Power Electronics
http://valvol.ru/

Мощный резонансный LLC преобразователь
http://valvol.ru/topic2547.html
Страница 1 из 24

Автор:  Roman_msk [ 20-12, 12:42 ]
Заголовок сообщения:  Мощный резонансный LLC преобразователь

Добрый день,
применима ли топология Мультика "мост с разнесенными обмотками" к повышающему типу, т.е. когда требуется получить напряжение на выходе более чем питающее?
Заранее благодарен за ответ!

Автор:  valvol [ 20-12, 16:41 ]
Заголовок сообщения:  Re: Симметричный мост, полумост

Roman_msk писал(а):
Добрый день,
применима ли топология Мультика "мост с разнесенными обмотками" к повышающему типу, т.е. когда требуется получить напряжение на выходе более чем питающее?
Заранее благодарен за ответ!

А почему нет?
Однако, ИМХО, для высоких выходных напряжений лучше подходит резонансный LLC преобразователь. Для выпрямительных диодов он обеспечивает меньший стресс по обратному напряжению.

Автор:  Roman_msk [ 20-12, 18:15 ]
Заголовок сообщения:  Re: Симметричный мост, полумост

valvol писал(а):
... для высоких выходных напряжений лучше подходит резонансный LLC преобразователь. Для выпрямительных диодов он обеспечивает меньший стресс по обратному напряжению.

Валентин Яковлевич, благодарю Вас за ответ!
правильно ли я понимаю что LLC это двухтакт пост/полумост? стоит задача получить из 3-х фазной сети высокое 800В, хотел бы услышать советы как можно подобрать нужную (оптимальную) топологию "силы", может есть возможность поделиться практическим опытом?!

Автор:  valvol [ 20-12, 18:47 ]
Заголовок сообщения:  Re: Симметричный мост, полумост

Roman_msk писал(а):
...стоит задача получить из 3-х фазной сети высокое 800В

А какая мощность?

Автор:  Roman_msk [ 20-12, 18:51 ]
Заголовок сообщения:  Re: Симметричный мост, полумост

valvol писал(а):
А какая мощность?

требуется получить 4КВт в непрерывном режиме работы

Автор:  valvol [ 20-12, 19:13 ]
Заголовок сообщения:  Re: Симметричный мост, полумост

Roman_msk, вы не верно вставляете цитаты! Мне каждый раз приходится их править!
Чтобы цитировать чьё-то сообщение ищем иконку Изображение(Ответить с цитатой) над этим сообщением и кликаем по нему. После этого попадаем в окно ответа, в которое уже вставлено комментируемое сообщение обрамлённое тегами quote в квадратных скобках. Не надо трогать начальный и последний тег с ихними скобками!. Эти теги показывают движку форума, где находится начало и конец цитируемого сообщения. При этом, само цитируемое сообщение можно сократить, оставив суть.
Возможен и другой вариант. Давим на кнопку Ответить, расположенную под последним сообщением и попадаем в окно ответа. Ниже этого окна расположено 15 последних сообщений. В окне ответа кликаем по позиции в которую хотим вставить цитируемое сообщение. Далее в любом из 15-ти сообщений ниже выбираем фрагмент, который хотим цитировать. При этом, в районе этого выделения всплывает уже знакомая иконка Изображение. Кликаем по этой иконке и выделенный фрагмент, обрамлённый нужными тегами вставляется в окно ответа.
Roman_msk писал(а):
требуется получить 4КВт в непрерывном режиме работы

Мощность не очень большая.
Можно конечно набрать требуемое напряжение последовательным включением нескольких каналов (скорей всего не менее 4-х). Но гораздо интереснее было бы реализовать одноканальный источник.
Есть неплохой PFM контроллер FAN7688 от Fairchild, который можно приспособить для этой задачи.

Автор:  Roman_msk [ 20-12, 19:46 ]
Заголовок сообщения:  Re: Симметричный мост, полумост

valvol писал(а):
Roman_msk, вы не верно вставляете цитаты! .

прошу прощения за свои ляпы, обещаю исправиться!
я больше сторонник применения готового решения на базе спец. контроллера нежели на дискретах поскольку не считаю себя спецом в области силовой электроники, я больше по "цифре", а задачка спустилась от рук-ва как "партийное поручение" в нашем НИИ. Сложность для меня на текущий момент это расчет моточных изделий, Вам уже приходилось проектировать на FAN7688? Возможно ли попросить Вас оказать поддержку в данном направлении?

Автор:  valvol [ 21-12, 01:03 ]
Заголовок сообщения:  Re: Симметричный мост, полумост

Roman_msk писал(а):
я больше сторонник применения готового решения на базе спец. контроллера нежели на дискретах поскольку не считаю себя спецом в области силовой электроники, я больше по "цифре"

В силовой электронике существуют некие стандартные решения для которых производятся соответствующие кубики, однако для вашего случая таких кубиков скорей всего нет. Надо всё делать ручками. И если раньше этим заниматься не приходилось, то и шишечки, возможно, придётся набить. Однако на этом форуме очень многие начинали свой путь в силовую электронику с изготовления самодельного сварочника, мощность которого также около 4кВт.
Roman_msk писал(а):
Вам уже приходилось проектировать на FAN7688? Возможно ли попросить Вас оказать поддержку в данном направлении?

Приходилось. Правда не такой мощный. Поддержку, по мере сил и возможностей, постараюсь оказать.
Многие производители приводят программы для расчёта моточных изделий. Вот например программа для расчёта трансформатора LLC-преобразователя от Texas Instruments (в виде таблицы Excel): http://www.ti.com/lit/sw/sluc146/sluc146.zip
На сайте есть переведённая аппнота AN4151 от Fairchild с подробным описанием расчёта преобразователя и трансформатора: http://valvolodin.narod.ru/sprav/AN4151ru.pdf
Вот ещё похожая статья: http://www.russianelectronics.ru/leader-r/review/micro/doc/55622/
Вот отличная статья по LLC преобразователям (eng): http://www.resonant-converters.eu/st-an2644.pdf.

Автор:  Roman_msk [ 21-12, 11:55 ]
Заголовок сообщения:  Re: Симметричный мост, полумост

Добрый день,
вчера я успел погуглить и нашел несколько вариантов (референсов) : http://www.infineon.com/dgdl/Applicatio ... 60e3be64a1 или вот http://320volt.com/en/12v-40a-switch-mo ... converter/ но большинство из них расчитаны на режим buck нежели boost и в попытке расчета по предложенной методе производителя http://www.infineon.com/dgdl/Design+Gui ... ebd94f3e98 и в первой же формуле у меня получился минус под корнем, хотя в первой ссылке что я дал, приводится решение все-же повышающего преобразователя на 400В, но вот расчет весьма условный ...
по характеру нагрузки проектируемого источника: резистивно-индуктивная, длительный режим работы на ХХ не требуется как таковой, поскольку режим ХХ требуется для создания условия перехода в режим тока. на данном ресурсе я так и не нашел подобных тематик, в основном это понижающие АС/DC или "тянитолкаи".
вчера также воспользовался прогой по расчету "Старичка" (но не разобрался как вставить тут картинку) и есть сомнения, как то при расчете на 4КВт резонансная емкость получилась ~200нФ.
словом, вопросов много но думаю что если я зароюсь в литературу, это мало что даст ... ибо считаю что это вопрос практического опыта ... коего у меня нет

Автор:  valvol [ 21-12, 16:36 ]
Заголовок сообщения:  Re: Симметричный мост, полумост

Roman_msk писал(а):
...но большинство из них расчитаны на режим buck нежели boost

У подобных преобразователей только коэффициент трансформации трансформатора определяет то, что он будет делать - понижать или повышать.
Roman_msk писал(а):
... и в попытке расчета по предложенной методе производителя http://www.infineon.com/dgdl/Design+Gui ... ebd94f3e98 и в первой же формуле у меня получился минус под корнем

Такое возможно либо из-за комлексного результата, либо из-за несовершенства методики, либо из-за неверной трактовки данных. Если не сложно, то укажите номер проблемной формулы.
Roman_msk писал(а):
... не разобрался как вставить тут картинку

Читайте тему Размещаем рисунок, пишем в личку
Roman_msk писал(а):
и есть сомнения, как то при расчете на 4КВт резонансная емкость получилась ~200нФ.

Считаете, что слишком маленькая?
Roman_msk писал(а):
...словом, вопросов много но думаю что если я зароюсь в литературу, это мало что даст ... ибо считаю что это вопрос практического опыта ... коего у меня нет

Опыт дело наживное. :live-14:
В выходные, если будет время, попробую что-то прикинуть.

Автор:  valvol [ 24-12, 22:12 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансный LLC преобразователь мощностью 4кВт

Результаты моделирования высоковольтного LLC-преобразователя.
Изображение
На картинке изображен процесс старта преобразователя под полной нагрузкой (160 Ом), с последующей нагрузкой импульсами нагрузочного тока величиной 5А и длительностью 2.5мс, чередующимися с паузами длительностью 2.5мс. При этом отклонение напряжения (с учётом выбросов) не превышает +-1.8% от установленного напряжения 800В. Максимальное обратное напряжение, прикладываемое к диодам выходного выпрямителя D1...D4, не превышает величины выходного напряжения 800В. На диодах выпрямителя рассеивается по 10.5Вт, на резисторе R1 9Вт, на транзисторах преобразователя U1,U3 по 33Вт.

Автор:  Roman_msk [ 25-12, 23:44 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансный LLC преобразователь мощностью 4кВт

valvol писал(а):
Результаты моделирования высоковольтного LLC-преобразователя.
Изображение
На картинке изображен процесс старта преобразователя под полной нагрузкой (160 Ом), с последующей нагрузкой импульсами нагрузочного тока величиной 5А и длительностью 2.5мс, чередующимися с паузами длительностью 2.5мс. При этом отклонение напряжения (с учётом выбросов) не превышает +-1.8% от установленного напряжения 800В. Максимальное обратное напряжение, прикладываемое к диодам выходного выпрямителя D1...D4, не превышает величины выходного напряжения 800В. На диодах выпрямителя рассеивается по 10.5Вт, на резисторе R1 9Вт, на транзисторах преобразователя U1,U3 по 33Вт.

Добрый день,
благодарю за проделанное моделирование ... на практике с какой вероятностью (в процентах) данные моделирования совпадают с железом? Возможно ли по модели произвести грамотный расчет моточных изделий и какой методикой пользоваться в таком случае?

Автор:  Roman_msk [ 26-12, 00:39 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансный LLC преобразователь мощностью 4кВт

пытаюсь провести расчет по рекомендуемой методе на FAN7688 https://www.fairchildsemi.com/applicati ... N-6104.pdf и сразу наткнулся на "грабли" в 13-й формуле, стр.8 получается отрицательный результат под корнем при изначальных данных: Vo.pfc = 560V, Pin = 4210W, Cblk = 70uF, Thld = 20ms (не менял) я ничуть не сомневаюсь что это у меня где-то "лыжи не едут"))) может Вы посоветуете как грамотно и достаточно точно рассчитать резонансный контур?

Автор:  valvol [ 26-12, 02:19 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансный LLC преобразователь мощностью 4кВт

Roman_msk писал(а):
на практике с какой вероятностью (в процентах) данные моделирования совпадают с железом?

При корректном моделировании, расхождение модельной и реальной картинок буквально укладывается в погрешность обычного мультиметра.
Roman_msk писал(а):
пытаюсь провести расчет по рекомендуемой методе на FAN7688 https://www.fairchildsemi.com/applicati ... N-6104.pdf и сразу наткнулся на "грабли" в 13-й формуле, стр.8 получается отрицательный результат под корнем при изначальных данных: Vo.pfc = 560V, Pin = 4210W, Cblk = 70uF, Thld = 20ms (не менял) я ничуть не сомневаюсь что это у меня где-то "лыжи не едут")))

Эта формула позволяет оценить возможность работы источника питания при кратковременных провалах напряжения в сети. Понятное дело, что входная ёмкость 70мкФ, даже заряженная до напряжения Vo.pfc = 560V, не сможет обеспечить питание нагрузки мощностью Pin = 4210W в течении времени Thld = 20ms.
Roman_msk писал(а):
Возможно ли по модели произвести грамотный расчет моточных изделий и какой методикой пользоваться в таком случае?

Расчёт трансформатора можно провести по аппнотам производителя (Шаги 6 и 7).
Для расчёта основных параметров трансформатора и резонансной цепи данной модели я воспользовался программой, которую предлагал выше - http://www.ti.com/lit/sw/sluc146/sluc146.zip .
Модель позволяет получить намного более точные данные, которые можно использовать для расчёта реального трансформатора. Затем этот трансформатор можно вставить в модель для проверки.

Автор:  Roman_msk [ 26-12, 12:44 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансный LLC преобразователь мощностью 4кВт

Добрый день,
заинтересовала UCC25600 своей простотой и нет лишних наворотов в виде контроллера/драйвера синхронного выпрямителя во вторичке который мне и не потребуется ... к тому-же доступность и стоимость также порадовали))).
Воспользовался ссылкой на Design Tool для просчета силовой части и получил Lr = 22,4uH, Lm = 93,5uH, Cr = 176,5nF при вых. мощности 4КВт и вых. напряжению 800В.
Нужно ли менять (подбирать) такие параметры как Qr и m и чем руководствоваться в таком случае, я их не менял и были по умолчанию Qr = 0,5 и m = 8,8? Как Вы считаете, разумно ли использовать данный контроллер на мощность под 4КВт?
Насколько я знаю, к трансформатору LLC преобразователя, предьявляются жесткие требования к исполнению, такие как наличие зазора в центральном или боковых кернах, каркас с разделенной обмоткой и литцендрат в кач-ве обмотки я прав? ... и возможно ли эти требования "загрубить" дабы использовать более доступные материалы, если да то как это может сказаться на дизайне?

Страница 1 из 24 Часовой пояс: UTC + 4 часа
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
http://www.phpbb.com/