Jump to content

    
Sign in to follow this  
pr0m

Выбор топологии DC-DC преобразователя

Recommended Posts

День добрый!

 

Постановка задачи:

нужно разработать DC-DC преобразователь 48VDC->400VDC, 2.5...3kW.

 

Прорабатываю 2 варианта ( сравниваю по критериям КПД, EMI, и технологичности изготовления ):

1) Мультифазный прямоход (косой мост либо PSFB). Currents sharing.

2) LLC-конвертер

Частота 50..100кГц

 

Значимые достоинства 1-го варианта (собсно, присущие многофазнику):

- распределение токов - выше КПД

- ниже пульсации на выходе

- трасформаторы меньше - проще оптимизировать намотку в смысле глубины проникновения и т.п.

- имею опыт построения

Недостатки: n дросселей на выходе

 

Значимые достоинства 2-го варианта:

- отстутствие дросселя на выходе (видится большим плюсом)

- помягше в работе (?)

Недостатки:

- сосредоточенные большие токи ~70...80А в первичке - проблемы с использованием обычной печатной платы (сопротивление квадрата печатного проводника уже одного порядка с сопротивлением ключей)

- сложнее обеспечить требуемое сечение по меди и Dpen. Фольга 0.2мм и 2-3 витка в первичке на сердечнике Е62 вроде бы как-то решают проблему

- не имею опыта

 

Прошу помочь советом тех, кто имел опыт в построении чего-нить подобного!

Кстати, занятный документ попался, пока обкуривал тему - некий SCPC (switched current power converter vs multiphase buck) SCPC.

Edited by pr0m

Share this post


Link to post
Share on other sites

Разрабатывали преобразователь 80....150 вх, 320 вых. В результате решили делать последовательный резонансный инвертор. Реализовал на АТХмега. Работает, но окончательные параметры еще не измерял - в процессе. По ощущениям очень не плохо при работе на нагр. 4,5кВ в течении 1 мин. (у нас режим такой) ничего не греется. Предварительные замеры КПД показали больше 90%. ЭМС нам не важен, по этому ничего сказать не могу, но коммутация в нулевых токах говорит сама за себя.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Можно построит такой источник питания собрав его из нескольких модулей Vicor. Взять 8 модулей V48A48E500BL (Uвх=48В, Uвых1го модуля=48В, P1модуля=500Вт, -10...+100С) можно сделать источник Uвх=48В, Uвых=384В, P=4кВт или теже модули только 300Вт-ные тогда 2,4кВт. Модули можно обьединять в сборки как последовательно так и паралельно, т.к. у них есть вход для синхронизации и внутренняя логика позволяющая распределять нагрузку между модулями с точностью до 1%. При этом один модуль становится master-ром, а остальные slave. Входы обьединяем и выходы последовательно, и еще включаем выводы управления для компенсации падения напряжения на проводах если нужно.

описание на русском - http://www.powel.ru/products/vicor/?id=7 и

datasheet - http://www.vicorpower.com/cms/home/product...Sheet_Directory

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Разрабатывали преобразователь 80....150 вх, 320 вых. В результате решили делать последовательный резонансный инвертор.

Имеете ввиду LLC? Я тоже на нём остановился, по ряду причин:

1) Большой диапазон входных напряжений - не проблема. 40...80В входного перекрываются без видимых пока проблем.

2) В сравнении с мостом, выходные диоды не испытывают перенапряжений и чудовищного звона -> используем 600В Hexfred-ы.

Что увидел из минусов:

1) Резонансные токи в первичке, вых диодах и вх-вых кондёрах соответсно, значительно больше, чем у моста. Об этом чуть позже...

2) На малых нагрузках КПД ухудшается из-за постоянно наличествующих резонансных токов.

3) Предстоит повозиться с интегрированным трансом (тр-р + резон. индуктивность). По методике их расчёта нарыл литературку. Отдельно транс + резон. дроссель рассматриваю как отходной вариант...

Заканчиваю моделирование, выглядит красиво.

 

По поводу пульсаций. Замоделировал 2-фазный LLC, со сдвигом 90град. (90 - потому что на выходе использую полный мост, сдвиг на 0град==180град - ничего не даёт).

Пульсации по входу и на вых. кондёре падают вдвое до величин, соизмеримых с пульсациями обычного моста, что радует, но с практической реализацией такого сдвига пока достойных мыслей нет. Только если использовать не аналоговый L6598, UCC25600 контроллер, а МК. Но это более сложный и не быстрый путь, и есть ограничения по времени.

 

pr0m, мощность-то какая на выходе требуется?

стабильность и т.п.

Мощность - в первой строчке постановки задачи :)

Стабильность -стабилизированный, с ОС.

 

 

Можно построит такой источник питания собрав его из нескольких модулей Vicor.

Верхний предел вх. напряжения не подходит. Да и недешёвые, подозреваю..

 

Edited by pr0m

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this