Step-Up на киловатт (50В-20А) возможно ли?

[clever]

1 час назад, Lexter сказал:

Вот ведь бездари неграмотные, не послушали вас...

 

 

Ага, и входные болтики М6 под провода для тока 400 ампер. Любите вы однако сказки......

 

1 час назад, Lexter сказал:

Корпус ТО-220 в нормальных условиях при перегреве до 90 градусов может рассеивать до 1 Вт. Даже если это диод Шоттки с падением 0,55 В, то средний ток через диод без радиатора возможен не более 1/0,55 = 1,8 А. Даже при выходных 50 В это всего 90 Вт в нагрузку.

Как-то не очень у вас с арифметикой...

Это было лет 20 тому, но запомнилось что изначально я туда поставил КД213 (они были на одном радиаторе с транзистором IRZ44 т. е. один транзистор и два диода моста - половина симметрии преобразователя. Радиатор - алюминиевый уголок 100х40х20х2). Я не мог сначала понять отчего уголок калится как утюг пока не выкинул КД213 и поставил какие то то ли шоттки то ли быстрые в цилиндрическом корпусе - в ТО корпусах еще не было. После этого диоды совсем не потребовали радиатора - и транзисторы тоже были теплые лишь. Частота преобразователя была около 25 кгц - работа в часовом режиме при мощности 200 ватт, вентиллятора изначально не было как ненадежного звена.

 

Для интереса сейчас глянул характеристики цилиндрического быстрого диода HER50.... При окружающей среде в 75 град его рабочий ток может быть до 4 ампер.

Изменено 18 июля, 2022 пользователем clever

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Alex Ferrum]

Смоделировал в Micro-cap. Такие результаты. 

Качество не очень хорошее, но на нагрузке 2,5 Ом, даёт 50 Вольт. 

Частота 100 кГц. 

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Lexter]

1 час назад, Alex Ferrum сказал:

можно попробовать многофазный

Уже предлагали. Читайте выше.

По-моему, тему всё более точно начинает характеризовать фраза

4 часа назад, clever сказал:

так - абы языки почесать

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Vslz]

На форум заходят исключительно поработать 

[clever]

20 часов назад, Alex Ferrum сказал:

Смоделировал в Micro-cap. Такие результаты. 

Качество не очень хорошее, но на нагрузке 2,5 Ом, даёт 50 Вольт. 

Частота 100 кГц. 

Если есть желание помусо.......посимулить схему чтобы тема не протухла - то скиньте диаграмки тока одного из ключей и длительность входного имульса. Можно также и тока через диод. А мы "обкашляем" это дело))).

Изменено 19 июля, 2022 пользователем clever

[Alex Ferrum]

Диаграммки не скину, но могу сказать, частота 100кГц, соответственно период 10мкС, длительность открытого состояния транзистора 8мкС, транзисторы IRFP4468, диоды 43CTQ100.

Броски тока через транзистор при включении до 150А, в установившемся режиме до 50А.

[clever]

@Alex Ferrum

На минимальном входном напряжении заполнение надо 0,9 - почти весь период.

Сейчас гляну, но видимо 8 мксек заполнение и надо - вы правы.

Изменено 19 июля, 2022 пользователем clever

[clever]

Позже закину диаграмму - там достаточно два транзистора в противофазе включить и запитать той же 3525 - и дросселя по 100 мкгн чтобы токи не бросало выше 60 ампер на транзистор.

[Vslz]

В 19.07.2022 в 16:40, Alex Ferrum сказал:

Броски тока через транзистор при включении до 150А, в установившемся режиме до 50А.

в многофазном повышателе иметь такие броски тока просто неприлично. По расчету, около 12А на ключ должна быть амплитуда с 8 фазами и хотелками ТСа. А не полтинник. В обычном степ-апе, что выше мной промоделирован детально, 5 ключей, суммарный пиковый ток 90А, по 18А на ключ. Никаких страстей-мордастей.

[Alex Ferrum]

@Vslz не спорю, но у меня не было задачи оптимальной проектировки, у меня была задача быстро промоделировать схему, понять что данная задача вообще имеет решения.

Ну а автор данной задачи пусть сам причесывает и оптимизирует схему или ищет специалиста, который выполнит эти действия за вознаграждение. 

То что при включении происходят броски токов через ключ до 150А, так можно организовать плавный пуск, с постепенно нарастающей длительностью открытого состояния транзисторов. 

[Vslz]

Я спросил про другое ))

бог с ним, с пуском, но откуда 50А через ключ в 8-фазнике в установившемся режиме ? Софтстарт тут непричем.

Глядя на эти цифры, можно придти к ложному выводу о непригодности неизолированных топологий вообще, а это не так ))

Изменено 20 июля, 2022 пользователем Vslz

[Alex Ferrum]

@Vslz полагаю что на ваш вопрос я ответить не смогу, так как не располагаю достаточным временем чтобы настолько тщательно проанализировать схему.

Могу только предположить какие могут быть варианты:

1. Слишком мала ёмкость конденсатора на выходе, изначально хотел поставить 10000 мкФ, но программа отказывалась моделировать с такой высокой ёмкостью, поэтому пришлось поставить 1000 мкФ. 

2. Слишком малое время моделирования, всего 10 мС, режим мог не установиться. 

3. Ошибка моделирования самой программы. 

Опять таки, 50 ампер это не постоянный ток потребляемый каждым каналом, а максимальный ток коротких импульсов. 

Если провести прикидычный расчёт, то получаем примерно следующее, при входном напряжении 10 В и КПД 100%:

Мощность запасаемая в индуктивности - 800 Вт. 

Мощность запасаемая в одном канале - 100 Вт. 

Энергия запасаемая в индуктивности - 10(-3) Дж. 

Максимальный ток через индуктивность и транзистор при запасании энергии: E=LI(2)/2, значит I(2)=200, значит I=14÷15А, короче ток через транзистор не более 15 А. С учётом КПД, ну пусть 20А.

То есть я не спорю, что ток через транзистор должен быть не более 20А.

[clever]

А почему на 8 фаз ращепить а не на 80?

Вот рисунки (схема, и ток - синим цветом, выходное напряжение - зеленым) для двух ключей, работающих "вперекрышку" (частота каждого ключа - 100кгц).

Выходные пульсации при дросселях 100мкгн и выходной емкости 100мкф - 1 вольт. Показан ток одного ключа.

 

Изменено 21 июля, 2022 пользователем clever

[Alex Ferrum]

@clever, да на 80 фаз был бы классный преобразователь! Другая проблема что деталек получилось бы много, да и плата большая, да и источник управляющих сигналов для транзисторов сложный - 80 выходов импульсов с изменяемой длительностью, с разницей в 4,5 градуса, задача не простая и не дешёвая, это ж целую мощную ПЛИСку нужно использовать или десяток МЕГ синхронизировать.

У вас в схеме тоже не всё гладко, уровень пульсации в 1 вольт, достаточно значительный. Конденсатор на выходе не имеет последовательного сопротивления, а значит если собрать схему вживую и поставить там электролит, то нас впереди ожидает много чудес в виде более сильных пульсации, нагревание и выход из строя электролита. Как говорится: гладко было на бумаге, да забыли про овраги. 

[clever]

@Alex Ferrum

Ну так а что вам не нравится в конденсаторах то?))))

Глянул втекающий в них ток - 28 ампер, вытекающий - 20 ампер.

Распараллелить на десяток штук по 10 мкф - и греться не будут. Пульсации при емкости 100 мкф - 0,6 вольта. Можно и 1000 мкф поставить - но смысл?)))

 

 

 

Я не смотрел в компах - что там за драйвера многофазные?

Просимулил пушпул включенный вольтодобавкой - там при тех же условиях (как с бустером) - токи по ключам получились по 80 ампер. Получается что хуже чем здесь? может что неправильно нарисовал))). Да пофиг - ТС делать один фиг не будет ничего))).

Можно тот же 4-8 фазный сделать из UC3842/43 - включить их через разрешающий регистр сдвига либо через счетчик тип ИЕ8.

[Vslz]

6 часов назад, Alex Ferrum сказал:

на 80 фаз был бы классный преобразователь

по 1,5 ампера на ключ, ключи в SOT-23, диоды SS26, дроссельки по 1 мкГн с горошину. Главное, чтобы 80-фазная схема управления не сожрала больше, чем нагрузка 

Изменено 21 июля, 2022 пользователем Vslz

[Alex Ferrum]

@clever мне не понравилось в конденсаторах то, что в программе вы указали даже внутреннее сопротивление источника питания, а внутреннее сопротивление конденсатора не было указано, а у электролитов оно значительное. Понятное дело, если бы схему паял я, я бы соединил последовательно 2 батареи, состоящие из 100 конденсаторов 1206, X7R, 10мкФ, 50В каждая, получилось бы 500 мкФ с очень, очень низким ESR, я такие паял и даже ради интереса мы тут на форуме высчитывали их сопротивление, получались сотни и десятки микроом! Понятно что в таком случае в симуляторе можно не указывать последовательное сопротивление. Но народ если и будет делать такую схему, скорее всего поставит электролиты, причём не с самым низким ESR.

@clever и @Vslz насчёт многофазных импульсных преобразователей, это штука интересная и полезная, но к сожалению очень дорогая и сложная. Пульсации значительно меньшего значения и большей частоты, что позволяет их отфильтровывать даже керамикой с очень низкой ёмкостью. Я тут как-то исследовал схему 64-ех фазного понижающего dc-dc у меня там до 6 килоампер получалось через нагрузку в 1 миллиом. Интересно было бы для точечной сварки такой аппарат использовать. К сожалению трансформатор от микроволновки в сотни раз дешевле.

По поводу источника многофазного сигнала, к сожалению UC38XX не подойдут, так как в многофазных преобразователях, импульсы перекрывают друг друга, нужно сохранять постоянный сдвиг фаз между середина и импульсов, так как на соседних каналах они могут быть разной длительности, когда схема выравнивает токи каналов, если элементы сильно отличаются. То есть непонятно как вы их собираетесь синхронизировать между собой, чтобы при этом сохранить постоянный фазовый сдвиг. 

[clever]

5 часов назад, Alex Ferrum сказал:

@clever мне не понравилось в конденсаторах то, что в программе вы указали даже внутреннее сопротивление источника питания, а внутреннее сопротивление конденсатора не было указано, а у электролитов оно значительное.

 

У пленочного конденсатора, да и у керамики последовательное сопротивление соизмеримое с сопротивлением аккумулятора - на уровне 3-10мОм. На схеме то у меня не внутреннее сопротивление батареи - просто я имитировал падение на проводе этим сопротивлением (за ним ставил конденсатор))))). Его можно смело выбросить.

Я в натуре когда то ставил обычные ширпотребовские электролиты - и получалось при токе на каждый около 2 ампер - при частоте 20 кгц они не грелись. Так что смело можно налепить туда батарею хоть каких конденсаторов))))

5 часов назад, Alex Ferrum сказал:

 

@clever

По поводу источника многофазного сигнала, к сожалению UC38XX не подойдут, так как в многофазных преобразователях, импульсы перекрывают друг друга, нужно сохранять постоянный сдвиг фаз между середина и импульсов, так как на соседних каналах они могут быть разной длительности, когда схема выравнивает токи каналов, если элементы сильно отличаются. То есть непонятно как вы их собираетесь синхронизировать между собой, чтобы при этом сохранить постоянный фазовый сдвиг. 

А он нужен тот строгий фазовый сдвиг?)))) Абсолютно не нужен.

У вас весь набор многофазных ключей работает "впараллель" (закиньте в симуль на низком входном напряжении - у вас заполнение около 0,8 будет) - у каждого свой ток выключения (индивидуально) - и всего лишь каждый подзаряжает выходной конденсатор - а стабильность напряжения (пульсации) зависят лишь от емкости выходного конденсатора. В идеале бесконечное количество фаз выдает постоянный ток. Так что на тех же uc3842/43 - будет работать все со свистом. Я когда то наблюдал аналогичный четырехфазный преобразователь на мощность за сотню киловатт. Там правда не бустер был, но какая разница, работал с тем же ШИМом.

[Гость_Григорий_Т.]

2 часа назад, clever сказал:

Абсолютно не нужен.

Если все начнут работать синхронно, то никакого

2 часа назад, clever сказал:

выдает постоянный ток

Не будет.

[clever]

4 фазная схема и токи.

Токи по ключам - 26 ампер.

Ток в/из конденсатора - около 9 ампер.

Частота 100 кгц, индуктивность дросселей для безразрывного тока 5 мкгн, выходная емкость 10 мкф при пульсациях на нагрузке около 0,4 вольт.

Сейчас помудрю с коммутатором чтобы коммутировать 4 UC3842/43.

 

На диаграмме - желтый это ток выходного конденсатора, остальные - токи по стокам. Зеленый - выходное напряжение. Заполнение 0,75.

Изменено 24 июля, 2022 пользователем clever

[clever]

Вот такая вырисовывается схемка 4 фазного бустера.

[Гость_Григорий_Т.]

Четыре оптрона выглядят неуклюже. Проблема в том, что оптроны имеют разные коэффициенты передачи тока. И при таком включении, токи ключей будут отличаться.

И генератор в микросхеме должен работать. В даташите на UC3842 есть картинка, как осуществить синхронизацию.

Изменено 25 июля, 2022 пользователем Гость_Григорий_Т.

[clever]

Так здесь ключи работают не впараллель а со сдвигом по времени - зачем им синхронизация - что с чем надо синхронизировать то?)))

 

А зачем генератор должен работать? Какую роль он выполняет в микросхеме - это же не ТЛ494 где играет роль пила. Время такта каждого ключа установлено временем переключения счетчика - внутренний генератор UC384..... здесь ни к чему, здесь только интересует сброс.

 

По поводу оптронов. Добавляется четыре резистора (я их не рисовал - как то не посчитал нужным) - которыми можно "выровнять" токи всех перебираемых ключей.

[Гость_Григорий_Т.]

4 минуты назад, clever сказал:

что с чем надо синхронизировать то?

ШИМы со счётчиком. Производитель, видимо, глупее вас, раз предложил такую схему.

9 минут назад, clever сказал:

По поводу оптронов.

Зачем, если достаточно подать одно и то же напряжение на все выводы COMP?

[clever]

Я не знаю что там на уме у производителя по поводу синхронизауии - меня интересовал оттуда всего лишь импульс сброса.

 

По поводу оптронов - они здесь не нужны)))) Проще чтобы не использовать усилитель ошибки (с его обвязкой) - вместо оптронов закинуть на транзисторы на первом выводе  сигнал с входа преобразователя, и если неймется поставить индивидуальные резисторы для "балансировки" тока ключей.

Изменено 25 июля, 2022 пользователем clever