Сайт использует сервис веб-аналитики Яндекс Метрика с помощью технологии «cookie». Пользуясь сайтом, вы даете согласие на использование данной технологии.
Привет всем. Видео не по зарядкам. Просто закончил очередной долгострой, и решил поделиться своей радостью. Данное устройство это блок питания 400В 1А, но не простой, а с возможность стабилизировать ток и напряжение, во всем диапазоне, выход постоянный и переменный ток, с возможностью выбора полярности. Переменный ток прямоугольной формы с частотой до 50Гц, с шагом 0,1Гц, и возможностью менять скважность. Плюс управление по цифре. Специфический блок питания для геодезии! Весьма скромные характеристики. У меня есть опыт построения куда более сложных и мощных устройств, например блок питания на 600А, ссылочка сверху. Поэтому разработка должна была быть легкой прогулкой, на пару недель! Все должно быть на одном микроконтроллере STM32F334, однократное преобразование, минимальный размер, прямое цифровое управление. В общем, все стройно элегантно! Как же я ошибался! Формирование выхода, DDS, стабилизация тока и напряжения не было проблемой. А вот повышающий преобразователь это настоящий вызов. Вот промежуточный результат, как минимум три платы, плюс куча трансформаторов. Изначально была выбрана топология Push-Pull, все просто, две обмотки, два ключа, которые тянут в разные стороны. Почему, просто управлять, нет верхнего ключа, можно поставить кучу транзисторов, для снижения статических потерь. В общем, топология известная и отлаженная! В общем одни плюсы, и всего один минус. Трансформатор имеет индуктивность рассеивания, из-за чего с уменьшением процента заполнения импульсов, растет обратный выброс, который рассеивается на снабере и паразитном стабилитроне MOSFET. Когда заполнение импульсов становиться, ниже 80%, (у меня) выброс становиться настолько большим, что ключи просто вскипают. Борется с этим можно, снижаю индуктивность рассевания трансформатора, или используя активный снабер! Для такого напряжения и тока, активный снабер будет более сложной схемой, чем сам преобразователь, поэтому борьба была сосредоточена на индуктивности рассеивания. Вот итог, как я их только не мотал, и перематывал, все равно во всем диапазоне регулировку получить не удалось. В итоге отказ от Push-Pull и переход на полный мост. Естественно заработало сразу, но вылезла другая проблема. Даже не проблема, а скорее особенность подобных топологий. Если нам нужно получить напряжение 400В на выходе при 8В напряжения на входе, То мы берем с запасам на стабилизация, а также на 400 / 8 = 50. 8 вольт это с запасом, на самом деле ниже 9В не будет. Это значит что если выходной ток 1А, то ток через ключи будет 50А. Да, конечно выходной дроссель немного сглаживает и ток по входу будет меньше, но не сильно. Если мы работаем на напряжении 400В и токе 1А, то все хорошо, КПД достигает 96%, все работает хорошо. Но если ток на выходе 1А, то ток на ключах 50А, при этом он будет 50А при 400В и 50А при 1В. Статические потери очень малы, сопротивление выбранных транзисторов составляет 0,004Ом. 50*50*0,004 = 10Вт. При этом мы раскидываем на два ключа выходит 5Вт на ключ. При этом на низком напряжении, длительность импульсов минимальная и статику улетает в доли Вата. Но вот беда динамические потери не зависят от заполнения, влияет выходной ток и частота. Как итог мы сеем при 400Вт на выходе, грубо говоря, 40Вт, и мы сеем при 1Вт на выходе 30Вт. Что просто дикость. Резонансник тут тоже не применим, хотя попытка была, думал, может, угадаю. Да, где-то от 200В и выше были преимущества, на полный газ, ключи без радиатора стояли холодные. Но ниже 200В, вышел почти на тоже самое при этом ниже 100В становилось хуже, причем намного хуже! Как итог остановился на топологии PSFB, это phase shift full bridge, обеспечивая переключение в 0 напряжения ZVS. Сделано на примере TI Design Guide TIDM-PSFB-DCDC . Кому интересно можете, ознакомился, через время ссылочка будет в верху. По сути, компромисс, КПД на малых напряжениях все равно низкий, но тут никак не запороть, только переключать обмотки! Или делать двойное преобразование. Итоговая топология: PSFB и ZVS, Компенсатор для напряжения 3P3Z, для тока 2P2Z, STM32F334. В общем, давайте грузонем, посмотрим что вышло. Разработка электроники: Примеры разработки электроники:
