Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Заряжаем конденсатор
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Силовая Преобразовательная Техника
Страницы: 1, 2
TheMad
Доброе %время_суток%, All! Поиск оказался на редкость молчалив, хотя мне кажется что эта тема должна была подниматься неоднократно.

Все мы хорошо знаем что импульсные преобразователи напряжения, мягко говоря, не очень любят когда им надо обеспечивать на выходе напряжения, изменяющиеся во много раз.
Электронщики, работающие совместно с лазерщиками, наверное уже собаку съели на задачах вида "есть конденсатор ёмкостью С, его надо зарядить до напряжения U за минимальное\заданное\оптимальное время".
Хотелось бы послушать, что скажут гуру на следующую тему:
Надо заряжать конденсатор ёмкостью 10 000 мкФ до напряжения 600 В. Конденсатор хороший, сборка из плёночных. 1800 Дж, как-никак.
В качестве источника питания у нас есть источник постоянного напряжения 12В. Ток, отбираемый от источника, должен быть по возможности постоянным в процессе заряда. Время заряда - 5с.
Преобразователь на такую мощность имеет смысл сделать пушпульным, ибо обычный обратноходовый при такой мощности кажется некрасивым и требующим много феррита, а также имеющим невысокий КПД.
Проблемы начинаются когда мы начинаем заряжать наш конденсатор, стабилизируя ток в первичной цепи. В начале заряда в нагрузку идёт огромный ток, выходной дроссель неизбежно насыщается и перестаёт выполнять свои обязанности, транзисторы начинают греться и готовятся отдать душу силиконовым богам.
Хочется сделать переключение обмоток трансформатора в процессе заряда, но некрасиво. Чует мой спинной мозг что должны быть более красивые идеи. В портативных фотовспышках такой проблемы нет из-за во много раз меньшей средней мощности преобразователя, там можно и 30% энергии в тепло высадить.
Если кто-то практически сталкивался с данной задачей, выскажитесь.

Спасибо!

DS
Лидар автомобильный делаете ?

С моей точки зрения обратноходовой здесь лучше подойдет. А для Вашей схемы массу феррита для выполнения условия постоянной мощности Вы в дросселе наберете. Где будет больше феррита - сходу и не скажешь. Мощность для обратноходовика не запределельная - около 400 - 500 Ватт.
Microwatt
Цитата(TheMad @ Jul 22 2011, 23:55) *
Преобразователь на такую мощность имеет смысл сделать пушпульным, ибо обычный обратноходовый при такой мощности кажется некрасивым и требующим много феррита, а также имеющим невысокий КПД.

Если кто-то практически сталкивался с данной задачей, выскажитесь.Спасибо!

С точностью до наоборот. "Феррита" уж точно меньше. Хотя, конечно, тут для единичного ключа мощность высока. Ток велик. Но можно многофазник сделать.
Вообще-то... опишите задачку подробнее, можно ведь вовремя отказаться от неподъемной затеи.
Преобразователь в 300-350 ватт- достаточно серьезное устройство. Ток в 40-50 ампер (80-100 в импульсе) источник 12 вольт выдаст? Или это очередной гаусганн с питанием от двух "крон"?
DS
Задача решаемая, такие лидары лет 25 назад уже делали, значит и блоки питания были. Питание - наверняка бортсеть фургона или автобуса, так что должно хватить.
SergCh
Токовое управление в первичной цепи и режим стабилизации выходного тока вас спасёт. Модуль питания при этом сохраняет устойчивость от кз на выходе до номинального напряжения. Делаем такие на 1.5кВт, есть нюансы, но работают достаточно красиво.
Tanya
Цитата(TheMad @ Jul 23 2011, 00:55) *
Проблемы начинаются когда мы начинаем заряжать наш конденсатор, стабилизируя ток в первичной цепи. В начале заряда в нагрузку идёт огромный ток, выходной дроссель неизбежно насыщается и перестаёт выполнять свои обязанности, транзисторы начинают греться и готовятся отдать душу силиконовым богам.

А что же Вы хотели? Фиксируя ток в первичной цепи, Вы фиксируете мощность, а она во вторичной части пропорциональна произведению (напряжение на ток).
TheMad
Цитата(Microwatt @ Jul 23 2011, 01:50) *
Ток велик. Но можно многофазник сделать.
Вообще-то... опишите задачку подробнее, можно ведь вовремя отказаться от неподъемной затеи.
Преобразователь в 300-350 ватт- достаточно серьезное устройство. Ток в 40-50 ампер (80-100 в импульсе) источник 12 вольт выдаст? Или это очередной гаусганн с питанием от двух "крон"?


Куда уж подробнее? Имеем 12 вольт, от них надо зарядить вышеописанный конденсатор. При этом крайне желательно чтобы потребляемая мощность от источника была постоянной в процессе всего заряда. Если стабилизировать ток заряда конденсатора то потребляемый устройством ток будет нарастать почти линейно, что приведёт к тому что в конце заряда от 12-вольтового источника будет отбираться недопустимо большая мощность при соблюдении условия по времени заряда. 50 ампер источник выдаст, 100 в импульсе надо будет обеспечить входными конденсаторами в зарядном устройстве.

Цитата(SergCh @ Jul 23 2011, 10:15) *
Токовое управление в первичной цепи и режим стабилизации выходного тока вас спасёт. Модуль питания при этом сохраняет устойчивость от кз на выходе до номинального напряжения. Делаем такие на 1.5кВт, есть нюансы, но работают достаточно красиво.



У вас тоже обратноходовая схема? Если не секрет - расскажите поподробнее о управлении и применяемых детальках. До какого напряжения заряжается выходная ёмкость и с каким общим КПД?

Цитата(Tanya @ Jul 23 2011, 11:07) *
А что же Вы хотели? Фиксируя ток в первичной цепи, Вы фиксируете мощность, а она во вторичной части пропорциональна произведению (напряжение на ток).


Это я всё замечательно понимаю. Меня интересуют способы борьбы с этим.
Понятно что можно, например, сделать трансформатор и дроссель с отводами и переключать их по мере заряда целевого конденсатора, но как-то некрасиво это выглядит и подсознательно кажется что можно сделать намного проще и красивее.
Microwatt
Скорее всего, прибор нужно делать в две ступени. Для одной коэффициент трансформации велик.
Сначала нерегулируемым пушпулом повысить напряжение вольт до 80-100. Потом однотактником разогнать до требуемых 600.
Запас энергии в конденсаторе на выходе 80-100 вольт облегчит работу пушпула, будет легче работать с импульсными токами.
Однотактник с постоянной паузой имеет хорошую приемистость для зарядки конденсатора.
Tanya
Цитата(TheMad @ Jul 23 2011, 11:33) *
Это я всё замечательно понимаю. Меня интересуют способы борьбы с этим.


Борьба с чем? С Вами же заданным условием? Кто-то кого-то должен из вас (мн. ч.) победить.
Лучше заранее договориться... и не допускать раздвоения...
Что до отводов, так это правильно, конечно. Фактически Вы заряжаете один конденсатор от другого. Чем больше перепад. тем больше потери.
TheMad
Цитата(Tanya @ Jul 23 2011, 11:49) *
Борьба с чем? С Вами же заданным условием? Кто-то кого-то должен из вас (мн. ч.) победить.
Лучше заранее договориться... и не допускать раздвоения...
Что до отводов, так это правильно, конечно. Фактически Вы заряжаете один конденсатор от другого. Чем больше перепад. тем больше потери.


Нет конечно, не с условиями борьба, а скорее за их выполнение малой кровью.
И истину, гласящую что чем больше перепад - тем меньше КПД замечательно знаю, ибо импульсники делал разные неоднократно.
Интересно было бы послушать мнение тех, кто практически делал такие вещи. С цифрами, чего они достигли на этом поприще. У меня вот сейчас, например, КПД двухтактника 12->600В при постоянной нагрузке 300мА составляет 89%, КПД по энергии при заряде конденсатора сильно ниже - 69%. Мне следует на этих цифрах успокоиться и пойти на речку купаться или поколдовать ещё? 89% из 12 в 600 меня устраивает, а вот общий КПД заряжалки - категорически нет. Думалось что уложусь процентов в 85, на крайний случай 80.
asdf
Цитата(TheMad @ Jul 23 2011, 12:16) *
И истину, гласящую что чем больше перепад - тем меньше КПД замечательно знаю, ибо импульсники делал разные неоднократно.
Интересно было бы послушать мнение тех, кто практически делал такие вещи. С цифрами, чего они достигли на этом поприще. У меня вот сейчас, например, КПД двухтактника 12->600В при постоянной нагрузке 300мА составляет 89%, КПД по энергии при заряде конденсатора сильно ниже - 69%. Мне следует на этих цифрах успокоиться и пойти на речку купаться или поколдовать ещё? 89% из 12 в 600 меня устраивает, а вот общий КПД заряжалки - категорически нет. Думалось что уложусь процентов в 85, на крайний случай 80.

Разрешите поправить, не "тем меньше КПД" - обычно бывает - тем больше стоимость при одном и том же КПД.
В Вашем же случае я бы просто поставил мостовой параллельный квазирезонансник с ЧИМ регулированием, и забыл бы обо всех проблемах.
Он бы Вам выдавал запрошенные 0...720 Вт мощности, в зависимости от выходного напряжения 0-600 В, тем более, что заботиться об ЭМС по выходу при работе на 10000 мкф особо не приходится.
Выходной зарядный ток 1.2 А, мах мощность 720Вт.
IR-полевики на 40В и 1мОм каналом - стоят пару-тройку баксов, если запаралелить пару, то полные потери на них в мосте в этом случае будут 20-22 Вт, еше пара-тройка в выходном выпрямителе, по десятку в дроселях и трансформаторе - всего набегает Вт 50, мах.
Эти 50 Вт потерь будут в конце зарядки, вначале Вт 15-20, отсюда можете посчитать КПД заряжалки за цикл заряда, потери растут линейно.

TheMad, извините, ввел в заблуждение, не сразу обратил внимание, что Вам нужно стабилизировать входной ток, а не выходной, как это обычно бывает.
В этом случее остается тот же вариант квазирезонансника, только с тремя выходными трансформаторами на 360 Вт. Ступени получаются 6, 60 и 600 В. По прохождении каждой ступени выходного напряжения, трансформатор шунтируется ключами синхронного выпрямителя.
КПД, в среднем, процента на 2-3 упадет, стоимость возрастет процентов на 30-40.

Кстати, гальваническая развязка нужна?

Более простой вариант первые ~0.5-0.7 секунды излишнюю мощность от 360 Вт, сбрасываем в тепло, а далее обычный вариант, как я писал вначале, но уже со стабилизацией входного тока. В этом случае средний КПД упадет меньше, чем на 10%.
egorr
TheMad
Если не нужна гальваническая развязка,то подходящим вариантом может быть бустер с двухобмоточным дросселем.
Если развязка нужна,то тогда преобразование надо делать в две ступени,по Microwattу.
Microwatt
Цитата(egorr @ Jul 23 2011, 12:52) *
TheMad
Если не нужна гальваническая развязка,то подходящим вариантом может быть бустер с двухобмоточным дросселем.
Если развязка нужна,то тогда преобразование надо делать в две ступени,по Microwattу.

Бустер с двухобмоточным дросселем вещь, конечно, хорошая, может и самая лучшая. Но его нужно уметь готовить , особенно на 600 вольт.
Где-то валялась статейка источника для ксеноновых автомобильных ламп . Там 400 вольт нужно. Правда, пока 50-100 ватт - еще терпимо в однотактнике с 12 вольт снять. А 300 - уже большие проблемы.
asdf
Цитата(Microwatt @ Jul 23 2011, 14:40) *
Бустер с двухобмоточным дросселем вещь, конечно, хорошая, может и самая лучшая. Но его нужно уметь готовить , особенно на 600 вольт.

К сожалению, он не пройдет, проблема та же самая.
Если следовать точно стабилизации входной мощности, то в начале он тоже должен выдавать ток порядка 300А (на время порядка 0.3-0.5 сек), а в конце иметь выходное напряжение 600 В, при токе 0.6 А.

Как мне кажется, если не привязываться к конкретному типу преобразователя, то есть четыре принципиальных подхода к решению этой проблемы.
1. На начальном участке зарядки (<0.5-0.7 сек ) сбрасываем излишнюю мощность в тепло.
2. Используем рекуперативный контур - дополнительную емкость, на энергию примерно 200 Дж, которая накапливается на начальном участке зарядки. Эта энергия возвращается на более позднем участке зарядки.
Введение двухступенчатого преобразования можно отнести к этому типу подхода.
3. Используем ступенчатую коммутацию выходного напряжения.
4. Допускаем на начальном участке <0.5-0.7 сек линейно возрастающее потребление входной мощности, а далее стабилизируем ее.
Может кто еще чего добавит?
Microwatt
Цитата(asdf @ Jul 23 2011, 13:46) *
К сожалению, он не пройдет, проблема та же самая.
Если следовать точно стабилизации входной мощности, то в начале он тоже должен выдавать ток порядка 300А (на время порядка 0.3-0.5 сек), а в конце иметь выходное напряжение 600 В, при токе 0.6 А.

Может кто еще чего добавит?

А что в этом плохого, если вначале ток заряда велик а потом спадает? Не стоит же задача заряда стабильным током (линейного роста напряжения)? Заряд постоянной мощностью - идеальное решение.
Просто конструктивно в одном бестрансформаторном каскаде повысить повысить напряжение более, чем в 3-4 раза с хорошим КПД не удается. Трансформаторный же однотактный каскад в режиме непрерывных токов реализовать сложно на высокие напряжения.
Поэтому, стоило бы повысить предварительно любым способом входное напряжение. Нерегулируемый двухтактник - один из лучших способов для питания 12 вольт. Уж не мосты, тем более резонансные, - точно.
Просмотревши достаточно много статей по питанию от низковольтных источников, я так понял, что пушпулы - единственная практическая топология в этой области. По крайней мере, снять 400 ватт с топливного элемента в 4 вольта другими способами не удалось. И киловатт с 12 вольт - тоже.
Всякие коммутации обмоток, гасящие резисторы - не решение. Усложним схему, а КПД не повысится.
Tanya
Цитата(Microwatt @ Jul 23 2011, 17:43) *
Просто конструктивно в одном бестрансформаторном каскаде повысить повысить напряжение более, чем в 3-4 раза с хорошим КПД не удается. Трансформаторный же однотактный каскад в режиме непрерывных токов реализовать сложно на высокие напряжения.
Поэтому, стоило бы повысить предварительно любым способом входное напряжение. Нерегулируемый двухтактник - один из лучших способов для питания 12 вольт.
Всякие коммутации обмоток, гасящие резисторы - не решение. Усложним схему, а КПД не повысится.

Я (сразу признаюсь) ничего не понимаю в импульсных источниках. Но, исходя из Ваших же слов, осмелюсь предложить разбить (условно) первичный источник на несколько (не знаю сколько...) - а вторичный преобразователь коммутировать сначала на первый источник с низким напряжением, потом на след... и т.д. Или не коммутировать, а сделать несколько вторичных - токи в них будут разные и напряжения...
Наверное, как всегда, глупость написала. Подниму настроение читающей публике.
DS
Для обсуждения начального участка мало данных. Лампа может гаснуть на каком-то определенном напряжении, скажем 50 Вольт, тогда начальный ток поменьше будет, а может быть обратный перезаряд конденсатора, тогда его сначала надо доразрядить. Во-вторых, насколько оправданно условие постоянной мощности, ведь перед импульсом заряник все равно надо останавливать (иначе дуга не погаснет) , и на начальном этапе мощность падает, а не растет. Иначе хочешь - не хочешь, а придется делать схему с габаритной мощностью на 300 А х 600 В. Включая толщину проводов, вес дросселей и т.д.
Microwatt
Что-то я "не въеду в тему"... Почему 300Ах600V ?
Работает себе преобразователь и работает. Потребляет свои, скажем, 60 ампер по первичке, а во вторичке меняет ток и напряжение по мере заряда конденсатора. За счет ШИМ.
Кажется, затруднения возникают от автоматического переноса физики заряда конденсатора через резистор. При заряде от импульсного источника картина же принципиально другая.
Здесь теоретически КПД - 100% и ток заряда в любой момент времени не может превысить некоторую заданную ограничителем мощности величину. Никаких ступенчатых переключателей в принципе не нужно.
Вот даже для успокоения совести и оживления памяти модельку прогнал. Нормальный идет заряд по экспоненте при постоянной входной мощности. Правда, для других токов и напряжений, но качественно картинка не меняется.
vanya.8484
Цитата(Microwatt @ Jul 23 2011, 18:14) *
Вот даже для успокоения совести и оживления памяти модельку прогнал.

Я тоже: Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Алаверды.biggrin.gif
Tanya
Цитата(Microwatt @ Jul 23 2011, 19:14) *
Что-то я "не въеду в тему"... Почему 300Ах600V ?
Работает себе преобразователь и работает. Потребляет свои, скажем, 60 ампер по первичке, а во вторичке меняет ток и напряжение по мере заряда конденсатора. За счет ШИМ.
Кажется, затруднения возникают от автоматического переноса физики заряда конденсатора через резистор. При заряде от импульсного источника картина же принципиально другая.
Здесь теоретически КПД - 100% и ток заряда в любой момент времени не может превысить некоторую заданную ограничителем мощности величину. Никаких ступенчатых переключателей в принципе не нужно.
Вот даже для успокоения совести и оживления памяти модельку прогнал. Нормальный идет заряд по экспоненте при постоянной входной мощности. Правда, для других токов и напряжений, но качественно картинка не меняется.

Повторю свою глупость. При напряжении на конденсаторе..., скажем, 1/10 от максимума ток заряда в 10 раз больше должен быть, чем при максимуме при той же мощности. Поэтому подумалось, что разделение (переключение) выходных частей имеет некоторый смысл. Будет быстрее, чем Ваша экспонента.
DS
Цитата(Microwatt @ Jul 23 2011, 19:14) *
Что-то я "не въеду в тему"... Почему 300Ах600V ?


Потому что, когда напряжение на конденсаторе =0, источник работает на короткозамкнутую цепь (нет тормозящего напряжения). Вся мощность при этом падает на диоде и спротивлении обмотки и проводов. Если мы ставим задачу "строго равномерной зарядки", надо рассчитывать выходные цепи на безумный ток, чтобы при малом падении закачивать в конденсатор ту же энергию, что и при большом.
VCO
Тут по ходу пьесы для оптимизации КПД SMART-стабилизатор мощности заряда/разряда нужен на DSP, на вроде того, что Microwatt предложил.
Совет от чукчи, адресованный геологам: "Трактор нужен!" на самом деле был очень полезным советом. Так и появились эвакуаторы (PowerDSP)...
Microwatt
Цитата(DS @ Jul 23 2011, 21:24) *
Потому что, когда напряжение на конденсаторе =0, источник работает на короткозамкнутую цепь (нет тормозящего напряжения). Вся мощность при этом падает на диоде и спротивлении обмотки и проводов. Если мы ставим задачу "строго равномерной зарядки", надо рассчитывать выходные цепи на безумный ток, чтобы при малом падении закачивать в конденсатор ту же энергию, что и при большом.

Импульсный источник в режиме кз наблюдать доводилось? Никаких безумных токов там нет и принципиально быть не может.
Да, в первый момент , когда напряжение на конденсаторе менее прямого падения на диоде и ничтожном омическом сопротивлении обмотки, КПД процесса очень низок. Но ток в дросселе принципиально не может быть больше при разряде, чем был туда закачан при заряде дросселя.
Как только напряжение на конденсаторе достигнет пары вольт, процесс пойдет с нарастающим КПД. Он будет около 90% уже при напряжении на конденсаторе в 10-15 вольт, не говоря о 600 вольтах.
Задачу "строго равномерной зарядки" никто не ставил и даже непонятно пока что мы будем называть так. Задача ведь стоит зарядить конденсатор с высоким КПД процесса за ограниченное время. Т.е. оговорена лишь мощность зарядного устройства.

Не скажу, что имею опыт построения зарядных устройств обсуждаемой мощности, но на уровне фотовспышки 30-60 джоулей делал автоколебательный блокинг. Так вот, никаких экстратоков не наблюдается, преобразователь потребляет почти постоянный ток, постепенно увеличивая свою частоту. Время заряда дросселя током постоянно, время разряда постепенно сокращается. Амплитудное значение тока остается неизменным.
DS
Видел, конечно. Если не принимать меры по ограничению тока, в результате насытится сердечник дросселя или трансформатора, т.к. не отбирается энергия. В данном случае разумно ставить ограничение на ток зарядки, скажем, 10 А и первые примерно 0.5 сек заряжать в режиме ограничения тока и сниженной мощности. При достижении напряжения 36 В (а не 2 и не 10 В) можно переходить в режим ограничения мощности. Все другие режимы чреваты.
Microwatt
Цитата(DS @ Jul 24 2011, 01:27) *
Видел, конечно. Если не принимать меры по ограничению тока, в результате насытится сердечник дросселя или трансформатора, т.к. не отбирается энергия.

Достаточно трудно найти источник без ограничения тока. Это же вроде как тормоза у автомобиля, обязательный атрибут более-менее профессиональной разработки. Но ограничивают не резисторами и отводами обмоток, а по сигналу датчика тока.
Режим короткого замыкания - обычное дело в импульсном источнике. И ничего там не насыщается при правильном построении.
Или я о чем-то другом совсем?
Plain
Цитата(TheMad @ Jul 23 2011, 11:33) *
сделать трансформатор и дроссель с отводами и переключать их по мере заряда целевого конденсатора, но как-то некрасиво это выглядит и подсознательно кажется что можно сделать намного проще и красивее.

Выровнять окно ШИМ можно каскадированием выхода.

Например, полномостовой на 4 последовательно включённых одинаковых вторички с двухполупериодными синхронниками, и выходной дроссель удвоителя общий (4 обмотки 1:1) — итого, два моточных и один контроллер. КПД такой схемы прямо пропорционален числу вторичек и стоимости ключей.
egorr
Похоже,что автор темы,не сформулировав грамотно ТЗ и,не отвечая на наводящие вопросы,решил отсидеться в окопе,наблюдая баталию со стороны.
TheMad,у этой задачи есть известные решения для самого тяжёлого случая,но Вам,при таком отношении,придётся набивать шишки самому.
asdf
Цитата(Microwatt @ Jul 23 2011, 19:14) *
Что-то я "не въеду в тему"... Почему 300Ах600V ?

Уважаемый Microwatt, я тоже вначале купился и не обратил внимания на следующую фразу ТС
Цитата(TheMad @ Jul 23 2011, 00:55) *
В качестве источника питания у нас есть источник постоянного напряжения 12В. Ток, отбираемый от источника, должен быть по возможности постоянным в процессе заряда.

Отсюда и получается, что заряд должен идти при постоянной ВХОДНОЙ - потребляемой мощности.
Исходя из заданной энергии 1800 Дж, и времени заряда 5 сек, мощность получается 360 Вт
В начальный момент, когда на емкости 0, зарядник работает на свои выходные диоды, если выход со средним отводом, то диод - один, но т.к. в конце заряда он же должен выдерживать 600 В, то ставим 1200В, с падением ~1.6--1.8В, откуда ток 220-225А.
Формула описывающая данный процес во времени:
t=C*W/(2*i^2)
С- емкость, W- мощность, i- ток в наблюдаемый момент времени.
А далее начинаются странности
Цитата(TheMad @ Jul 23 2011, 12:16) *
У меня вот сейчас, например, КПД двухтактника 12->600В при постоянной нагрузке 300мА составляет 89%, КПД по энергии при заряде конденсатора сильно ниже - 69%. Мне следует на этих цифрах успокоиться и пойти на речку купаться или поколдовать ещё? 89% из 12 в 600 меня устраивает, а вот общий КПД заряжалки - категорически нет. Думалось что уложусь процентов в 85, на крайний случай 80.

Первый вопрос возникает сразу же - почему ТС измеряет КПД зарядника в нерабочем режиме? При заданных им параметрах минимальный ток 0.6 А, а при 0.3А время заряда должно быть 20 сек, а не 5.
Далее, если исходить из данных ТС, то для выхода 0.3 А получается следующее:
Постоянная составляющая потерь ~2Вт мах, линейная ~ 8 Вт и квадратичная ~ 10Вт. - кпд=0.89
Для, уже, рабочей точка t=5 сек - i=0.6А - 2/16/40 - кпд ~0.83
для точки t=0.5 сек - i=1.3 А - 2/35/180 - кпд~0.4
Т.е. для времен меньше 0.5-0.7 сек, зарядник работает как простой гасящий входную мощность резистор, причем тепловыделение происходит не организованно, в специальном элементе, а в обмотках трансформатора.
Отсюда и возвращаемся к тем 4 пунктам, о которых я писал.
Как мне кажется, правильный ответ TheMad должен быть такой - если ТС не увеличит расчетную мощность зарядника или не усложнит конструкцию введя рекуператор, хотя бы в виде второй ступени заряда, или не откажется от условия Wвходная=const, хотя бы на начальном участке 0.5-0.7 сек, то он со спокойной совесть может идти " на речку купаться" laughing.gif .
Microwatt
Цитата(asdf @ Jul 24 2011, 10:43) *
Первый вопрос возникает сразу же - почему ТС измеряет КПД зарядника в нерабочем режиме? При заданных им параметрах минимальный ток 0.6 А, а при 0.3А время заряда должно быть 20 сек, а не 5.

Да кто ж его знает, почему такие цифры приводятся и как они получены...
Это источник напряжения, а нам нужен источник тока с широким диапазоном выходных напряжений.
asdf
Цитата(Microwatt @ Jul 24 2011, 12:38) *
Да кто ж его знает, почему такие цифры приводятся и как они получены...
Это источник напряжения, а нам нужен источник тока с широким диапазоном выходных напряжений.

Согласен, источник постоянного тока для заряда емкостей - оптимален и легко реализуем, причем если времена заряда маленькие, порядка сек и менее, то расчетные мощности для зарядника с Iвых=const и Wвх=const близки, а при больших временах -расчетная мощность для Iвых=const больше всего лишь в 2 раза, при значительно меньших проблемах.
Я, думаю, для Вас это не новость, я это написал для ТС, т.к. он ищет вариант с минимальным временем заряда ("Электронщики, работающие совместно с лазерщиками, наверное уже собаку съели на задачах вида "есть конденсатор ёмкостью С, его надо зарядить до напряжения U за минимальное\заданное\оптимальное время".)
vanya.8484
Цитата(TheMad @ Jul 22 2011, 23:55) *
Ток, отбираемый от источника, должен быть по возможности постоянным в процессе заряда.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

З.Ы. Хорошая "заготовка" для электрорыбобойцев. biggrin.gif
Plain
Цитата(asdf @ Jul 24 2011, 11:43) *
Цитата(TheMad @ Jul 23 2011, 12:16) *
У меня вот сейчас, например, КПД двухтактника 12->600В при постоянной нагрузке 300мА составляет 89%, КПД по энергии при заряде конденсатора сильно ниже - 69%. Мне следует на этих цифрах успокоиться и пойти на речку купаться или поколдовать ещё? 89% из 12 в 600 меня устраивает, а вот общий КПД заряжалки - категорически нет.

почему ТС измеряет КПД зарядника в нерабочем режиме? При заданных им параметрах минимальный ток 0.6 А, а при 0.3А время заряда должно быть 20 сек, а не 5.

Это он про другой, абстрактный двухтактник говорит, который не имеет прямого отношения к теме.

А промежуточный буфер действительно сам просится, хотя бы на половину джоулей.
Microwatt
100-вольтовые ключи на 12-вольтовом источнике? Вряд ли красиво.
И куда тут вообще запрягать поясните, пожалуйста. Обыкновенный пушпул вроде.
SergCh
Цитата(TheMad @ Jul 23 2011, 10:33) *
У вас тоже обратноходовая схема? Если не секрет - расскажите поподробнее о управлении и применяемых детальках. До какого напряжения заряжается выходная ёмкость и с каким общим КПД?

Нет, у меня прямоходовая схема. В цепи первички потактовое ограничение тока, ток снимается токовым трансформатором, в выходной цепи ток снимается с шунта, усиливается измерительным усилителем, и при превышении определённой величины стабилизируется. . Схему извините, дать не могу. Конкретную реализацию вы можете сделать любую, главное что модуль питания при такой организации будет работать с большим запасом устойчивости во всех режимах и заряжать конденсатор постоянным током.

Microwatt
Если выходное напряжение 600 вольт, то трансформатор прямохода должен иметь вторичную обмотку где-то на 1200. А диоды и того больше. Сложновато конструктивно.
SergCh
Цитата(Tanya @ Jul 23 2011, 10:07) *
А что же Вы хотели? Фиксируя ток в первичной цепи, Вы фиксируете мощность, а она во вторичной части пропорциональна произведению (напряжение на ток).

Таня, это широко известное заблуждение буржуазных теоретиков. Может быть они имели ввиду какую-то другую обратную связь по току в первичной цепи? laughing.gif Я не знаю.
Вот график выходной мощности прямоходового источника питания на 900 Вт с потактовым ограничением тока в первичной цепи.
Примерно на нагрузке в 0.66 Ом выходная мощность перестаёт расти, но по мере дальнейшего уменьшения сопротивления нагрузки мощность не стабилизируется на какой-то заданной величине, она падает.
Два графика для задержки в цепи обратной связи по току 50nS и 500nS.
Microwatt
Цитата(SergCh @ Jul 25 2011, 11:09) *
Вот график выходной мощности прямоходового источника питания на 900 Вт с потактовым ограничением тока в первичной цепи.
Примерно на нагрузке в 0.66 Ом выходная мощность перестаёт расти, но по мере дальнейшего уменьшения сопротивления нагрузки мощность не стабилизируется на какой-то заданной величине, она падает.
.

Это верно буржуазные теоретики предсказали, только для режима короткого замыкания.
При заряде же конденсатора мы движемся от короткого замыкания к холостому ходу. Мощность будет нарастать до максимальной проектной.
Tanya
Цитата(Microwatt @ Jul 25 2011, 13:55) *
Это верно буржуазные теоретики предсказали, только для режима короткого замыкания.
При заряде же конденсатора мы движемся от короткого замыкания к холостому ходу. Мощность будет нарастать до максимальной проектной.

Я вот ничего не поняла из предыдущего поста. Буржуазные теоретики продолжают утверждать, что -
1. За цикл заряда энергия, выделяющаяся на диодах (если заряд идет через одни и те же диоды) будет постоянная - пропорциональна заряду конденсатора. Поэтому потери данного вида не зависят от формы тока. И их можно уже не считать... Считай..., не считай...
2. Омические потери будут зависеть от формы тока - поэтому при сохранении полного заряда наименьшие потери будут при постоянном токе и бесконечном времени заряда. Однако мощность при этом будет линейно нарастать, что не нравится ТС. Придется идти на компромисс.
Microwatt
Цитата(Tanya @ Jul 25 2011, 13:34) *
Я вот ничего не поняла из предыдущего поста. Буржуазные теоретики продолжают утверждать, что -
1. За цикл заряда энергия, выделяющаяся на диодах ...
2. Омические потери ...
Придется идти на компромисс.

Все это справедливо для начального участка, когда выходное напряжение соизмеримо с падением на диодах и омическом сопротивлении. Для выходного напряжения в 600 вольт это занимает около процента. Далее вся энергия, запасенная в дросселе , перекачивается в заряжаемый конденсатор.
Если на входе источника поцикловое ограничение, то амплитуда тока в дросселе фиксирована и время нарастания - тоже.
Разряд же дросселя на емкость идет тем быстрее, чем выше выходное напряжение.
Тут имеет значение тип модуляции.
Если следить только за амплитудой тока, то частота растет (за счет сокращения времени разряда) и растет отдаваемая мощность. Но не бесконечно, а в соотношении времен заряда- разряда.
Если же частота фиксирована. то в определенных рамках мощность будет постоянной. Т.е ток заряда падает, напряжение растет.
Достаточно прогнать модель любого импульсного источника на холостом ходу. Заряд выходной емкости показывает качественную картинку.
К стыду своему, так и не умею извлечь картинку из модели в удобоваримом виде, потому и не публикуюсь. sm.gif
SergCh
Цитата(Microwatt @ Jul 25 2011, 12:55) *
Это верно буржуазные теоретики предсказали, только для режима короткого замыкания.
При заряде же конденсатора мы движемся от короткого замыкания к холостому ходу. Мощность будет нарастать до максимальной проектной.

Всё правильно, при потактовом ограничении первичного тока прямоходового преобразователя мощность отдаваемая источником питания, нагруженного на конденсатор большой ёмкости будет расти от нуля (в теории) до номинальной мощности в конце заряда.
У Брауна, на сколько помню это утверждалось, что при потактовом ограничении первичного тока на определённой величине, стабилизируется выходная мощность.
Plain
Автор ничего и не говорил об идеально прямоугольном графике потребляемой мощности. Он сказал, что по возможности, она должна быть постоянна, что, исходя из реальных условий, действительно означает такой прямоугольник, но с чуть-чуть заваленным фронтом — там, где ток заряда должен, но не может быть бесконечным.

Идеальный прямоугольник потребляемой мощности здесь можно реализовать только двухступенчатой схемой с промежуточной буферной ёмкостью, упреждающим стартом и дежурным режимом, соответственно.
Microwatt
да. согласен.
автор вообще куда-то исчез...
vanya.8484
Цитата(SergCh @ Jul 25 2011, 11:09) *
Вот график выходной мощности прямоходового источника питания на 900 Вт с потактовым ограничением тока в первичной цепи.

Вот графики потреблённой от источника и накопленной в заряжаемых емкостях энергии и их отношение для зарядного устройства со стабилизированным по среднему входным током. wink.gif
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Цитата(Microwatt @ Jul 25 2011, 17:39) *
автор вообще куда-то исчез...

Дык, оне пошли
Цитата(TheMad @ Jul 23 2011, 11:16) *
на речку купаться

В общем, как пел В.С.Высоцкий:"Он, гад, над нами издевался, ну сумасшедший (Mad lol.gif) , что возьмешь?"(С)
SergCh
Цитата(vanya.8484 @ Jul 25 2011, 21:08) *
Вот графики потреблённой от источника и накопленной в заряжаемых емкостях энергии и их отношение для зарядного устройства со стабилизированным по среднему входным током. wink.gif

Это в качестве опровержения или подтверждения? И я говорил об ограничении пикового тока в первичке, а вы про управление по среднему току. По среднему току конечно управлять удобнее. Но не всегда возможно.
vanya.8484
Цитата(SergCh @ Jul 25 2011, 21:48) *
Это в качестве опровержения или подтверждения?

Это в качестве иллюстрации работы зарядного устройства, а не питальника работающего на активную нагрузку. Пмсм, разница таки есть.
SergCh
Цитата(vanya.8484 @ Jul 25 2011, 21:59) *
Это в качестве иллюстрации работы зарядного устройства, а не питальника работающего на активную нагрузку. Пмсм, разница таки есть.

Разница в том что "питальник"с ограничением выходного тока заряжает конденсатор постоянным током, а приведённая схема постоянной мощностью.
vanya.8484
Цитата(SergCh @ Jul 26 2011, 08:12) *
"питальник"с ограничением выходного тока заряжает конденсатор постоянным током

Вот и покажите, ежели не затруднит, как он это делает на примере конкретной схемы, чтобы можно было сравнить энергетику и скорость зарядки. Пмсм, словесная констатация факта более подходит для форумов филологической направленности, а здесь таки иногда общаются разработчики ЭРА. biggrin.gif
SergCh
Цитата(vanya.8484 @ Jul 26 2011, 18:40) *
Вот и покажите, ежели не затруднит, как он это делает на примере конкретной схемы, чтобы можно было сравнить энергетику и скорость зарядки. Пмсм, словесная констатация факта более подходит для форумов филологической направленности, а здесь таки иногда общаются разработчики ЭРА. biggrin.gif

А что мы сравнивать будем? И зачем? У вас схема от 12 в питается, у меня от 310, мощности разные, постоянной мощностью понятно что заряд произойдёт быстрее. Вот графики заряда ёмкости 100000 uF до 27 вольт постоянным током 55А. Соответственно мощность заряда, напряжение на конденсаторе и ток заряда. Схема, прошу прощения слишком большая, вряд ли кто-то будет в ней разбираться.
vanya.8484
Цитата(SergCh @ Jul 26 2011, 21:18) *
У вас схема от 12 в питается, у меня от 310

Вот и я о том же. Выходит, что у вас интерес чисто академический, типа-поговорить с применением умных слов и графиков. Кстати, в отсутствие схемы модельки, свечные кривульки очень полезно снабжать комментом, хотя бы на латинице, ежели лень, к примеру, фотошопить. biggrin.gif
Цитата(SergCh @ Jul 26 2011, 21:18) *
вряд ли кто-то будет в ней разбираться.

Скорее всего, особено ежели учесть, что судя по кривульке, схемуля таки "подгуживает". lol.gif

З.Ы. Прошу не воспринимать мои ремарки как придирки или "наезд", просто показалось, что общаюсь с разработчиком, но видно не судьба. sad.gif
Tanya
Цитата(SergCh @ Jul 26 2011, 22:18) *
А что мы сравнивать будем?
постоянной мощностью понятно что заряд произойдёт быстрее. Вот графики заряда ёмкости 100000 uF до 27 вольт постоянным током 55А.
Соответственно мощность заряда, напряжение на конденсаторе и ток заряда. Схема, прошу прощения слишком большая, вряд ли кто-то будет в ней разбираться.

Вот и я недоумеваю, что и с чем будем сравнивать...
ТС хотел именно с постоянной мощностью (быстрее), правда, - потребляемой, но это близко...
Ваши чудные графики... Зачем они? Очевидные прямые линии, кто бы сомневался...
А за то, что схему еще не привели - спасибо.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.