Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: DC/DC Входное 250...600В в 230В 1А
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Силовая Преобразовательная Техника
Stas
Надо сделать преобразователь из (250...600)В постоянного входного в 230В 1А постоянного выходного. Какую топологию выбрать? Серия не более 12 шт и мотать все индукторы мне)). Основное требование - живучесть, те кз и хх не исключены, высокий кпд не важен.
Исходя из высокого входного, для понижения напряжения на ключах, тут уместен прямоходовый: полумост с емкостным делителем или косой мост.

Однако мучит мысль про обратноходовый косой мост. Выбросов из-за индуктивности рассеяния на ключах нет. Кз не смертельно. Трансформатор сделать на кольце из материала с распределенным зазором типа Kool Mu. Предварительные расчеты показывают, что на частоте 50 кГц и в режиме неразрывных токов потери на трансформаторе вполне приемлемы. Чем плох такой вариант?
Starichok51
обратноходовый косой мост здесь вполне уместен.
но совершенно не уместен режим неразрывного тока, так как ключам придется открываться, когда диоды еще открыты.
следует применять заведомо разрывный ток.
Oxygen Power
Непонятно, гальваника нужна?
Если не нужна, тогда делайте по принципу синхронного преобразователя.
Фролов Максим
Согласен, обратноходовой косой мост очень в тему. Только хочу отметить что ни косой полумост, ни уж тем более полумост с емкостным делителем, не даст снижения напряжения на ключах. В этих топологиях напряжение на ключе равно входному напряжению источника. Исключение составляет Push-Pull где на ключах удвоенное входное напряжение. Да, при включении транзистора при открытом диоде в транзисторе возрастут потери, но можно применить карбид-кремниевые диоды фирмы CREE, прекрасно работают. Кстати заточены под PFC, что сопоставимо с косым полумостом в обратноходовой топологии.

Силовой трансформатор можно намотать на каркасе ETD59 с ферритом N87, конструкция позволяет сделать зазор, около 0,2мм суммарно, частоту сделать килогерц 25, максимум 40, при этом потери в меди будут чуть больше чем в сердечнике. По виткам: на вскидку около 50 витков в первичке, даже может и 40 вполне будет, во вторичке около 30 витков, это "на глаз", точно не просчитывал, конечно это под режим непрерывных токов. Выходной диод - как вариант C4D02120A. В принципе их же можно и в качестве обратных диодов в косом мосте применить. Транзисторы не прикидывал, но рекомендую IGBT фирмы IXYS или MOSFET фирмы STM.
нищеброд
Цитата(Фролов Максим @ Jan 9 2014, 22:00) *
Только хочу отметить что ни косой полумост, ни уж тем более полумост с емкостным делителем, не даст снижения напряжения на ключах. В этих топологиях напряжение на ключе равно входному напряжению источника.

А в этой топологии напряжение на ключе равно половине напряжения питания.Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Integrator1983
Цитата
А в этой топологии напряжение на ключе равно половине напряжения питания.


А если асимметрии по управлению добавить?
Stas
Цитата(Starichok51 @ Jan 9 2014, 22:18) *
обратноходовый косой мост здесь вполне уместен.
но совершенно не уместен режим неразрывного тока, так как ключам придется открываться, когда диоды еще открыты.
следует применять заведомо разрывный ток.


Нет желания связываться с разборными ферритами с зазорами, вернее такое указание сверху. Вариант на ETD просчитан и отложен.. Поэтому смотрю в сторону железных колец, в Kool Mu я так понимаю в режиме разрывного тока потери будут значительные ?

Гальваническая развязка обязательна. Ключи 950V, STW20N95K5. Неправильно выразился про напряжение на ключах...
Oxygen Power
Стабилизированный синхронный преобразователь + полумост нагруженный на емкость. Никаких паразитных выбросов. Два моточных узла.
velkarn
Цитата(Фролов Максим @ Jan 9 2014, 23:00) *
Силовой трансформатор можно намотать на каркасе ETD59

а почему не ETD54 или ETD49, например?
Starichok51
ну, это, как в том анекдоте:
- дайте таблетки от жадности, и побольше, побольше...
Фролов Максим
Мотать на каркасах ETD куда проще, чем на кольцах. Не знаю, как поведут себя кольца из распыленного железа в обратноходовом преобразователе. Думаю, что печка получится как в бане. Распыленное железо хорошо для сильных магнитных полей, для работы с подмагничиванием. Уж если хочется применить кольца, возьмите кольца EPCOS, феррит, материал N87. И мостовую или полумостовую схему, при этом трансформатор получится очень небольшим, раза в 4 меньше, чем на ETD59.
нищеброд
Цитата(Integrator1983 @ Jan 10 2014, 00:48) *
А если асимметрии по управлению добавить?

Сделал разные индуктивности рассеяния (1 и 3 мкГн) Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Stas
Цитата(Starichok51 @ Jan 9 2014, 22:18) *
обратноходовый косой мост здесь вполне уместен.
но совершенно не уместен режим неразрывного тока, так как ключам придется открываться, когда диоды еще открыты.
следует применять заведомо разрывный ток.


Буду обязан если объясните на пальцах... Я так понимаю что пока открыт выходной диод при сбросе накопленой в индукторе энергии, при начале прямого хода получается удар в неуспевший закрыться выходной диод, что транслируется в первичной обмотке всплеском тока и тп. Мб тут выход будет в карбидовом шоттке, который настолько быстр, что время восстановления не приводят в описании))).
Из литературы про косой флай - пишут, что вроде работает как с прерывистым так и непрерывным током, единственное ограничение что выходное не может быть больше входного - минус 2 падения на диодах, все что больше рекуперируется в первичную сеть, тут у меня вроде все ок..

Plain
Цитата(Stas @ Jan 9 2014, 19:49) *
Серия не более 12 шт и мотать все индукторы мне ... мучит мысль про обратноходовый косой ... сделать на кольце из материала с распределенным зазором ... Чем плох такой вариант?

Наверное, только мозолями от челнока, т.е. практически ничем. А если лень лично, можно например убедить родственников, что это такие новогодние игрушки.
нищеброд
Цитата(Starichok51 @ Jan 9 2014, 20:18) *
но совершенно не уместен режим неразрывного тока, так как ключам придется открываться, когда диоды еще открыты.
следует применять заведомо разрывный ток.

На скорую руку приспособил модельку от сварочника под обратноходовой косой мост. Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Режим неразрывных токов. Сквозных токов при открытии ключей не видно. В первичке индуктивность рассеяния в паузе быстро разряжается в источник питания, и ток обнуляется.
Егоров
Цитата(Stas @ Jan 10 2014, 21:37) *
Мб тут выход будет в карбидовом шоттке, который настолько быстр, что время восстановления не приводят в описании))).

Да, карбид кремния очень хороший диод для работы в режиме непрерывных токов. Но пока это не очень популярный компонент и относительно дорогой.
Моя практика показала, что при замене его на обычный быстрый диод со временем восстановления менее 30нс разница уже неощутима.
А вот мотать на кольцах идея плохая. Это крайне нетехнологично и дорого.
a3ron
Цитата(Stas @ Jan 9 2014, 20:49) *
Однако мучит мысль про обратноходовый косой мост.

А чем не устраивает прямоход, наличием доп. моточного узла?
Егоров
Скорее всего, большими рабочими напряжениями. Во вторичной цепи.
Integrator1983
Цитата
Моя практика показала, что при замене его на обычный быстрый диод со временем восстановления менее 30нс разница уже неощутима.


А моя практика показывает, что лишних 2-4% КПД, как правило, весьма ощутимы (особенно если 1% - ватт этак 200-500 biggrin.gif ).

Цитата
Но пока это не очень популярный компонент и относительно дорогой.


Уже даже в Космодроме водятся. Не сильно дороже каких-нибудь сопоставимых HFA'шек.
Цитата
А если асимметрии по управлению добавить?

Сделал разные индуктивности рассеяния (1 и 3 мкГн)


А можно, если Вас не затруднит, напряжения и токи ключей крупным планом? И где это V(N004, N021)? (с LTSpice не работал - не понял, какие цепи sad.gif )
Егоров
Цитата(Integrator1983 @ Jan 11 2014, 00:19) *
А моя практика показывает, что лишних 2-4% КПД, как правило, весьма ощутимы (особенно если 1% - ватт этак 200-500 biggrin.gif ).

Не спорю, многое зависит от конкретной схемы. В перспективе, конечно, карбидкремниевый диод - хороший компонент. Мне иголки было убрать важнее, чем потерять 1% КПД. И сделать это попроще, в большой серии каждая копейка рубли накапает. Компоненты должны иметь 2-3 поставщика, иначе "космодром" вдруг передумает и вся разработка тю-тю..
Пару ватт-туда-сюда , все равно обдув ставить приходится.
Но поигрался с ним достаточно в макете
Не совсем понимаю почему, но при большем номинальном прямом падении трехамперный карбид греется меньше чем 8-амперный HFA.
Выбросы напряжения на них и ток запирания практически одинаковые. А вот уже с временем восстановления 75нс диодик в непрерывном режиме не проходит.
Integrator1983
Цитата
Не совсем понимаю почему, но при большем номинальном прямом падении трехамперный карбид греется меньше чем 8-амперный HFA.


Так как-бы эта... Qrr*V*Fsw отсутствует...
Егоров
Цитата(Integrator1983 @ Jan 11 2014, 03:47) *
Так как-бы эта... Qrr*V*Fsw отсутствует...

Да это вроде ясно, но частота небольшая (60кГц) и я думал, что потери проводимости будут решающими.
Ну вот, реально увидел что такое Qrr * 200-300 вольт. Раньше сравнить не с чем было.
Stas
Цитата(нищеброд @ Jan 10 2014, 23:53) *
На скорую руку приспособил модельку от сварочника под обратноходовой косой мост. Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Режим неразрывных токов. Сквозных токов при открытии ключей не видно. В первичке индуктивность рассеяния в паузе быстро разряжается в источник питания, и ток обнуляется.


Я вот тоже в своих моделях в обратноходовом косом мосту ничего особо криминального не увидел, кроме ситуации с выходным диодом. В забугорном талмуде пишут, что можно как разрывный так и неразрывный ток в этой топологии. Надеюсь Starichok51 появится и пояснит... Диоды из карбида кремния (STPSC406D) легко доставаемы, правда дороговаты..
Starichok51
я не имел дело с карбидом кремния, и не знаю, что у него с временем восстановления.
извиняюсь, немножко поспешил и ляпнул, что диоды моста будут открыты. они будут открыты, пока разряжается индуктивность рассеяния, а к началу следующего прямого хода должны уже закрыться. так что в мосте можно применить и не слишком шустрые диоды.
но следует заметить, что отраженное напряжение следует выбирать в обычных пределах, в районе 120-150 Вольт, чтобы оставался хороший запас на выброс напряжения для быстрого разряда индуктивности рассеяния.
остается только проблема с диодом выпрямителя. если карбид кремния ее решает, то это хорошо.
Stas
Ок. Спасибо Starichok51. Вобщем буду делать косой обратноходовый мост. Для начала макетик.)))) Всем спасибо за потраченое время. blush.gif
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.