Сетевой БП 12в*30а с КПД>90%
Написал длинный развернутый ответ, со всеми определениями терминов, на пару страниц, но ... не судьба
Отключили свет, пока я перечитывал.
на второй раз меня не хватит
.
vnv:
2. Прямоход-полумост (tl494, 2* IRF740 или 13009)
3. инвертор-полумост (tl494 или даже самовозбуд, 2* 13009) на вторичке выпрямитель на конденсаторы, стабилизация ШИМ-понижающий-чоппер (15-25в до 12в на выходе)
Инвертор-преобразователь постоянного тока в переменный. В нашем контексте.
Сейчас:
Вики считает так:
"Инве́ртор — устройство для преобразования постоянного тока в переменный ток[1] с изменением величины напряжения или без. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде."
Потому- Инвертор может быть , мост, полумост, однотакт, пуш-пул... Все это относится к первичной стороне.
Если его вторичку, нагрузить через выпрямитель на конденсатор. Получим то, что раньше называлось конвертор От него можно будеть запитать чоппер, но прямоходом он не станет.
Потому под №3, у меня такая топология, (я пока ее не исключил, у нее тоже есть свои плюсы) Назовем научно, конвертор с 250-350в до 15-25в, за ним буст аки чоппер, до 12в ----исключительно на полевиках в том числе и вместо диода. Вполне возможно, попробовать использовать многофазный контролер с материнок компов.
Под №2.
Полумост-прямоход, используется в большинстве комповских БП.
Это полумостовой инвертор, где диоды вторички и ключи певичной стороны, за счет изменения Кз (заполнения) и дросселя образуют, тот-же буст автоматом. Без дополнительного управления по вторичной стороне.
Не нравятся термины, предлагайте свои. Для этой ветки, хоть попугой и удавом назовите, я соглашусь. Лишь бы понимать о чем речь ведем.
Хотите Нулевым, пуш-пул называть, без проблем.
Хотя, когда я учился, (ох давно это было ) так называли полумост, точнее "инвертор с нулевым питанием". На ноль садился один конец нагрузки, второй в диагональ полумоста. Концы ключей полумоста, запитываются от -Пит и +Пит.
В современных, образован "виртуальный ноль" средней точкой, последовательно соедененных кондеров.
Но, что и как обзывать, мне до...лампочки, главное понимать о чем говорит (пишет) собеседник.
По больной, для меня теме
:На данный момент, полностью исключил №2
Для нужного мне напряжения и токов. Самый неоптимальный.
Основная борьба, между №3 и №4
В №3 привлекает, напряжение после выпрямителя15-25в, и возможность сделать буст, на частоты 150кгц и выше, за счет этого длина провода в сердечнике уменьшится. Пока просчитываю варианты на разные частоты, ищу минимум потерь.
№4-ищу минимум потерь в бусте, (черт кроется в мелочах). Высокое напряжение и коммутационные потери-- совсем все по другому. Пришел к выводу (опять-же только первое приближение), чем быстрее диод и медленнее транзистор, тем лучше. Меньше потери.
Ну а первый вариант-косой мост, хорошо изучен, 4-5% потерь в первичке и 3-4% потерь на дидах вторички. А вот сколько на паразитах обмоток, дросселе, конденсаторах собоих сторон, от конструктива зависит.
Одно ясно-на той элементарной базе, которую собираюсь использовать КПД=91-93%, теоретически, а значит на реальный, дай Бог 85-87%.
Так что косой, в последней очереди.
ЗЫ:
Хочу методу или прогу, для рассчета разных топологий по КПД и Потерям в разных элементах . В инете не нашел.
Наверное, прийдется самому в ЕХЕЛе, чего-то накропать... , а лень и некогда, надо трансы-дроссели мотать, хотя-бы вариант по три...
Еще можно рассмотреть однотранзисторный прямоход, известный в народе как "фиксатый". Если очень хоца вые#%ься, поставить на ключ регенеративный снаббер... У меня подобный девайс на 3845/2sk1794/hfa30pb60 без всяких снабберов давно работает в сварочнике в качестве источников вспомогательного питания и дежурной дуги.
батон: Еще можно рассмотреть однотранзисторный прямоход,
Можно, но КПД резко упадет, у полевиков на 700в резко растет Rds, и столь-же резко увеличевается цена, а надежность падает. И потери коммутации в квадрате.
Yman: мож подойдёт
СПС и читал, и с резонансными топологиями хорошо знаком, от паяльников индукционных, до нескольких сотен КВАр, на частоте 440кгц...
Они для узкого диапазона нагрузок, не любят изменения нагрузки, медленное время реакции, ну и еще кучка тонкостей.
В общем для узкой и специфической области, где они не заменимы.
И еще, очень дороги-при одинаковой мощности, сравнительно с другими топологиями.
О, наконец-то люди подключаются...
vnv: Написал длинный развернутый ответ, со всеми определениями терминов, на пару страниц...
Зачем? Можно было просто привести классификационную таблицу из какой нибудь умной книги...
Вот, например, такую из книги Моина В.С. "Стабилизированные транзисторные стабилизаторы", стр. 9:
http://www.dwd.land.ru/Temp/%ca%eb%e0%f1%f1%e8%f4%e8%ea%e0%f6%e8%ff%20%ef%f0%e5%...
В общем, мы обсудаем с Вами БП, состоящий из какого-то числа отдельных блоков - преобразователей энергии.
1) Переменное напряжение сети ~220В преобразуется в постоянное напряжение +310В - выпрямителем.
2) Постоянное напряжение +310В преобразуется в переменное ВЧ требуемой амплитуды - инвертором.
Для простоты, силовой трансформатор будем считать неотъемлемой частью инвертора.
3) Переменное ВЧ напряжение преобразуется в постоянное напряжение нагрузки - выпрямителем.
Если бы у нас вместо сети был аккумулятор с напряжением 310В, и в составе БП было бы только два преобразователя (инвертор + выпрямитель), то можно было бы говорить о преобразователе постоянного напряжения в постоянное...
Из таблицы видно, что требуемые нам преобразователи (выпрямитель и инвертор) подразделяются на целые классы и группы...
В связи с этим, получается следующая "расшифровка" выбранных Вами варинатов:
Кстати, так как выпрямители являются неотъемлемой частью любого варианта и с ними пока всё понятно, то их из сравнения можно исключить (пока не встанет вопрос применения синхронного выпрямителя), по этому речь будет идти только о инверторах...
vnv: 1. Прямоход-косой мост (uc3844-5, 2* IRF740 или 13009)
Однотактный мостовой прямоходовый преобразователь с двумя ключами и двумя рекуперционными диодами.
В просторечии - косой мост.
Теоретически он может быть и обратноходовым, но на практике такую конструкцию я не встречал.
Но есть улучшенный косой мост с двухтактным выпрямителем, когда в нагрузке ток протекает как во время прямого хода, так и во время обратного.
Такая топология уже выгодна, так как совмещает в себе достоинства косого моста и двухтактного преобразователя - меньшую массу фильтра из-за близкого к 1 коэффициенту заполнения и меньшую массу трансформатора из-за его лучшего использования. Это всё в сравнении с обычнм (прямоходовым) косым мостом.
vnv: 2. Прямоход-полумост (tl494, 2* IRF740 или 13009)
Двухтактный полумостовой преобразователь с двумя ключами. Просто "прямоходом" - не бывает, так как формирует ток нагрузки как во время прямого хода, так и во время обратного. По этому называется просто - полумост.
vnv: 3. инвертор-полумост (tl494 или даже самовозбуд, 2* 13009) на вторичке выпрямитель на конденсаторы, стабилизация ШИМ-понижающий-чоппер (15-25в до 12в на выходе)
Запутанно, как-то... но судя по наличию "чопера", можно предположить, что Вы имеете в виду комбинированную структуру, состоящую из 2-х (основных) преобразователей:
1) полумост с независимым возбуждением или самовозбуждением (по Вашему - tl494 или даже самовозбуд, 2* 13009);
2) импульсный понижающий стабилизатор постоянного тока (после выпрямителя).
То есть, комбинированная структура "полумостовой инвертор + импульсный стабилизатор".
Здесь, действительно, можно использовать многофазный контролер с материнок компов, но выбор будет мал, так как они все, в основном имеют максимальное рабочее напряжение 12В и даже с учётом раздедельного питания, и вольтодобавкой в 15В максимум, смогут работать при напряжении не более 27-30В. Хотя, вполне возможно что и этого хватит... Или придётся ставить драйверы полевиков.
Кстати, ШИМ контроллеры с ноутбучных материнок имеют более высокое рабочее напряжение...
vnv: 4. Ажж чешется, так попробовать хочеться, «УПРАВЛЯЕМЫЙ ТОКОМ ИМПУЛЬСНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С СИНХРОННЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ» отсюда:
valvol.qrz.ru/articles/Ir/An/an-960.pdf
Это так же комбинированная структура, отличающаясе от предыдущей тем, что инвертор и стабилизатор переставлены местами - после сетевого выпрямителя идёт импульсный понижающий стабилизатор, запитывающий инвертор.
То есть, это комбинированная структура "импульсный стабилизатор + инвертор" с дополнительными отличиями в виде дросселя на входе инвертора а не на выходе, после выпрямителя, и заменой диодного выпрямителя на синхронный на полевиках. Правда, на сколько я понял, синхронный выпрямитель пока исключаем в пользу обычного диодного.
vnv: Хотите Нулевым, пуш-пул называть, без проблем.
Он ещё называется "базовым" вариатном.
vnv: На данный момент, полностью исключил №2
Для нужного мне напряжения и токов. Самый неоптимальный.
Тогда нужно исключать и косой мост, так как по энергетике они, в принципе, одинаковы...
vnv: Основная борьба, между №3 и №4
Но тут нужно быть внимательным, так как в 4-м варианте можно использовать даже нулевую схему инвертора и получить преимущества, в то время как в 3-м эта же схема даст одни недостатки.
По этому нужно для каждого из 3-го и 4-го вариантов прикинуть наиболее выгодные по току и количеству ключей схемы инверторов.
vnv: Пришел к выводу (опять-же только первое приближение), чем быстрее диод и медленнее транзистор, тем лучше. Меньше потери.
Правильно. Это аксиома импульсного понижающего стабилизатора. А дополнение к ней - соединённые вместе выводы ключа и диода должны находится как можно ближе друг к другу. Только тогда можно минимизировать выбросы напряжения на ключе.
vnv: Хочу методу или прогу, для рассчета разных топологий по КПД и Потерям в разных элементах . В инете не нашел.
Наверное, прийдется самому в ЕХЕЛе, чего-то накропать...
Да, придётся самому...
Если вполне достаточно относительной разницы, то можно полистать упоминавшуюся книгу Моина В.С. "Стабилизированные транзисторные стабилизаторы". В ней рассматривается именно разница всех известных вариантов и комбинаций.
У меня есть старый файлик, созданый ещё в 2003г, позволяющий по известным формулам (кажется, из справочника Найвельта) довольно грубо оценить преимущества и недостатки нескольких вариантов - полумост, мост, трёхфазный (два варианта) и косой мост.
Если есть желание можете глянуть...
http://www.dwd.land.ru/Temp/%d0%e0%f1%f7%b8%f2%20%e8%ed%e2%e5%f0%f2%ee%f0%e0.xls...
DWD: О, наконец-то люди подключаются...
Наверное повышенный КПД, и холодные БП, мало интересны.
DWD: Такая топология уже выгодна, так как совмещает в себе достоинства косого моста и двухтактного преобразователя - меньшую массу фильтра из-за близкого к 1 коэффициенту заполнения и меньшую массу трансформатора из-за его лучшего использования. Это всё в сравнении с обычнм (прямоходовым) косым мостом.
Знаю несколько топологий, на косом мосте-двухтактных, но... Это совсем другая история.
Короче (не буду-растекаться маслом по дереву), При "близкого к 1 коэффициенту заполнения"-цитирую Вас, теряется возможность ШИМ управления.
DWD: Двухтактный полумостовой преобразователь с двумя ключами. Просто "прямоходом" - не бывает, так как формирует ток нагрузки как во время прямого хода, так и во время обратного. По этому называется просто - полумост.
Да Бог сним, пусть будет по Вашему. Просто удивляет, Ваше отношение к полумосту
Мост, Пуш-пул, однотакт, прямоходами имеют право быть, а полумост ни-ни
"Просто "прямоходом" - не бывает, так как формирует ток нагрузки как во время прямого хода, так и во время обратного"
Эта фраза, меня вводит в ступор
Есть прямой ход, скажем верхнего плеча, потом пауза, затем прямой ход нижнего плеча и опять пауза.
В паузах обмотки закорочены, выходной обмоткой (которая со средней точкой), диодами выходной обмотки, потому как дроссель "тянет" из них ток. Все это прекасно видно скопом на обычном комповом БП.
Что такое "обратный ход"??? У нас там-в трансе, дроссель который накопил энергию равную прямому ходу?
DWD: Запутанно, как-то
Давай распутаем, сетевой мост-выпрямитель, сглажиающий кондер. Начало любого БП.
IR2153 управляет 2*irf740, средняя точка на транс,
На выходе 15в после выпрямления мостом или со средней точкой, сразу на кондер. Чего может быть проще?
DWD: Здесь, действительно, можно использовать многофазный контролер с материнок компов, но выбор будет мал, так как они все, в основном имеют максимальное рабочее напряжение 12В и даже с учётом раздедельного питания, и вольтодобавкой в 15В максимум, смогут работать при напряжении не более 27-30В. Хотя, вполне возможно что и этого хватит... Или придётся ставить драйверы полевиков.
Контроллеры на материнках, (лежит сгоревшая материнка с трехфазным управлением, по три полевика в каждом плече, всего 9штук (на 100а)), имеют встроенные драйвера. В крайнем случае трансов, никто не отменял, а я, в верхнем плече всегда через ТГР(трансформатор Гальванической развязки) управлял, даже на 450кгц. (в принципе, чем выше частота, тем выгодней ТГР).
DWD: Тогда нужно исключать и косой мост, так как по энергетике они, в принципе, одинаковы...
А вот тут, собака порылась.
На данный момент, он уже выходит на первое место. Точнее модификация.
DWD: У меня есть старый файлик,
За файлик СПС! Посмотрю.
Вчера был, на старой работе, испытывал макеты разных вариантов, (кусочки будущей схемы).
Парк измерительных приборов и нагрузок, позволил много чего промерять.
Буду осмыслевать результаты.
vnv: При "близкого к 1 коэффициенту заполнения"-цитирую Вас, теряется возможность ШИМ управления.
Ну, тогда косой мост в резерв.
vnv: Просто удивляет, Ваше отношение к полумосту
Мост, Пуш-пул, однотакт, прямоходами имеют право быть, а полумост ни-ни
Немного не так.
Полумост, мост, пуш-пул (нулевая или базовая схема) - это всё двухтактные преобразователи, в которых через нагрузку прокачивается мощность два раза за период. То есть имеем два импульса - один во время прямого хода, а другой - во время обратного.
По этому называть эти схемы прямоходовыми или обратноходовыми безсмысленно.
А вот однотакт и косой мост, в котором за период в нагрузку прокачивается только один импульс - либо только во время прямого хода, либо только во время обратного, уже может быть как прямоходом, так и обратноходом. Но из-за того, что он может быть либо... либо..., нужно всегда указывать - какой.
vnv: Есть прямой ход, скажем верхнего плеча, потом пауза, затем прямой ход нижнего плеча и опять пауза.
Ага, понятно, откуда "ноги растут"...
Раз есть верхний ключ и нижний, то это полумост. Когда открыт верхний ключ, ток источника питания протекает через сам ключ, разделительный конденстор и нагрузку - это прямой ход и в это время заряжается разделительный конденсатор. Потом открывается нижний ключ и конденсатор разряжается - это уже обратный ход...
Но это только у полумоста.
А у моста или нулевой схемы обратного хода, как такового, нет, а есть только прямой, так как при наличии разделительного конденсатора (в мостовой схеме) он не разряжается во время "обратного хода", а перезаряжается во время другого полупериода (читай - другого прямого хода) от того же источника питания.
По этому, утверждать, что в мостовй схеме есть "обратный" ход - не корректно... "Посыпаю глову пеплом"...
Просто это слово само лезет на язык, после разговора об однотактных схемах - прямоход, обратноход...
Но главное в другом - приставки "прямоход" и "обратноход" имют смысл только для однотактных схем, потому что определение "однотактный" или "двухтактный" относится к протеканию тока через нагрузку.
В однотактной схеме ток нагрузки протекает либо только либо во время прямого хода (нагрузка запитана от источника), либо только во время обратного (нагрузка запитана от дросселя) - один импульс за период. А в двухтактной схеме - два импульса за период. И тут уже не важно, откуда берётся второй импульс - от разряда разделительного конденсатора в полумостовой схеме (типа - обратный ход), или прямо от источника в мостовой или нулевой схемах (типа - второй прямой ход).
Вот по этому для двухтактных схем не указывают - прямоходовая она или нет, а просто называют: полумостовая, мостовая, нулевая.
Ну вот, по крайней мере для себя я определился.
vnv: В паузах обмотки закорочены, выходной обмоткой (которая со средней точкой), диодами выходной обмотки, потому как дроссель "тянет" из них ток. Все это прекасно видно скопом на обычном комповом БП.
Скорее не "тянет" из них, а "протягивает" через них... Так как во время паузы именно дроссель является источником тока для нагрузки, а не обмотки трансформатора.
vnv: Чего может быть проще?
Да я просто пересказал своими словами, что бы убедиться, что правильно Вас понял.
vnv: Контроллеры на материнках, (лежит сгоревшая материнка с трехфазным управлением, по три полевика в каждом плече, всего 9штук (на 100а)), имеют встроенные драйвера.
Не все. Скажем довольно часто попадаются контроллеры HIP6301 (4 фазы, с выбором - 2, 3 или все 4) или HIP6302 (2 фазы), которые работают от 5В (максимум 7В), по этому совместно с ними ставятся драйверы верхнего и нижнего ключей HIP6601 (одинарный) или HIP6602 (сдвоеный).
vnv: На данный момент, он уже выходит на первое место. Точнее модификация.
А что это за модификация косого моста? В чём суть и преимущества?
DWD: А вот однотакт и косой мост, в котором за период в нагрузку прокачивается только один импульс - либо только во время прямого хода, либо только во время обратного, уже может быть как прямоходом, так и обратноходом. Но из-за того, что он может быть либо... либо..., нужно всегда указывать - какой.
И еще:
DWD: Но главное в другом - приставки "прямоход" и "обратноход" имют смысл только для однотактных схем, потому что определение "однотактный" или "двухтактный" относится к протеканию тока через нагрузку.
, меня всегда учили, прямоход-обратноход, только в ИМПУЛЬСНЫХ СТАБИЛИЗАТОРАХ...
А теперь вопрос:
У меня однотактный инвертор-диод открыт на прямом ходу, по Вашему прямоход, но диод работает не на индуктивность (которая и определяет при ШИМ регулировании, отношение Uнагрузки/Uвторички -коэф.заполнения) А БУДЬТЕ ВНИМАТЕЛЬНЫ:
Диод работает на емкость, паралельно которой подключена нагрузка.
Теперь объясните, что это?.
Прямоход-диод открыт на прямом ходу, но нет индуктивности...
Обратноход-диод напрямую к емкости и нагрузке, но не работает на обратном ходе
А самое главное, как будет меняться напряжение на нагрузке, в зависимости от Коэф.Заполнения???