Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
AdexAdex
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Przetwornica DC/DC dużej mocy - powyżej 500W

31 Gru 2014 23:43 2946 22
  • Poziom 29  
    Witam. Potrzebuję przetwornicy DC/DC z 12 bądź 24 woltów do około 350...390V. Znalazłem parę schematów przetwornic o tych napięciach, jednak one nie miały wystarczającej mocy wyjściowej. Ile potrzebuję? Zakładam, że więcej niż standardowy flyback, tak z 500W. Ma to służyć do ładowania baterii kondensatorów o pojemności do 5 mF. Zakładam, że przetwornice 12/230V o częstotliwości około 50Hz nie są za dobre, z tego co mi wiadomo to impulsowe lepiej sprawdzają się, gdy trzeba naładować jakieś ogniwo bądź kondensator. Dziękuję, pozdrawiam, życzę też szczęśliwego Nowego Roku wszystkim czytającym ten post. Prosiłbym nie przenosić tematu do Piaskownicy, pytanie może elementarne, ale zdaje mi się, że wykraczające poza dział Początkujący.
  • AdexAdex
  • Pomocny post
    Poziom 14  
    Witam posiadam takowy schemat przetwornicy w formacie protela o napięciu 24/ 250V i prądzie wyjściowym
    10 A jak jesteś zainteresowany to wyśle na PW
  • Poziom 29  
    Niestety protel to dla mnie program niezbyt osiągalny. Czy mógłbyś wstawić screen schematu?
  • Pomocny post
    Poziom 14  
    Możesz napisz coś więcej jakich parametrów oczekujesz i czy koniecznie musisz zasilać przetwornice z 24V a o zasilaniu 12V zapomnij nie podoła przy napięciu 400V i prądzie 10A na wyjściu to 24V akumulator pożre żywcem mogę ci wyliczyć uzwojenia transformatora plik w formie PDF wyśle ci dziś wieczorem jestem w pracy a plik mam na domowym laptopie jeszcze pytanie a może masz możliwość zasilenia 48V
  • Pomocny post
    Poziom 35  
    To jest piaskownica. Brakuje podstawowych informacji (jak zawsze zresztą, gdy ktoś "potrzebuje przetwornicy do..."):
    - Minimalne napięcie wejsciowe
    - Maksymalne napięcie wejściowe
    - Nominalne napięcie wyjściowe
    - Nominalny prąd wyjściowy
    - Czy jest wymagana izolacja galwaniczna między wejściem a wyjściem
    - Czy jest wymagana ścisła regulacja napięcia wyjściowego
    - Ograniczenia gabarytowe
    - Tryby pracy (CV/CC)
    - Wymagane funkcje dodatkowe (OVP, OCP,...)

    Ustal powyzsze parametry, podaj je tu, i wtedy zastanowimy się nad topologią, budową i kontrolerem. Bez tego ani rusz...
  • AdexAdex
  • Pomocny post
    Poziom 34  
    piotrkol7 napisał:
    Ma to służyć do ładowania baterii kondensatorów o pojemności do 5 mF.


    Kolego podstawowa sprawa w jakim czasie i jak często?
  • Pomocny post
    Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 29  
    @nsvinc Dobrze, więc odpowiem na pytania:
    - napięcie wejściowe raczej 12V - 24V (dwa akumulatory żelowe 10Ah połączone szeregowo)
    - napięcie wyjściowe około 400V, może być 350V
    - z 500W raczej przesadzone, myślę, że 250 - 300W starczy, akumulatory mogą nie wytrzymać
    - izolacja galwaniczna to nie jestem pewien, jednak zależy mi na wspólnej masie zasilania i przetwornicy
    - ścisła regulacja może nie, najwyżej zgrubna, choć bez tego się obejdzie. Między 300V a 390V na przykład, choć to nie konieczność
    - ograniczenia gabarytowe pewne są, ma to pracować w przenośnym coilgunie, jednak myślę, że możliwe jest rozwiązanie z akumulatorami i przetwornicą umieszczonymi w plecaku bądź specjalnej torbie
    - tryby pracy mi niepotrzebne, układ ma pracować z maksymalnym prądem wyjściowym z racji tego, że ma naładować baterię kondensatorów, które momentalnie zostają rozładowane do zera
    - dodatkowe funkcje nie są mi potrzebne, układ będzie jedynie ładował tę baterię, będzie oczywiście wyłączany przed momentem wyzwalania impulsu.
    @Macosmail myślę, że w czasie około 10...30 sekund maksymalnie.
  • Pomocny post
    Poziom 34  
    Potrzebujesz przetwornicy, która będzie ładowała prądem średnio ok. 100-150mA czyli dość prostej. Pierwsze 12-24V naładujesz bezpośrednio z akumulatora przez diodę, a następnie z przetwornicy prądem malejącym (napięcie wzrasta, prąd maleje, moc stała - dla uproszczenia układu, który przy takich założeniach może być już dość prosty - zwykły step-up). Zakładając 150mA przy połowie napięcia czyli ok. 200V potrzebujesz mocy ok. 30W.
  • Poziom 29  
    Cóż, akurat dla mnie te 30 sekund to ostateczność, optymalnie byłoby między pięcioma a dziesięcioma sekundami. Czy przetwornica Mazzilliego zda tu egzamin? Wiem, że to jest flyback, ale czy to "obsłuży" zwykłe trafo impulsowe z np. ATX'a?
  • Pomocny post
    Poziom 14  
    Piotrkol7 jak dobrze zrozumiałem chcesz naładować baterie kondensatorów w krótkim czasie max do 6 s .
  • Pomocny post
    Poziom 27  
    piotrkol7 napisał:
    Cóż, akurat dla mnie te 30 sekund to ostateczność, optymalnie byłoby między pięcioma a dziesięcioma sekundami. Czy przetwornica Mazzilliego zda tu egzamin? Wiem, że to jest flyback, ale czy to "obsłuży" zwykłe trafo impulsowe z np. ATX'a?


    Tylko w układzie przeciwsobnym (push pull) należy oprzeć układ przetwornicy DC/DC zasilanej z niskich źródeł napięcia (12V lub 24V), mając na uwadze moc wyjściową 500 W.
  • Pomocny post
    Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 29  
    @komatssu Przeglądałem, owszem - jednak mi chodzi o większą moc, nie chcę ładować kondensatorów przez dwie minuty, a najwyżej trzydzieści sekund.
    @ronwald Z 500W przesadziłem, wystarczyło by 200, 250W.
    @jaszto Brałem pod uwagę takie rozwiązanie, jednak to przerost formy nad treścią... Raz, że UPS to urządzenie drogie, dwa, raczej duże i ciężkie...
    Myślałem nad przetwornicą samochodową 12VDC - 230VAC, ale takie rozwiązanie wymusiłoby użycie dużego trafa sieciowego, a zależy mi na kompaktowym urządzeniu, więc lepsze byłoby impulsowe.
  • Pomocny post
    Poziom 28  
    piotrkol7 napisał:
    @komatssu Przeglądałem, owszem - jednak mi chodzi o większą moc, nie chcę ładować kondensatorów przez dwie minuty, a najwyżej trzydzieści sekund.

    Oj to słabo przeglądałeś ten spis treści, skoro trzeba poprowadzić Cię za rączkę:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic556770.html
    Opisany tam układ ładuje kondensator 10mF w mniej niż 2 sek.
  • Pomocny post
    Poziom 35  
    To ma ładować kondensatory w coilgunie... więc
    1) Vin(min)=10V, Vin(max)=26V
    2) topologia boost
    3) praca toru mocy w CCM
    4) tryb pracy CC
    5) Vout=400V

    Lepiej się sprawdzi interleaved boost; w skrócie dwufazowy. Trójfazowy jeszcze lepiej, swoją drogą...

    - Prąd ładowania kondensatorów nie musi byc precyzyjnie ustalony
    - Trzy fazy dobrze zbudowanego toru mocy spokojnie popchną 500W.
    - Nie jest wymagany pomiar prądu szczytowego dławika, Vin nie zmienia się dynamicznie a wręcz jest raczej stały, albo go nie ma wcale...
    - Nie potrzeba kompensacji wzmacniacza błędu
    - Nie potrzeba samego w sobie wzmacniacza błędu, bo przy (niemal) stałym V(in) I(out) będzie scisle zalezny od D (wypelnienia)

    Regulator do tego diwajsa mozna zbudować bajecznie łatwo. Mianowicie:
    - na rozruch rozpędzasz tor mocy od D(min) do D(max)
    - pozostajesz przy D(max) do momentu przekroczenia zadanego progu V(out)
    - po przekroczeniu tego progu D=0, wyłącz tor mocy

    Boost CCM będzie udawał źródło prądowe (więc to co chcemy zeby zgodnie ze sztuką ładować kondensator), prąd ładowania zakładając, tak naprawdę, stały V(in), będzie tylko i wyłącznie zależny od D.

    Są też inne patenty w tych okolicznościach, mianowicie QR. Wtedy to i pojedynczy tor wystarczy do tych 500W. Będziesz mógł mieć układ gabarytowo malutki (objetosc 2 paczek zapałek) który pracuje na 500kHz, ze sprawnością znacznie powyżej 90%. Ale to juz zupełnie inna zabawa...

    Wziąłbym do tego procesor (tak, procesor!, krzyczcie na mnie...) kosztujący 3zł, i czysto w sofcie pod swoje dyktando oprogramował UVLO, OVP, OTP, i prosty algorytm ustalający D(max) na podstawie V(in), mianowicie:
    D_max=D_nom+(Vin_max-Vin)*mult;
    co pozwoli na prostą kompensację spadającego napięcia akumulatora i optymalizując parametr mult uzyskasz niemal stały czas ładowania kondensatora gdy napięcie akumulatora będzie spadać w trakcie uzytkowania diwajsa.

    Jeśli uzaleznisz parametr mult od V(in), np. mult=n*V_in to uzyskasz nieliniową funkcję transferową regulatora (która będzie blizsza rzeczywistości niz piewotna wersja) i będziesz w stanie jeszcze precyzyjniej kompensować zmiany V(in) pod kątem I(out).
  • Pomocny post

    Poziom 17  
    Wiktorze, do naładowania 5mF do napięcia 400V w czasie kilku sekund potrzeba mocy kilkudziesięciu a nie kilkuset watów. Nie ma sensu tworzyć skomplikowanych bytów dla rozwiązania banalnego problemu.
  • Poziom 35  
    feryster napisał:
    Nie ma sensu tworzyć skomplikowanych bytów dla rozwiązania banalnego problemu.

    Oczywiście się zgodzę, jednak nawiązując do opisu rozwiązania zagadnienia z #17, byt wcale do skomplikowanych nie należy. Wskazałem czynniki warte wyeliminowania w tej konstrukcji, całość zamknąłem w jednym procku za 3 zł (LPC812), [uproścmy] dwufazowego toru mocy (podwójny driver, 2x (klucz, dlawik, dioda)) a moc chwilową paręset W wytrzyma. Koszt ~30zł.
    W przypadku QR koszt pewnie byłby nizszy, ale biorąc pod uwagę straty przewodzenia cena lepszego tranzystora i obwodu rezonansowego nadrobiłaby koszt drugiego toru mocy. Sterować tym tak samo potrafiłby LPC812. Ten procek bezbłędnie nadaje się do napędzania boost-ZVS ze względu na wbudowany komparator i SCT - i wiem co mówię - z doświadczenia ;)
  • Pomocny post
    Poziom 14  
    Jaką maksymalną częstotliwość PWM potrafiłby obsłużyć ten LPC812 ?
    Czy jego komparator byłby wystarczająco szybki do pomiaru narastającego prądu w każdym cyklu ?

    nsvinc napisał:
    feryster napisał:
    Nie ma sensu tworzyć skomplikowanych bytów dla rozwiązania banalnego problemu.

    Oczywiście się zgodzę, jednak nawiązując do opisu rozwiązania zagadnienia z #17, byt wcale do skomplikowanych nie należy. Wskazałem czynniki warte wyeliminowania w tej konstrukcji, całość zamknąłem w jednym procku za 3 zł (LPC812), [uproścmy] dwufazowego toru mocy (podwójny driver, 2x (klucz, dlawik, dioda)) a moc chwilową paręset W wytrzyma. Koszt ~30zł.
    W przypadku QR koszt pewnie byłby nizszy, ale biorąc pod uwagę straty przewodzenia cena lepszego tranzystora i obwodu rezonansowego nadrobiłaby koszt drugiego toru mocy. Sterować tym tak samo potrafiłby LPC812. Ten procek bezbłędnie nadaje się do napędzania boost-ZVS ze względu na wbudowany komparator i SCT - i wiem co mówię - z doświadczenia ;)
  • Pomocny post

    Poziom 17  
    nsvinc napisał:
    feryster napisał:
    Nie ma sensu tworzyć skomplikowanych bytów dla rozwiązania banalnego problemu.

    Oczywiście się zgodzę, jednak nawiązując do opisu rozwiązania zagadnienia z #17, byt wcale do skomplikowanych nie należy. Wskazałem czynniki warte wyeliminowania w tej konstrukcji, całość zamknąłem w jednym procku za 3 zł (LPC812), [uproścmy] dwufazowego toru mocy (podwójny driver, 2x (klucz, dlawik, dioda)) a moc chwilową paręset W wytrzyma. Koszt ~30zł. [...]


    Po raz kolejny: mamy do czynienia z młodym człowiekiem, który potrzebuje PROSTEJ przetwornicy do coilguna, zdolnej przepompować ledwie 40 dżuli w ciągu kilku sekund. Do tego wystarczy prosty step-up na UC3843, który z dławikiem będzie kosztował 10PLN i nie będzie wymagał programowania.

    Co do strony merytorycznej - budowanie przetwornicy step-up, startującej od zera z obciążeniem dużą pojemnością BEZ pilnowania prądu szczytowego dławika jest przedsięwzięciem - delikatnie określając - odważnym.
    W momencie podłączenia zasilania przez dławik i diodę płynie prąd ładowania kondensatora, który bardzo szybko narasta do wartości niespotykanych podczas normalnej pracy. Próba kluczowania w tym momencie oznacza wprowadzanie klucza w układ pracujący w tej chwili z bardzo wysokim prądzie i z dławikiem w głębokim nasyceniu. Do momentu naładowania kondensatora do co najmniej napięcia zasilania nie ma mowy o wyjściu dławika z nasycenia. Ale nawet bezpośrednio po, niepilnowanie prądu szczytowego i taktowanie kluczem na ślepo, stanowi ryzyko ponownego wejścia w nasycenie.

    W układzie flyback nie ma problemu wysokiego prądu startu ale sam transformator jest drogi (w porównaniu z dławikiem step-up). Jednak trzeba pamiętać o tym, że izolacja drutu emaliowanego w dławiku niekoniecznie wytrzyma te 400V i potrzeba naprawdę zadbać o to, żeby początek uzwojenia nie stykał się z końcem. Na pewno nie wchodzi w grę dławik szpulkowy.

    Najsmutniejsze jednak jest to, że autor wątku prawdopodobnie stracił zainteresowanie sprawą i nasze rozważania sa tylko teoretyczne.
  • Poziom 29  
    Nie, proszę mi wybaczyć milczenie, śledzę dyskusję uważnie, jednakże raczej jestem praktykiem, a nie teoretykiem, a w budowie przetwornic jestem kompletnie zielony. W żadnym wypadku nie straciłem zainteresowania ;) Czy ktoś z was pomógłby mi wybrać odpowiedni układ, schemat oraz dobrać wartości elementów? Napięcie zasilania 12V, mogę ewentualnie zdobyć drugi akumulator. Na wyjściu około 400V, jednak przydałaby sie tu regulacja w zakresie 350...450V. Ładować planuję baterię kondensatorów o łącznej pojemności maksymalnej 5 mF - zależy to od tego, jakie uda mi się z kolegą zdobyć. Czas ładowania jak najmniejszy, najwyżej 5s. Dziękuję panom za zaangażowanie tematem :)
  • Pomocny post
    Poziom 35  
    feryster napisał:
    W momencie podłączenia zasilania przez dławik i diodę płynie prąd ładowania kondensatora, który bardzo szybko narasta do wartości niespotykanych podczas normalnej pracy.

    Faktycznie. Jest nawet gorzej, bo efekt będzie występować nie tylko podczas podłączenia zasilania, ale po każdym wystrzale.

    feryster napisał:
    Próba kluczowania w tym momencie oznacza wprowadzanie klucza w układ pracujący w tej chwili z bardzo wysokim prądzie i z dławikiem w głębokim nasyceniu. Do momentu naładowania kondensatora do co najmniej napięcia zasilania nie ma mowy o wyjściu dławika z nasycenia.

    Sądzę, że tą komplikację można zwalczyć diodą 'omijającą' tor mocy, przez którą będzie płynął ten prąd ładowania.
    Zakładając że źródło zasilania prezentuje niezmienne napięcie i znana jest pojemność kondensatora (oraz impedancja źródła jest również stała), to czas wstępnego ładowania będzie niemal stały. Więc z mojego punktu widzenia, dodatkowa dioda i zwykły timer (w tym konkretnym przypadku) umożliwiają pozbycia się kontroli prądu szczytowego.

    brodo napisał:
    Jaką maksymalną częstotliwość PWM potrafiłby obsłużyć ten LPC812 ?

    To jest DPWM, więc rozdzielczość kroku będzie odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości. Sam SCT (więc generator PWM) może być taktowany do 30MHz.

    brodo napisał:
    Czy jego komparator byłby wystarczająco szybki do pomiaru narastającego prądu w każdym cyklu ?

    Czas propagacji to od ~80ns do ~300ns, zaleznie od V(cm). Czy to jest wystarczająco szybko, zależy od okoliczności. W praktyce dla małych V(cm) (jak np. kontrola prądu szczytowego lub detekcja zera) ten czas jest rzędu 100ns i do większości moich zastosowań wystarcza.