Здравтвуйте.

Заранее извиняюсь, за может быть, глупые вопросы.

Требуется гальванически развязаный преобразователь с параметрами:
Вход DC 160-650В
Выход DC 20-40В
Мощность до 2.5-3.0 кВт (когда на входе больше 350В)
Частота преобразования не ниже 65кГц
Нужна быстрая обратная связь по входу и выходу

Посмотрел разные статьи на тему, пока понравилась такая простая для понимания
схема (только транзисторы - IGBT):


Но как понять, что именно данная топология будет наилучшей в плане стоимости и кпд?

Где лучше почитать про сравнение топологий для таких мощностей?
Может быть есть какие-нибудь таблички по выбору типов преобразователей?

По входному напряжению диапазон дофига. 650 V это IGBT а 160V MOCFET.

Это изолированный повышающий, что значит нет защиты от КЗ.

Гуглите "three level converter".

Да, то что на 650В нужны IGBT я понимаю. Вопрос в топологии.

Рабочий диапазон входных напряжений скорее, начинается с 350В.
На минимальном напряжении 160В нужна мощность всего 300-400Вт,
кпд и максимальное выходное напряжение на этой мощности не особо важны.

Ну сделайте 2 преобразователя, будет гораздо проще.

Но на 65кГц с IGBT особо не разбежишься. Такие частоты для MOCFET.

предложу такое же незаурядное решение вопроса, как и сам вопрос. читал я когда то как в университете Зимбабве придумали 3-х этажный конвертер для станции метро из 2000В (питание подстанции) в 110В переменки на 50кВт. поскольку 2кВ транзисторов не нашли, взяли 3 мостовых преобразователя (каждый со своей банкой) и включили их последовательно, возложив на PIC контроллер задачу балансировки напряжений на банках (за счет равномерного распределения нагрузки на каждый конвертер).
Так же можно поступить и здесь, но немного хитрее. поскольку с топологией типа Мост уже никто не спорит, взять 2 таких моста, последовательно, каждый скажем до 400В входного напряжения. Когда на входе присутствует 650В, работают оба конвертера, а когда напряжение на каждом опускается ниже минимального, один из них закорачивается (открываются все транзисторы) и становится типа перемычкой, работать же продолжает второй конвертер. выходы их соответственно включены параллельно. вопрос только в балансировке.

Не морочьте себе голову, делайте косой полумост. Это и дешево, и работает даже у начинающих радиолюбителей. А в плане кпд, какой бы он ни был, все равно тепло нужно сдувать вентиляторами.

есть минус: при входном 160В гамма будет 0,5, а при рабочем 300-600В уже меньше 0,1 и это не хорошо ибо выливается в токи ключей, а в особенности выходных диодов.

2 ТС: для таким мощностей полумост/мост больше подходит ИМХО. я бы посоветовал мост с с фазовым управлением и удвоителем тока на выходе.

я както делал по подобной схеме ИП с подобными же характеристиками.
что к ней добавили: выходной выпрямитель - мост - делайте синхронным. а лучше сделайте трансформатор с двумя отводами и примените полумост.
нам удалось достигнуть кпд 80-98% в диапазоне нагрузки от 1 до 60А.

входной выпрямитель тоже неплохо сделать синхронным, но скорее всего на вход вам придется поставить PFC - если он не покупной - то он будет самым проблемным, а не этот преобразователь.

проблема КЗ, имхо в нем будет сильно связана с проблемой фильтрации пульсаций выходного тока, потому что при таких токах придется уделить внимание фильтру.
Я пытался использовать в этой схеме квазирезонанс - поставить мелкий последовательный LC-контур последовательно с первичкой транса. он радикально влияет на кпд, помехи, и видимо может защитить от последствий кз, но не успел довести его до ума - недано ни времени ни желания боссов.
Собственно на КЗ мы ставили быстродействующие датчики всё выключающие, но насколько я помню нас спасало только то что выходной мост был силен, и через трансформатор это КЗ уже было несильно КЗ - ключи в первичке выдерживали один такт. и выходной фильтр выручал немного всех.

Вариант косого полумоста мы прорабатывали - преимуществ дополнительных он не дает (кроме - железа в 2 раза меньше), а напряжение входа трансформатора в 2 раза снижает, что нам было поперек горла.
но без емкости последовательно с первичкой транса вам придется отслеживать баланс тока в фазах чтобы устранять дисбаланс плеч (будет появляться постоянная составляющая тока первички) контроллером, это впринципе реализуемо.

Надо делать с фазовым управлением.

Ув. Plain, нет защиты, согласен.
Но как он может быть повышающим без выходного конденсатора?
Источник тока работающий на другой источник тока?
Это не регулируемый преобразователь. ИМХО.
Отношение напряжений вход/выход может быть любым.

to ТС, для советов нужна цельная картина.
Пример. Требование: Нужна быстрая обратная связь по входу и выходу.
В числовом значении это сколько?
Длительность переходного процесса, при сбросе нагрузке от мах до нуля и при скачкообразном изменении входного напряжения от мин до мах, не должна превышать 1мсек, при амплитуде выброса напряжения не более 1%.
Это медленно, нормально или слишком хорошо что бы быть правдой?
Характер нагрузки какой? и т.д. и т.п.

А так, я бы делал две ступени, первая повышающая до 650 или понижающая до 160 и мостовая( возможно не регулируемая).

Всем спасибо за советы.

Остановился на исходной схеме моста с фазовым управлением, только выход трансформатора будет с удвоением тока. Пока без PFC.

Интересны были решения по трехуровневой схеме, как советовал ув. Plain или с двумя мостами ув. Hexel.
Там, действительно можно перейти на мосфеты и ещё немного сэкономить.
Но из-за удвоения падения напряжения на канале выигрыш получается незначительный при усложнении управления.

Исходная — это CFFB, а никакой не PSFB — и схема, и управление совсем другие. И с чего вдруг зашла речь о ККМ, когда в ТЗ заявлено постоянное входное?

Если Вы новичок, то, как советовали выше, Вам следует выбрать либо косой мост, либо каскадный преобразователь, а для КПД требуется как минимум уменьшать потери на активных элементах — путём увеличения их количества/цены.

Извиняюсь , что не по теме. Кто-нибудь в живую встречал CFFB или CFPP, и на чем попроще реализовать управление ?

Конденсатор есть, он на вторичной стороне, а трансформатор, соответственно — это трансформатор тока, со всеми преимуществами забытья про перекос. Вот дросселя на вторичной быть не должно, потому что он даст лишь пшик на фиксаторе/демпфере первичной стороны, который здесь "любезно" опущен, хотя без него никак.


Обыкновенно — любой однотактный контроллер, один триггер и два логических элемента.

ПМСМ, без двойного преобразования не обойтись, оптимально, на мой взгляд, на входе бустер, повышающий до 650 Вольт (при входном 650 В этот преобразователь будет молчать и потери этого преобразователя будут лишь на диоде буста), далее - косой мост (или полумост, для такой мощности годится и он). Ключи в обоих преобразователях не менее 900 вольтовых, поэтому частоту возможно придётся снизить.