Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Какую топологию выбрать
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Силовая Преобразовательная Техника
vlvl@ukr.net
Требуется Uout(dc)=300B, P(out_max)=500W, предпологается работа от ХХ до Рмах, Uin_dc=12V_аккумулятор. Посоветуйте с выбором схемы преобразования?
Herz
Цитата(vlvl@ukr.net @ Jul 30 2007, 12:23) *
Требуется Uout(dc)=300B, P(out_max)=500W, предпологается работа от ХХ до Рмах, Uin_dc=12V_аккумулятор. Посоветуйте с выбором схемы преобразования?

При низковольтном питании и такой мощности - конечно, пушпуль.
vlvl@ukr.net
Цитата(Herz @ Jul 30 2007, 14:24) *
При низковольтном питании и такой мощности - конечно, пушпуль.

А с точки зрения транса, простоты изготовления, габаритов, может лучше остановится на мосте? У пуш-пуля всетаки 2-е полуабмотки.
Bludger
Цитата(vlvl@ukr.net @ Jul 30 2007, 16:00) *
А с точки зрения транса, простоты изготовления, габаритов, может лучше остановится на мосте? У пуш-пуля всетаки 2-е полуабмотки.


Еще лучше фэйз-шифт мост. При таком выходе паразитные емкости задраконят если делать с "жестким" переключением то...
gyrator
Цитата(Herz @ Jul 30 2007, 15:24) *
При низковольтном питании и такой мощности - конечно, пушпуль.

Конечно, пушпулл. Но с фиксирующей емкостью (для ограничения
выбросов на ключах) и регенеративным демпфером (для уменьшения
потерь на выключение). Ведь при такой мощности, через ключи
будут гоняться токи под 50А, и энергия паразитных индуктивностей
довольно большая. Здесь:
- http://cotlev.borda.ru/?0-1 http://cotlev.borda.ru/?0-2
народ похожими схемками занимается.
Herz
Цитата(vlvl@ukr.net @ Jul 30 2007, 14:00) *
А с точки зрения транса, простоты изготовления, габаритов, может лучше остановится на мосте? У пуш-пуля всетаки 2-е полуабмотки.

12-вольтовая полуобмотка - это всего лишь несколько дополнительных витков. Не думаю, что она сильно усложнит транс и увеличит габариты. Учтите, кстати, что по каждой полуобмотке ток протекает лишь полпериода, значит, она лучше охлаждается. Так что в этом тоже есть плюс.
А мост - это дополнительные 2 мощных (и дорогих) ключа, дополнительный отвод тепла, снижение КПД за счёт падения напряжения на них (а на фоне низкого питающего это уже существенный вклад). Я уже не говорю о необходимости в драйверах верхних ключей...
vlvl@ukr.net
Спасибо за совет, значит ПУШ-ПУЛЬ smile.gif
ISD
Не надо только забывать, что при Push-Pull Vds=2Vin, а при Full Bridge Vds=Vin (некоторые даже меньше Vin ставят) - это что касается потерь на ключах и цены их. И потом мостом можно по фазе попытаться управлять....
Herz
Цитата(ISD @ Jul 31 2007, 18:07) *
Не надо только забывать, что при Push-Pull Vds=2Vin, а при Full Bridge Vds=Vin (некоторые даже меньше Vin ставят) - это что касается потерь на ключах и цены их. И потом мостом можно по фазе попытаться управлять....

Вот именно, 2Vin для 12В - это всего лишь 24В, на меньшее напряжение ключей уже трудно найти. smile.gif +выбросы, конечно, в момент выключения, но всё равно расклад однозначный. Было б хоть вольт 50 - тогда, может, другое дело... А что значит "по фазе управлять"?
Bludger
Цитата(Herz @ Jul 31 2007, 23:39) *
Вот именно, 2Vin для 12В - это всего лишь 24В, на меньшее напряжение ключей уже трудно найти. smile.gif +выбросы, конечно, в момент выключения, но всё равно расклад однозначный. Было б хоть вольт 50 - тогда, может, другое дело... А что значит "по фазе управлять"?


"Всего лишь" - это скорее всего не поставить 30-вольтовые ключи (разброс по питанию да и запасец не помешает) - а тут проходит граница "очень хороших" полевиков и полевиков обычных..
А "управлять по фазе" - имеется в виду способ преобразования под названием Phase-Shift, когда не меняется ширина импульсов управления, а меняется их фаза. Это позволяет добиться полезного использования паразитных параметров трансформатора, когда индуктивность рассеяния и паразитная емкость полезно обмениваются энергией. Т.е. передача энергии происходит в прямоугольнике, а переключение - в резонансном режиме (теми же свойствами обладает Active Clamp Forward Converter).
В данном случае паразитная емкость вторичной обмотки явно будет гадить, и гадить очень сильно. Если емкость вторички 100пик, и К=30, то на первичке придется дрочить эквивалентную емкость в 100*30^2=90nF... При "жестком" переключении эту емкость придется перезаряжать в явном виде, а вот в схеме с phase-shift уже можно использовать энергию, запасенную в ней, для дела...
Знакомые парни по этой топологии делали питание рентгеновской трубки в 50кВ от сети 24В, и этот вариант оказался чрезвычайно достойным конкурентом резонансника...
Herz
Цитата(Bludger @ Jul 31 2007, 22:13) *
"Всего лишь" - это скорее всего не поставить 30-вольтовые ключи (разброс по питанию да и запасец не помешает) - а тут проходит граница "очень хороших" полевиков и полевиков обычных..

Не знал, что эта граница пролегает именно по напряжению 30В. smile.gif Но, даже если это и так, то применение 4-х "очень хороших" полевиков будет дороже 2-х "обычных". А при необходимости, и запараллеливание полевиков обойдётся проще и дешевле, чем управление мостом.
Цитата
А "управлять по фазе" - имеется в виду способ преобразования под названием Phase-Shift, когда не меняется ширина импульсов управления, а меняется их фаза. Это позволяет добиться полезного использования паразитных параметров трансформатора, когда индуктивность рассеяния и паразитная емкость полезно обмениваются энергией. Т.е. передача энергии происходит в прямоугольнике, а переключение - в резонансном режиме (теми же свойствами обладает Active Clamp Forward Converter).
В данном случае паразитная емкость вторичной обмотки явно будет гадить, и гадить очень сильно. Если емкость вторички 100пик, и К=30, то на первичке придется дрочить эквивалентную емкость в 100*30^2=90nF... При "жестком" переключении эту емкость придется перезаряжать в явном виде, а вот в схеме с phase-shift уже можно использовать энергию, запасенную в ней, для дела...
Знакомые парни по этой топологии делали питание рентгеновской трубки в 50кВ от сети 24В, и этот вариант оказался чрезвычайно достойным конкурентом резонансника...

Понятно. С топологией Phase-Shift я знаком, честно говоря, поверхностно, нужно подтянуться. smile.gif
Но пока мне не очевидно, почему она принципиально неприменима для пушпула.
Bludger
А как же в пушпуле фазу то двигать? smile.gif В мосту то у нас две пары ключей, и управляются они всегда меандром - а в пушпуле просто принципиально невозможно smile.gif
Вот здесь, например, про нее немного: http://focus.ti.com/lit/ml/slup111/slup111.pdf
gyrator
Цитата(Bludger @ Aug 1 2007, 00:13) *
В данном случае паразитная емкость вторичной обмотки явно будет гадить, и гадить очень сильно.

Лучше один раз увидеть:

Желающие могут промоделировать вариант фазника и сравнить потери
в ключах, а заодно сравнить стоимость контроллеров.
Кстати, возможен и резонансный вариант пушпулла .
wim
Цитата(gyrator @ Aug 1 2007, 13:38) *
Лучше один раз увидеть:
http://rc.foto.radikal.ru/0708/74/7c962d31b295t.jpg
Желающие могут промоделировать вариант фазника и сравнить потери
в ключах, а заодно сравнить стоимость контроллеров.
Кстати, возможен и резонансный вариант пушпулла .


С конденсаторами без ESR и идеальными трансформаторами (без межобмоточной ёмкости и прочих нюансов) можно ничего не сравнивать - рулит любая топология.
vlvl@ukr.net
О фаза-шифте слышал на форуме лестные отзывы, но никогда с ним неработал 05.gif , специфика не позволяла, а вот с пушпульной драчилкой сталкивался. Вы просто заставили меня задуматься и перевес идет сторону моста фаза-шифт smile.gif
gyrator
Цитата(wim @ Aug 1 2007, 15:37) *
С конденсаторами без ESR и идеальными трансформаторами (без межобмоточной ёмкости и прочих нюансов) можно ничего не сравнивать - рулит любая топология.

Дык покажите, как она рулит. Транс-то не идеальный, а на материале 3F3, а последовательных резисторов в модельке достаточно. Что касается емкостей, то их влияние (при указанных в модельке витках) с лихвой перекрывается емкостями ключей и диодов. Писать можно все, а вот показать-никто не хочет. Однако, наличие в природе различных симуляторов позволяет обойтись без многословия, а просто продемонстрировать коллеге свою мудрую мысль с помощью виртуального макета. Тогда можно объективно сравнивать не слова, а кривульки.
Bludger
И еще вариант в качестве развлечения: двухфазный эктив-клэмп форвард smile.gif Плюсы - никаких проблем с несимметрией, два сильных ключа (в отличии от четырех в мосте, причем по два последовательно соединенных что увеличит потери на статику), возможность работать с DC>0.5 в каждом канале.
И можно сделать дешево - копеечную UC3843 на удвоенной частоте, за ней логику что бы разбить на два канала, и два сдвоенных драйвера. И выходы последовательно соеденить что бы коэффицинт трансформации уменьшить smile.gif

Цитата
Дык покажите, как она рулит. Транс-то не идеальный, а на материале 3F3, а последовательных резисторов в модельке достаточно. Что касается емкостей, то их влияние (при указанных в модельке витках) с лихвой перекрывается емкостями ключей и диодов. Писать можно все, а вот показать-никто не хочет. Однако, наличие в природе различных симуляторов позволяет обойтись без многословия, а просто продемонстрировать коллеге свою мудрую мысль с помощью виртуального макета. Тогда можно объективно сравнивать не слова, а кривульки.


Скажите, а Вы знаете паразитную емкость вторичной обмотки данного трансформатора? wink.gif А ведь она передается на праймэри через коэффициент трансформации в квадрате, т.е. будет почти на три порядка больше. Если ее не учесть, смысла в моделировании нет никакого...
wim
Цитата(gyrator @ Aug 1 2007, 16:50) *
Дык покажите, как она рулит. Транс-то не идеальный, а на материале 3F3, а последовательных резисторов в модельке достаточно. Что касается емкостей, то их влияние (при указанных в модельке витках) с лихвой перекрывается емкостями ключей и диодов. Писать можно все, а вот показать-никто не хочет. Однако, наличие в природе различных симуляторов позволяет обойтись без многословия, а просто продемонстрировать коллеге свою мудрую мысль с помощью виртуального макета. Тогда можно объективно сравнивать не слова, а кривульки.

Дык, как же оный транс не идеальный, если у него обе половинки обмотки строго одинаковы? Диоды, я полагаю, тоже с одной пластины отпочковались?
gyrator
Цитата(wim @ Aug 1 2007, 17:46) *
Дык, как же оный транс не идеальный, если у него обе половинки обмотки строго одинаковы? Диоды, я полагаю, тоже с одной пластины отпочковались?

Дык, если Вы намекаете на одностороннее намагничивание,
то, ИМХО, без схемы симметрирования никто не делает
двухтакты на такую мощность от 12В. А с симметрированием
упомянутые проблемы: -чихня. Однако, если первички по одному витку,
то ошибиться трудно.
Кстати, любой желающий может изменять параметры транса и диодов в модельке и
проверять свои гипотЭзы, а заодно добавлять всяческие паразитные параметры.
Ежели компутер шустрый, то модельку можно "наворачивать" до посинения.


Цитата(Bludger @ Aug 1 2007, 17:02) *
Скажите, а Вы знаете паразитную емкость вторичной обмотки данного трансформатора?

А Вы?
Цитата(Bludger @ Aug 1 2007, 17:02) *
А ведь она передается на праймэри через коэффициент трансформации в квадрате, т.е. будет почти на три порядка больше. Если ее не учесть, смысла в моделировании нет никакого...

Ну спасибо, что научили. Особенно звучит:-"праймэри".
Даже если пользователь симулятора-балбес, то сам симулятор-отнюдь.
Да и мотают транс так, чтобы сделать эту самую емкость минимальной.
Если Вы заметили, то вторая кривулька показана для случая, когда
паразитная емкость равна 300пФ. Хотя при 30 витках нужно постараться
такую получить.
wim
Цитата(gyrator @ Aug 1 2007, 20:57) *
Дык, если Вы намекаете на одностороннее намагничивание,
то, ИМХО, без схемы симметрирования никто не делает
двухтакты на такую мощность от 12В. А с симметрированием
упомянутые проблемы: -чихня. Однако, если первички по одному витку,
то ошибиться трудно.

Дык и я ж о том же - моделька рабочая, тока вы её без "схемы симметрирования" не включайте.
И что-то не заметил я в модельке числа витков, токмо индуктивности.

Цитата(gyrator @ Aug 1 2007, 20:57) *
Кстати, любой желающий может изменять параметры транса и диодов в модельке и
проверять свои гипотЭзы, а заодно добавлять всяческие паразитные параметры.
Ежели компутер шустрый, то модельку можно "наворачивать" до посинения.


Таки убедили! Въедливым заказчикам бум говорить теперь так: мощность "с лихвой", потери - "чихня", а ежели чем недовольны - пусть сами "наворачивают" модельку до посинения.
gyrator
Цитата(wim @ Aug 1 2007, 21:57) *
И что-то не заметил я в модельке числа витков, токмо индуктивности.

Внимательно посмотрите на K2. Сердечник силового
транса. Материал-3F3, обмотки:-L17,L23,L42, а рядом
с нумером обмотки цифирки, кои означают кол-во витков.
Однако, если Вы не видите разници между моделькой и СХЭ, то
можете образовывать своих заказчиков по поводу ESR конденсаторов.
Особенно при климатических испытаниях. ИМХО-произведёт впечатление,
если по амплитуде переменной составляющей не укладываетесь в ТУ или ТЗ.
Bludger
Цитата
Ну спасибо, что научили. Особенно звучит:-"праймэри".
Даже если пользователь симулятора-балбес, то сам симулятор-отнюдь.
Да и мотают транс так, чтобы сделать эту самую емкость минимальной.
Если Вы заметили, то вторая кривулька показана для случая, когда
паразитная емкость равна 300пФ. Хотя при 30 витках нужно постараться
такую получить.


Вы знаете, я вот чисто умозрительно - беру 50пик вторички, умножаю на 1000 - получаю 50нан на первичке. Как предствавлю что я припаял кондер такой - сразу пропадает интерес к дальнейшим раздумьям про эту топологию, понятно становится что ключам придется тоскливо.. Даже на 12-вольтовом питании...
gyrator
Цитата(Bludger @ Aug 1 2007, 22:31) *
Вы знаете, я вот чисто умозрительно - беру 50пик вторички, умножаю на 1000 - получаю 50нан

Ну да. А индуктивность рассеяния первички Вы на сколько умножаете?
Например,0.1u*1000=100u. Поживут еще ключики. Да и потери на
включение поменее будут. Даже при 12-вольтовом питании....
Однако, я ничего не умножаю, симулятор это сам делает.
Уж если в демпфере 1мкФ перезаряжается, то говорить о
50-ти нанах-просто смешно.
Bludger
Цитата(gyrator @ Aug 1 2007, 22:38) *
Ну да. А индуктивность рассеяния первички Вы на сколько умножаете?
Например,0.1u*1000=100u. Поживут еще ключики. Да и потери на
включение поменее будут. Даже при 12-вольтовом питании....
Однако, я ничего не умножаю, симулятор это сам делает.
Уж если в демпфере 1мкФ перезаряжается, то говорить о
50-ти нанах-просто смешно.


А интересно - какая доля динамических потерь в ключах от общих потерь в этом случае?
Без подколки - просто интересно, если у Вас модель уже введена. Скажем, для 50пик емкости транса и 5% рассеянии.
Фрол Кузьмич
Чё-то в пылу запала вспоществования никто даже не спросил трейдстартера, а не нужны ли ему вдрух стабилизация выхода, ограничение тока, плавный старт...
wim
Цитата(gyrator @ Aug 1 2007, 22:30) *
Внимательно посмотрите на K2. Сердечник силового
транса. Материал-3F3, обмотки:-L17,L23,L42, а рядом
с нумером обмотки цифирки, кои означают кол-во витков.

С витками - согласен, посмотрел невнимательно. Но вопрос о неидеальности элементов всё равно остаётся. В реальном трансформаторе коэффициенты связи половинок первичной обмотки со вторичной будут одинаковыми или как? Индуктивность рассеяния 0,1 мкГн - это 1 см провода, таки она может оказаться разной в разных плечах. Ну, и диоды и остальное ...
gyrator
Цитата(wim @ Aug 1 2007, 23:59) *
Но вопрос о неидеальности элементов всё равно остаётся.

Все зависит от того, что Вы хотите исследовать. Если
Вас интересуют говенно выполненные трансы-это
другая задача, как и моделька. А если интересна топология,
позволяющая убрать выбросы от Ls и снизить комм. потери (при
одновременном повышении КПД), то моделька-эта.
Я уже постил, что при использовании технологии симметрирования
неидеальность полуобмоток и прочих элементов не столь существенна.
Например, переход от VM способа управления к CM-позволяет
получить простейшее симметрирование режима работы силового
транса. А если контролировать ток намагничивания, то проблема
с "кривостью" намотки и монтажа еще более упрощается.



Цитата(Фрол Кузьмич @ Aug 1 2007, 23:30) *
Чё-то в пылу запала вспоществования никто даже не спросил трейдстартера, а не нужны ли ему вдрух стабилизация выхода, ограничение тока, плавный старт...

Это уж он сам пусть нарисует. В противном случае, ИМХО, лучше вообще
не браться за разработку ИВЭП, а использовать готовое.



Цитата(Bludger @ Aug 1 2007, 23:25) *
А интересно - какая доля динамических потерь в ключах от общих потерь в этом случае?
Без подколки - просто интересно, если у Вас модель уже введена. Скажем, для 50пик емкости транса и 5% рассеянии.

На кривульках есть график мгновенной мощности потерь
в ключе-abs(V(r95)*I(r99)). Разделив по времени можно получить
некую оценку в первом приближении для тех параметров,
что указаны в модельке. Если есть желание посмотрите все, что Вас интересует, то
установите Micro-Cap 8 , а я выложу модельку в формате .CIR.
vlvl@ukr.net
Цитата(Фрол Кузьмич @ Aug 1 2007, 22:30) *
Чё-то в пылу запала вспоществования никто даже не спросил трейдстартера, а не нужны ли ему вдрух стабилизация выхода, ограничение тока, плавный старт...

Стабилизация только по первичке, со всеми остальными я еще не определился, интереснее послушать собеседников по поводу достоинств и недостатков.... smile.gif

Цитата(gyrator @ Aug 2 2007, 00:14) *
Я уже постил, что при использовании технологии симметрирования
неидеальность полуобмоток и прочих элементов не столь существенна.
Например, переход от VM способа управления к CM-позволяет
получить простейшее симметрирование режима работы силового
транса. А если контролировать ток намагничивания, то проблема
с "кривостью" намотки и монтажа еще более упрощается.

Каким образом симметрирование можно прилепить к ПУШ-ПУЛЮ?
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.