстве характеризуются поверхностным подходом и большим количеством ошибок. Переводные - отдельный разговор - такое впечатление, что их Promt'ом переводили. Качественных книг зарубежных авторов тоже очень мало, и они не свободны от недостатков. Максимум полезной информации можно почерпнуть в патентах, статьях IEEE и им подобным, а также AN - но для их правильного восприятия нужно иметь минимальную целостную теоретическую подготовку и, весьма желательно, практическую. Кроме того, информацию из подобных источников часто требуется фильтровать и додумывать - по понятным причинам.

Производители железа рекомендуют ограничить аппетит полумоста на 15 кВт -
http://www.vacuumschmelze.com/fileadmin/do...rosch/Pk003.pdf
топологию окружает венец из снабберов и примочек для мягкой коммутации,
к тому же современные высоковольтные ключи не имеют значимых потерь переключения, разрывая 15-20 Ампер.
а низковольтный irfp4468 переключает 50 Ампер 60 Вольт в ZVS совершенно холодно...

Вот это написал уже другой человек. С этим я полностью согласен

Полумост - хорошо. порою даже очччень хорошо. Сетевой киловатт - запросто. Но на входном 27вольт даже 200 Вт смотрится бледно по сравнению с прочим.
Прямоход - за-ме-ча -тель-но! Сварочники делают. Но на 500 вольт выходного - поди намотай. И выпрями еще.
А ведь бывают 400ватт с...1.5- 2 вольт. Во где с топологией гимнастика ума!

Благодарю всех за ответы. Да, везде компромиссы. Вот в моём случае, с прямоходом на 150 Вольт проблема оказалась в трансформаторе. Да и в выпрямитель уже просятся карбид-кремниевые диоды. Подскажите, плиз, до какой температуры можно считать допустимым нагрев трансформатора? Транс на феррите, работает без обдува.

однозначно тоже не сказать про трансформатор.
У феррита наблюдается уменьшение потерь в районе температур около сотни градусов.
Но, сами понимаете, как отесутся к такой температуре рядом расположенные узлы и корпус, в случае пластмассового?

Угу, трансформатору 90-100С - самый комфорт, наименьшие потери в феррите. Но за счет чего сей комфорт достигается по отношению к другим компонентам и параметрам - смотреть самому. Опять искать компомисс.

Так что поделаешь... Читаем не современную, а хорошую теорию, а дальше уже свою голову включаем. Чтобы применить теорию на современной базе. Законы природы ведь не поменялись. Инженеру нужно, конечно, владеть английским хотя бы на том уровне, чтобы читать первоисточники. А фильтровать и додумывать - так это нормальный процесс.
Хотя мозговая деятельность становится всё менее популярной...

Вот, можно удобно посравнивать: http://www.ti.com/tool/powerstage-designer

Решил не плодить темы и спросить в этой, тем более что вопрос как раз о выборе топологии.
Задача немного нестандартная, мне раньше такого не встречалось, хорошо бы услышать мнение
опытных людей.
Задача такая. Надо из 12V (аккумулятор) сделать 16-17V (8А). Получается больше 100ватт..
На самом деле в этой задаче есть одна особенность - не требуется гальванической развязки между входом и выходом.
Поэтому возникла идея сделать "маленький" преобразователь 12V => 4-5 вольт (8А) и включить
его в качестве "вольтодобавки" к основному источнику. Получается не больше 40ватт.. Это не 120!
На первый взгляд, для реализации этой идеи требуется изолированный преобразователь.
Я сгоряча слепил Fly, но замучился с трансформатором.
4 витка первичка и 2 витка - вторичка многожильной косичкой - это ну очень неудобно. И хорошо не намотать (мне по крайней мере).
Большая индуктивность рассеяния, лошадиный снаббер.. В общем - не эстетично.
А с другой стороны, для Fly не очень трудно сделать синхронный выпрямитель, что для этих токов было бы очень кстати.
Вопрос 1. А может, все-таки пуш-пул? Но для него синхронный выпрямитель мне как-то не встречался.. Кто-то делал такое? Подробности можно?
Вопрос 2. Я вот подумал, а чем в моем случае Fly отличается от обычного буста с дополнительным отводом
от дросселя- автотрансформатора? Его мотать чуть-чуть легче.
Кажется, ничем. Или ошибаюсь? Или тут автотрансформатор уже в принципе не нужен?

Почему не сделать простой boost , если не требуется развязка.

Потому что я не хочу делать буст на 120ватт. А хочу маленькую вольтодобавку на 40 ватт. Но никак не могу сообразить,
как это должно выглядеть. Или все дело в том, какой конденсатор фильтра будет заряжать буст?
Если конденсатор будет стоять между диодом и +12 вольт, то он будет на 40 ватт, а если между диодом и землей, то на 120?
Мистика какая-то...

Буст это и есть та самая "маленькая вольтодобавка".

Полная энергия конденсатора (и дросселя тоже) не важна, смотрите на то, как она изменяется.

Тогда еще уточню.
У вас две задачи. На основе буста.
1) Сделать вольтодобавку 5в к 12 вольтам мощностью 40ватт.
2) Сделать буст на выход 17 вольт мощностью 120ватт.
В чем разница в схемах? (не в номиналах элементов, параметрах дросселя и т.д., а именно в схемах)?
У меня получается, что разница только в том, куда подключается минус емкости выходного фильтра.
Это правильно?

Именно так.

Правильно. Разница получается разительная.
Буст (настоящая вольтодобавка) "переваривает" только добавочную мощность. Его выход соединен последовательно со входным источником и основная мощность (12/17=70%) берется прямо от входного источника.
Бакбуст (вольтодобавка в Вашей версии) - полностью развязанный источник, "переваривающий", пропускающий, через себя всю мощность, все 100%.
От классического флая-обратноходовика он отличается только тем, что выход минусом связан с плюсом входного напряжения.
Если я правильно понял вопрос.

Похоже, я не ошибся (если я правильно понял ответ).
Действительно, все зависит от подключения выходного конденсатора.
В классическом бусте конденсатор должен зарядиться до 17 вольт, на что требуется соотвествующая энергия.
А в бусте - вольтодобавке (в моей терминологии), ему надо зарядить емкость до 5 вольт.
Похоже, в этом все и дело..
Да, и изолированный флай здесь совершенно не нужен. Точнее, он плавно превращается в буст-вольтодобавку.
Сейчас перепаял свой флай на буст-вольтодобавку. Взял первый попавшийся готовый трансформатор (им оказался POL-15073),
подключил его вторичную обмотку как дроссель. Получил вольтодобавку 5V@7А. 8А не смог - аккумулятор подсаживается.
Все практически холодное, кроме диода.
Ну, диод будем заменять на мосфет.
А вообще-то, конечно, мистика.
Всем спасибо!

не надо изобретать собственную терминологию.
эта схема называется инвертирующий преобразователь. инверсия полярности происходит относительно плюса входного питающего напряжения.

Бакбуст может быть как инвертирующим, так и неинвертирующим.

Согласен.


Ничего общего с моей схемой.



Бакбуст состоит из двух частей : из "buck" и из "boost" .
У меня НЕ бакбуст!
Так что вакансия на правильное название остается открытой.

Правильное русскоязычное - инвертирующий преобразователь. Он может и повышать, и понижать, потому его часто называют бакбуст.
Разновидности - относительно положительного входного провода, отрицательного. Изолированный - обратноходовой .

Всего называют четыре базовых топологии.
понижающий
повышающий
инвертирующий
и...кхм.. SEPIC( преобразователь Кука или Чука, чтение фамилии изобретателя бывает разное.) Последний может быть или не быть инвертирующим. Дословный перевод что-то вроде "подключение первичной обмотки одним концом". Пусть меня поправят.
Все остальное - вариации этих четырех. Их десятка три-четыре, но большинство представляют чисто академический интерес.
Относительно недавно появился еще "разделенное пи" - работоспособный управляемый реверсивный стабилизатор для электротранспорта. Правда, это скорее остроумное включение навстречу двух понижающе- повышающих, чем новая топология.

Нет, инвертирующий не подходит. Моя схема ничего не инвертирует.
А можно ссылочку куда-нибудь , где неизолированный преобразователь
повышает напряжение относительно входного плюса (как в моем случае.)?
Наверняка такой финт общеизвестен, вот только почему-то редко используется.
Вот набрал в Гугле "питание ноутбука от аккумулятора", и вывалилось сто схем - и все без привязки к плюсу.
Почему?

Да инвертирует, инвертирует, просто Вы этого не видите.
Вы привыкли инвертирующий относительно минуса рассматривать, с ключом вверху и дросселем внизу. А если их местами поменять, то топология не меняется, меняется только шина относительно которой происходит преобразование. В первом случае минус на выходе "минусее" входа, во втором плюс выхода "плюсее" входного плюса, если допустимо так выразиться.

Питание ноутбука от аккумулятора делают часто бустерной схемой. Дешево, просто, КПД высокий, но.
-Если кз по выходу - горит этот стабилизатор, в принципе, по топологии, он от кз незащищаем.
-Если в бортсети выплеск выше 19 вольт, то горит ноутбук. Понижать эта схема не умеет. Ну бывают там всякие нашлепки от перенапряжений аварийные, но часто их нет.
Хорошее, надежное питание может быть сделано на основе защищенной топологии. Одна из них - инвертирующий стабилизатор.
Очень неплохая SEPIC, но она конструктивно посложнее, особенно когда нужно повышать напряжение.

Ссылочка

Это правильно, но речь-то не об этом.
В моем случае - классический буст, в котором ничего ни с чем не меняется местами. За одним исключением
- выходной конденсатор фильтра нижним концом посажен не на землю, а на плюс первичного источника.
И вроде бы получается, что от этого меняется требуемая от него (от буста) мощность в три раза!
А общий результат - на выходе всего устройства - 120 ватт. Вот только буст на 120 ватт - это не то же самое
что буст на 40. Неужели все так меняется от подключения одного вывода выходного конденсатора??
Вот я и засомневался , все ли я правильно понимаю. А если я прав, то почему все так не делают?
И в качестве примера привел многочисленные схемы питальников ноутбуков, которые все - классический буст.

Это все правильно. Но не имеет отношения к вопросу.
Вопрос был о том, почему все делают "буст на 120" , если с тем же финальным результатом
можно делать "буст на 40". Если я все правильно понимаю.
А если в чем-то ошибаюсь - то с удовольствие послушаю, в чем именно.
Но все равно спасибо.


А страницу уточнить можно? С учетом того, что
"Страницы с 240 по 503 не отображаются при предварительном просмотре"
Спасибо за содержательную ссылку!

Вы прорисуйте на бумажке, как в Вашем "бустере" будет течь ток индуктивности - я думаю, вопросы отпадут сами собой.

Да я все прорисовал. И даже уже сделал в железе.
И все получается. В первом (классическом) случае бусту надо держать 8А на напряжении 17 вольт.
Во втором (моем) случае, ему надо держать такой же ток при напряжении 5В.
Я удивляюсь, если все так просто, то почему все так не делают.
Ведь получается, что это надо делать всегда. И везде. Вплоть до каких-нибудь ККМ-ов.
Почему не делают? Может, я все-таки ошибаюсь где-то в трех соснах..
Никто не может почему-то ответить прямо (типа - ты не прав. не учел того-то и того-то..).
Хоть вопрос элементарный для местных "зубробизонов"
Ладно, сейчас допаяю макет и все сам вам расскажу

Никакой тайны нет, если расписать закон регулирования, используя баланс вольтсекунд на дросселе преобразователя. Закон будет одинаковый в режиме безразрывных токов (по секрету и в разрывных - то же ).
D*E=(U-E)*(1-D), где E- входное напряжение, U - выходное, D - коэффициент заполнения ШИМ.
Токи в ключе (транзисторе) и размер дросселя - то же одинаковые. Экономию составляет только размер выходного конденсатора. При больших мощностях и это не мало.

Я там выше картинку прикрепил. Если она соответствует тому, о чем Вы пишете - то разницы с классическим бустом никакой.


А если еще баланс ампер-секунд посчитать...

Делают, делают, всё нормально - это не Глюк
Только в ККМе это не получится - слишком большая пульсация будет на выходном конденсаторе. Есть правда использующие инвертирующее преобразоапние, но это другая история

Да, тут, похоже трехсосенный синдром. Разберетесь вокликнете - "Тьфу, как просто, почему раньше непонятно было?"
Остается спаять или промоделировать и "прочувствовать" процессы в компонентах. Я уже не знаю как еще пояснить. Вот картинки Вам любезно выложили, может они помогут.
Еще - посмотреть все-таки какие-то книжки, а не форумы. Большинство обитателей любительских форумов вообще не понимают работы того, что они паяют. Их сама пайка согревает душевно.

Ох, и запутали! И я уже было засомневался, не изобрёл ли автор в самом деле чего-нибудь эдакого...
А ведь обычный "буст" это и есть обычная "вольтодобавка". В случае, если он остановлен, на выход передаётся вся энергия источника, без какого-либо преобразования. А когда включили - он "добавляет" к выходному часть, полученную преобразованием. В данном случае те самые недостающие 40Вт. И никаких чудес и парадоксов...

Да, забавно.. Как и следовало ожидать, трехсосенный синдром имел место быть.
Натурные испытания показали, что, кроме экономии на вольтаже конденсатора, другого никакого изюма тут нет.
Ну, и то хлеб..
Значит, буст на мегаватт сделать - раз плюнуть. Если у самого источника до этого мегаватта не хватает пару ватт..

Не, это уже синдром дуба.
Правильно "если у самого источника не хватает пару вольт" Иначе - вечная песня о вечном двигателе.
Ну что ж, с очередной победой разума над загадками природы!

Неа.

Именно. Но ток через конденсатор и в первом, и во втором случае одинаковый.



Не, сложно вообще-то. Но можно.

Звучат фанфары! Но ложка дёгтя всё-таки есть.
Если у буста ток потребления от источника 12 В непрерывный (в безразрывном режиме) с небольшой пульсацией тока (среднее ~11А и пульсации зависят только от дросселя), то при установке выходного конденсатора между + 12В и +17В (типа - вольтодобавка) ток потребления становится "сильно" пульсирующим (среднее~11А и размах пульсации~11А независимо от величины дросселя). В результате придётся на вход поставить сэкономленный конденсатор Если это, конечно, волнует ТС (в смысле получения мегаватта ).

Доброго времени!
Задам вопрос в своей теме:
сделал я преобразователь 200 Вольт DС- 130 Вольт DC, с гальванической развязкой. Входное напряжение может быть в диапазоне 180 - 300 Вольт.
Однотранзисторный прямоход, транзистор FGA25N120, трансформатор на ETD54 Материал 3C96, диоды HFA16PA60, дроссель на сердечнике R40,7/23,3/15,38 Sendust.
Получил КПД 87%. Прошу оценить, хорошо это или плохо, статистики по КПД нет вообще. КПД мерял при мощностях 300, 600 и 800 Ватт. Разницы практически нет.

Не супер, но, по-моему, неплохо. Если Вас самого (и заказчика) устраивает, то не терзайтесь. Зачем Вам статистика?

Что бы знать к чему стремиться.

Предел известен = 100%
А "без шуток", не понятно, что нет зависимости КПД от нагрузки. А от входного напряжения?

Для человека сделавшего такое и не чувствующего загодя что же сделал - вполне приемлемо.
Нет изменений КПД? Ну в диапазоне 40-100% нагрузки он может меняться незначительно. Больше от изменения входного.
Однако, это сдуть пришлось ватт 120? Чем и как охлаждаете? Чем мотали трансформатор и что за рабочая частота?

только очень непонятно зачем использовали IGBT FGA25N120 на 1200 Вольт ?