Всем привет,

скажите, пожалуйста, можно ли поставить в умножитель

http://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_multiplier

электролитические конденсаторы? Хочу поставить 470мкФ, 400В, сделать две ступени, и воткнуть в обычную сеть 220В, чтобы получить на выходе 600В с примерной мощностью около 1кВатт. Скажите, пожалуйста, я не в чем не просчитался?

Спасибо

ИИВ

Зачем такие сложности, когда можно положителную полуволну выпрямить на конденсатор +300 вольт , а отрицательную полуволну выпрямить на конденсатор - 300 вольт. Нагрузка и токи в конденсаторах будут не в пример ровнее, чем в умножителе , пульсации тока и напряжения конденсаторов- меньше.
так же делают даже в массовых БП от компутеров при питании розеточным синусом 110вольт желая получить 300.

Нет не просчитались, для того, что-бы просчитаться надо уметь считать и хоть как-то представлять, что считать. Таким образом "просчитаться" Вы просто не можете. Включайте! Полученный "результат", надеюсь, заставит взять в библиотеке хотя-бы школьный учебник физики.

Отлично! Осталось только прикинуть емкость и ток конденсатора способного отдавать в нагрузку киловатт в течении порядка 20ms при этом напряжение на конденсаторе не должно падать ниже 300V. Так-же вызывает большой интерес ток заряда этого конденсатора дабы при превышении напряжения в сети на несколько вольт в течении порядка миллисекунды впихнуть в конденсатор необходимую энергию.

я рад что Вам понравилось

На переключаемых конденсаторах можно делать весьма мощные схемы, но только если переключатели резонансные, а поскольку автор собирается просто "втыкать в сеть" алюминий, то тут можно посоветовать разве что сперва накрыть этот алюминий ведром.

Сами возьмите учебник физики и посчитайте 220*sqrt(2)в, 470мкФ, запас энергии в нем 22.7Дж, и так 50 раз в секунду, а если симметричный кокрофт, то 100 раз в секунду, получаем 1-2кВатта.


А при чем тут при кокрофте резонанс, у кондера внутреннее сопротивление порядка 3Ом, то есть он может через себя качать в пике (то есть в резонансе) 30кВатт, я его не планирую так эксплуатировать, а только на 3%, поэтому он особо и грется не будет. Диоды тоже на 30А от ИХУСа есть, в чем тут снова проблема?

Не нужно конфликтовать по мелочам.
Поостыньте и пересчитайте для реальной схемы. А лучше всего - постройте макет в 1:10 натуральной величины. Сразу будет видно разницу меж школьной и реальной физикой.
Не может электролитический конденсатор работать с высоким уровнем пульсаций, а сами пульсации быть 100%.

Что до выпрямления сети с удвоением о чем ТАУ пишет, то в мощных схемах на 220 и не очень мощных на 110В сети это достаточно популярное решение. С ККМ и без.
ИМХО, не стоит это высмеивать.

Разумеется абсолютно рабочее и очень популярное, только не для получения 600VDC из 220VAC (~620Vpp без учета падения на диодах) при нагрузке в киловатт. Я не прав ? Если-бы шла речь, ну например, о гарантированных 400VDC, я бы смолчал.


И обязательно, как советовал Plain накрыть ведерком . Потому, что 100W тоже мало не покажется.

Примерно 8250 мкФ на 1кВт, без ККМ
Про то, что будет с коэфф. мощности в сети при топологии по умолчанию - умолчу.
Зато с ККМ - просто песня, можно задаться вменяемым изменением напряжения, например, в 100в - получим 650мкФ на кВт.
ЗЫ я собсно о чем
C = 2*P*T/(Vmax^2 - Vmin^2)
P-отдаваемая моща в Ваттах,
Vmax=308
T= 20mS, для такого удвоителя

Да, и ещё зону полёта осколков диодов от IXYS тожно нужно ограничить им же.

а вот правы Вы или нет пусть iiv скажет , уточнив допустимый для него уровень пульсаций по напряжению. Мне его 600V из первого поста не виделись такими уж гладкими. Возможно, Ваша интуиция сильнее .

Возможно.

Скажите, пожалуйста, я правильно понимаю, что под этим Вы понимали такую схему

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Full-wav...age_doubler.svg



Да, пульсации не возбраняются, более того, хотел иметь всего-то 500В после сглаживания, но, довольно сильной мощности.

я предположил безтрансформаторный вариант. Вот такой

А если PFC?
Заодно и некая модная нынче красота получится...
Дороговато только.

С учетом тока через диоды и конденсаторы под 40A, модель требует замены идеальных диодов, конденсаторов и источника на реальные.
И земельку-то уберите, а то худо будет в реальности - не может быть у нагрузки земли.


Вторым, после _Pasha будете

если будет серийное изделие - PFC желателен , естественно.
Но , опять же предполагаю, что топикстартеру нужно что-то временное , рабочее, для проведения каких-то исследований. Тут PFC только усложнит и оттянет конец.

Послушайте, я не собираюсь за iiv решать все технические нюансы. Диодов найти не проблема. Специально для таких буквоедов как Вы, на схеме показан\посчитан Irms конденсаторов за период , для облегчения выбора, который тоже не сложен. И совсем не 40 амперные должны быть конденсаторы. Не пугайте людей.


мне и моему симулятору так удобнее , а iiv сам сообразит что так нельзя, надеюсь. Хотя убрать мне не трудно, спешиал фор ю.

Вопрос не в выборе, а что получится после замены идеальных на реальные. Что-то мне подсказывает , что с первыми попавшимися "электролитические конденсаторы" и такими-же диодами у iiv будет менее благостно .

здень не кружок юных пионеров. iivне мальчик. , Если у Вас вопрос по диодам из-за того что Вы не знаете " что получится" - откройте новую ветку в этом разделе и спросите.

Да нет, конечно, это схема трансформаторного двуполярного выпрямителя. ТАУ нарисовал правильно.

Вопросы iiv именно на уровне кружка пионеров. Посему, раз уж взялись ЕМУ помогать - помогайте до конца.

Да, я как-то тоже нащупал, что пульсации более 30В на питании 220 с допусками лучше не увеличивать. Греются электролиты.
Хотя, в даташитах на них расписано все это, не везде, правда, с достаточной полнотой.

у меня другая метода. Иногда отвечаю на вопросы в той степени детальности, которую сочту нужной. В каждом конкретном случае это завист только от меня и ни от кого более.
Вы, случаем, не модератор ?

В принципе конечно же можно. Тем паче про пульсации ни слова, а техника безопасности это святое, ведром накрыть.
А то по молодости у меня рвануло, в корпусе из под тестера. Вмятина осталась в дюрале.Ошметки летали.

Вы, видимо, слабо знакомы с современными симуляторами.
Там уже давно все хорошо с неидеальностями компонентов.
А символ земли обозначает только одну простую вещь - точку с нулевым потенциалом, относительно которой ведется расчет.

Вообще-то простейшим выходом будет повышающий преобразователь.
Но, поскольку этот повышающий преобразователь может быть одновременно и PFC без существенного увеличения стоимости (разве только за счет увеличения выходной емкости), то именно он и был предложен в качестве альтернативы.
А быть вторым после столь уважаемого персонажа, как Pasha, совсем зазорно.

Так то - импульсами с буста ККМ?
В приводных штучках на 220/0,75кВт электролит 470мкф, ток 3.6А (СКЗ), пульсации рассчитаны вообще на 70В(!) - перегрев при 35 градусах не более 20. Отвода тепла нету.

Уважаемый Тау,

огромное Вам человеческое спасибо за простые и понятные объяснения, мне действительно просто надо было соорудить времянку, а подходящие номиналы под рукой были, поэтому и вопрошал. Оказалось, как Вы посоветовали, схема еще более простая получается. Так как дальнейшая схема у меня полностью с исходной развязана, то проблем нет, особенно для времянки, так что буду использовать то, что Вы посоветовали.



Уважаемый Микроватт, а также все-все, кто помогает,

огромное Вам человеческое спасибо за критику и советы. Многое сегодня узнал.

Можно на последок один простой, наверное опять глупый вопрос.

Вот Вы, Микроватт, говорили, что в умножителе пульсации на конденсаторах получаются. Тыкните, пожалуйста, пальцем мне на номер в моей схеме, где имеется 100% пульсаций, если уже конденсаторы зарядились и умножитель не первый такт работает. Может я что-то не понимаю, но вроде с1, с2 точно без пульсаций, а в с3 и с4 есть ли пульсации или нет, сам без Вашей помощи дойти не могу.

Спасибо

ИИВ

Я не только достаточно хорошо знаком, но и еще и не слепой, что-бы увидеть, что в конкретной модели использованы ИДЕАЛЬНЫЕ, не реальные компоненнты.

И эта точка НЕ может быть такой в реальной схеме, на это и указал. Возражения есть?

Электролит электролиту - рознь.
Которые в приводных штучках и просто мощных преобразователях, другие относительно общепринятых.
И среди них - этих других так же бывают разные.
Проверено экспериментами...


Извините великодушно, но мне трудно поверить в Ваше утверждение про знакомство.
Поясняю почему.
Поведение компонента полностью определяется его моделью.
А изображение компонента на схеме может быть любым.
Отличить идеальный компонент от неидеального только по его изображению на схеме - невозможно.
Нужно PSpice описание схемы.
И потом.
Такие среды, как LTSpice, например, изначально содержат во встроенных моделях реактивных компонентов неидеальности.

Возражений, в принципе, нет.
Но уважаемый тау честно указал, что это - модель.
А там эта точка обязана иметь место.

Ставлю в "бюджетных штучках" Samwha либо Capxon 470мкФ*400В, даже 85 градусные. Пока еще позволяла конструкция. Сейчас без 105-градусных, увы, никуда уже не уедешь.

Тут еще и серия важна.
У нас EPCOS специальный.
Для инверторов.
Потому как иногда есть "отрыжка" в них с частотой преобразования.

Это что это? Напряжение адсорбции?
ИМХО ESR определяет мощность инвертора во многом.

в Вашей схеме не хватает пары конденсаторов, если её питание предусматривается от трансформатора . Обычно в "простых" умножителях сколько диодов столько и конденсаторов. Но по такой схеме, как приведена Вами, конденсаторов может быть меньшее количество , но все равно у вас их недостаточно. Не замкнутся ли обмотки (каждая) трансформатора через диоды VD1 , VD2 - подумайте.

Пульсации напряжения на классических умножителях тем выше, чем ближе конденсатор к источнику. Пульсации всегда есть, даже если нагрузка ничего не потребляет, хотя бы из-за обратных токов диодов или из-за паразитных емкостей диодов и тем более есть, когда ток течет в нагрузку. Другой вопрос - величина этих пульсаций, она выбирается или рассчитывается исходя из тока нагрузки, частоты , величины емкостей.
Для оптимизации емкостей и габаритов нецелесообразно ставить одинаковые конденсаторы во всем умножителе, хотя это бывает и удобно(для унификации).
Или наоборот - емкости рассчитываются под максимальную допускаемую пульсацию на максимальном токе потребления. Поэтому Ваш вопрос пока без ответа - какова пульсация у Вас. Назвали бы частоту, ёмкости, нагрузку. То что на С1 С2 какая-то пульсация есть, это точно

Тау уже разъяснил все основные моменты. Дело не в схеме.
Мое замечание о 100% пульсациях относится к Вашему расчету энергии, запасаемой в конденсаторе.
Вы рассчитали энергию ПОЛНОГО заряда конденсатора. А в реальной схеме она будет пропорциональна разности квадратов напряжений (максимального и минимального по пульсациям). С учетом 30% пульсаций это будет всего лишь около половины того, на что Вы рассчитываете.
Электролитические конденсаторы имеют небольшую реактивную мощность, напряжение пульсаций на них желательно иметь процентов 15, не выше (греются!!). Тогда мощность , запасаемая в емкости будет и того меньше, приблизительно одна треть от Ваших надежд.
.

Уважаемый Тау,

благодарю Вас за ответ, действительно, схема у меня криво нарисована, я имел ввиду только то, что GND у меня никак с In(AC) не связан, и между Vcc и Gnd у меня получится 600В. На тех умножителях, на которых я экспериментировал когда-то, действительно между умножителем и обмоткой трансса было по конденсатору. Почему-то именно эта схема у нас использовалась много раз в отличие от простой, в которой число конденсаторов равно числу диодов, но, наверное, это было вызвано несколько большей стабильностью и большим (4-9) числом ступеней в этих умножителей.

Сейчас хотелось просто и быстро сворганить что-то, и под рукой были горка 470мкФ и 680мкФ конденсаторов на 450В, и IXYS DHG60C600HB диодов. Нагрузка - полный мост с микроконтроллерным управлением, принципиально может потреблять до 3кВ, правда в этом варианте я и на киловатт-то не планировал выходить, а ватт так на 500, только из-за запаса мощности хотелось иметь больше.

Со спайсом пока еще не подружился думаю, общими усилиями тоже освою, мне здесь многие советами помогают, за что я всем премного благодарен.

Частота - сетевая, вернее, от бензинового генератора 5кВ (Айнхель кажется). Только сейчас заметил еще один для себя вариант, в гене есть 380В, если их выпрямить, то будет у меня моих заветных 500В, хотя чисто теоретически и из-за любознательности, с умножителем хотелось бы больше понять про пульсации на конденсаторах, если конечно, вам не сильно сложно будет мне это как-то объяснить.

Спасибо

ИИВ

Уважаемый Микроватт,

когда писал свой предыдущий ответ, в это время Вы мне ответили многое разъяснив, за что я Вам очень благодарен.

Правильно ли я понимаю, что если мне хочется иметь 15% пульсаций, 230В, 680мкФ, 50Гц, и умножитель, как я нарисовал, то я могу расчитывать на мощность порядка

(1-0.85*0.85)*(230V*sqrt(2))^2*680*10^{-6}uF*(2*50Hz)/2=998Вт,

то есть примерно то, от чего я изначально начал здесь вопрошать (правда вместо 470мкФ надо 680мкФ попользовать) или я все еще что-то недопонял? Кстати схема от Тау конечно на много более привлекательнее, так как требует гораздо меньшего числа компонент, и для нее получается похожий расчет мощности.

С уважением

ИИВ

Точный расчет при нелинейных токах и напряжениях врукопашную затруднен. Потому расчет конденсатора по энергии может носить предварительный, оценочный характер.

Простое моделирование Вашей схемы при конденсаторах 680мкФ, входном 213вольт переменного (300амплитудное), идеальными диодами на нагрузке 300 Ом дает.
Выходная мощность -около киловатта. Выходное напряжение амплитуда 567В, пульсации 39вольт.
Пульсации на первом конденсаторе 21В, амплитуда тока через диоды порядка 30-35А.

Схема, приведенная Тау дает пульсации на конденсаторе 90В , на нагрузке 43В, амплитуда выхода 575В.
Токи те же, мощность та же, около киловатта. Только компоненотв в три раза меньше.

Вот и выбирайте.

Вы можете опять заявлять, что не верите , но для очень многих случаев я способен увидеть идеальные или нет элементы использованы ПО РЕЗУЛЬТАТАМ МОДЕЛИРОВАНИЯ.
Вот такое проклятое наследие тяжелого детства с отсутствием не только "симуляторов", но и персональных компьютеров .

IIV, с учетом особенностей Вашей схемы , и при питании ее от источника 310 Вольт, гальванически не связанного с цепью GND вашей схемы, она будет работать и выдавать примерно те-же напряжения , что Вы хотите. Но в чем смысл повышенного расхода компонентов получается ? а смысл тот , что требования к диодам по Вашей схеме меньше , подойдут и 600 вольтовые DHG60C600HB в то время как по более простой схеме , требования к диодам выше (обратное напряжение в простой схеме более 600 вольт). И, как заметил Microwatt, из-за бОльшего количества конденсаторов , ток пульсаций в них меньше раза в 1.5-2 - меньше будут греться.
Хотя , выбранные вами диоды неоптимальны для выпрямления 50 Гц синуса, уж больно они шустрые, "микроскопом гвозди забиваете"
но раз уж есть , используйте, но только по Вашей схеме.

По всей видимости , господин Zltigo увидел существенную разницу в моделировании умножителя на идеальных компонентах и поэтому им не поверил, указав что :


тяжелое детство и проклятое наследие (?) настолько отточили интеллект этого господина, что он способен уловить разницу в работе даже в такой легкотруднопрогнозируемой схеме. Поскольку предупреждение от zltigo благонамеренны (не флуда же ради он старался), то позволительно ли будет мне его спросить - сколько процентов соврал симулятор из-за идеальных диодов и конденсаторов, примерно хотя бы , порядок величины. Хотелось бы услышать эту цифру от zltigo и также узнать, почему эти проценты так должны беспокоить топикстартера.

После ответа zltigo я не поленюсь и промоделирую схему с реальными моделями, о результатах сообщу.

Забыли, что я еще поминал неидеальный источник.

Не поленитесь сразу - в награду Вам будет удивление .

"только после вас"(с)... , жду цифр , которым я должен буду удивиться . Доставьте плиз двойное удовольствие

Источник у меня неидеальный - в ключе был резистор "ON Resistance" = 0,1 ома, но если хотите , я увеличу номинал.

Братцы. может хватит о том сколько чертей может уместиться на кончике иголки? Какая разница 99 или 101 ?
ТС нужен был оценочный вывод. Он его получил. Включится - домеряет 20% пульсаций или 30%

Я для начала хочу, что-бы Вы сами осознали и оценили:
1) величину сопротивления проводки 220V (про то, что у Автора вообще генератор, вообще замнем ).
2) каков ESR у 680uF/400V конденсаторов пусть даже хороших (а еще лучше, пусть Автор скажет какие у него нашлись) заодно будет узнать, какой ток они держат и на сколько их хватит.
Сопротивление диодов, поскольку их кажется уже "выбрали" возьмете в документации.



Ну отчего-же всегда полезно делать "открытия", когда какой-то Ом, с какими-то сотнями миллиом почему-то влияет .

Да влияет, конечно же влияет!
И все мы это достаточно хорошо понимаем. Друг друга понимаем хуже.
Вот это-то и обидно.

Хм .... "для начала " ? уже лет 30 прошло "для начала"

Вы по делу можете прямо высказатся, в чём состояло Ваше предупреждение о некорректности моделирования в первоначальной схеме ? в том что я сильно завысил токи идеальными компонентами и ввел в заблуждение Автора ? И поэтому он сильно ошибётся в выборе электролитов ? Или в чём- то другом , неужели я занизил токи на 10% и это просто катастрофа для цинкового ведра ?

жду цифр.

А я может тоже хочу у уважаемого zltigo научиться на глаз отличать работу идеальных компонентов и близких к ним неидеальных...
Тем более, что в подобного рода делах, куда большие неприятности доставляют индуктивности.
Их не видно, а они есть...
Хотя про это дело здесь вообще ни слова не прозвучало.

А по-русски?

В данном случае элементарно. Как только появятся неидеальный источник напряжения и неидеальные диоды, импульсы тока на приведенной картинке перестанут быть идеально пилообразными с вертикальным фронтом и острой вершиной. Как только появятся неидеальные конденсаторы, то форма пульсаций на приведенной картинке станет другой - будет просматриваться пик синусоиды на падающем фронте.

Индуктивность реального источника вообще исказит всю приведенную картинку до неузнаваемости.

Продублирую:Нажмите для просмотра прикрепленного файла