3 kW isolerad AC/DC omvandlare

[psynoise]

Hur menar du nu med induktorerna? Menar du på utgångsfiltret?

Utgångsfiltret går det inte göra något åt. Däremot tänkte jag mig serieinduktorer i en resonant konverter innan transformatorn (om nu dessa ligger utanför).

[rikkitikkitavi]

Ah, ja nu är jag med. Fast med dessa effekterna får man nog ha rätt skaplig switchfrekvens.

Resonanta omvandlare är ju inte så pigga på att arbeta över ett större utgångsspänningsområde heller. Då är det faktiskt lättare med PWM
Man får väl försöka en fasskiftande fullbrygga, den är rätt poppis i telekomomvandlare av lite större effekt (kW 230-400VAC in, 48V ut )

J-t noga man itne tappar ZVS bara.

[jesse]

3 kW och 48 V ger inga roliga strömmar att arbeta med (63 A). Med högre arbetsspänning blir det lättare att minska resistiva förluster vilket annars kan leda till dyra induktorer för exempel. Sedan kan det finnas tillfällen där man till och med vill låta en PFC dra upp spänningen.

Håller med, indeed. Vill inte försöka pumpa upp 48VDC till 96VDC med 32 ampere ut! Bättre i så fall om man hittar två 48V-aggregat som kan kopplas i serie. Då kan ju var och en av dem ta på halva effekten. Sedan blir det nån form av strömbegränsare (buckomvandlare?) som ser till att det inte bara blir kortslutning när man ansluter till ett batteri som håller 80 volt.

Ska kunna matas med 230V@16A eller 230V@10A. Hoppar nog över trefas.

[rikkitikkitavi]

Med de specarna behöver du
1) aktiv PFC på ca 2300-3500 W (räkna med ca 95-97% verkningsgrad) för att öht kunna ta ut effekterna.

Har du ingen PFC alls kan du max ta ut 11-1200W från en 10A säkring på 230VAC om du kör med likriktare + glättningskondingar.
Enklast är såklart en passiv PFC (L-C filter) men spolen blir enorm (tung)

Hur du bygger din aktiva PFC i dessa effekter: jag har tittat lite på TIs PFC kontrollerkretsar för interleaved function (flerfas) , continous current. Finns bra applikationsexempel på aktiva PFC i kW klassen.
Det ger dig en stabil DC spänning som du matar din DC/DC omvandlare.

2) DC/DC omvandlare
krav 1 - galvanisk isolering mot nätet
krav 2- reda ut EMC
krav 3- bör inte flyga i luften...

Halv/helbrygga i dessa effekter kräver antagligen lågfrekvent hårdswitchning för att hålla nere effektförlusterna (säg runt 25 kHz) eller någon form av resonant omvandlare om du vill bygga lite mindre trafos etc.
(3 kW och 25 kHz blir en ganska fet ferrittrafo)
Tips för inköp av billiga ferriter : pace powermagnetics i UK.

Jag har labbat lite med IGBTer för en 22 kHz hårdswitchad omvandlare, fullbrygga med drivchip men det går inget vidare
Man snubb(r)lar gärna så säger det poff. Öppna upp en vanlig frekvensomformare till trefas motorer ser man ungefär hur det ser ut.

Resonanta omvandlare kommer kräva betydligt mer av designen då man absolut inte vill förlora ZVS/ZCS för då ökar effektförlusterna kraftigt.
Resonanta omvandlare är också svårare att designa för varierande utspänning, det kan vara så att fasskiftande fullbrygga är det som är "lättast". I grunden är denna PWM reglerad, inte frekvensvarierande som en LLC omvandlare tex.
De flesta resonanta topologier bygger nämligen på fast dutycle och varierande frekvens.

Oavsett hur du gör måste du ha någon form av sekundärlikriktning som klarar höga strömmar och frekvenser.

Alternativet är att du bygger en omvandlare som ovan men med fast utspänning. För att sedan justera utspänning / ström har du en buck omvandlare efter egen design. Då blir det Aktiv PFC => DC/DC omvandlare => stepdown buck omvandlare med konstant ström/spänningsstyrning

Fast då kan du lika gärna köpa lite servernätdelar och stacka, kommer spara dig massor av tid och resurser IMHO. Trots att de inte är gratis...
Om syftet inte är att lära sig bygga en aktiv PFC och en DC/DC omvandlare med galvanisk isolering
(buck omvandlare kan du ju redan

Finns massor på nätet om hur folk gör för att använda dessa till LiPoladdare.

[blueint]

Vad betyder fasskiftande i detta sammanhang?

[rikkitikkitavi]

Kort fråga kräver långt svar:

http://www.ti.com/lit/an/slua107a/slua107a.pdf
Se bild 3 och 4.

Brutalt avkortat och översatt (med risk för avrundningsfel)

Det är en konstant frekvensomvandlare, men inte pwm modulerande fullbrygga.

Istället varieras fördröjningen mellan de olika benen i bryggkopplingen, och genom att introducera resonanta element (L L C ) kan även ZVS ådstakommas.
En del av dessa resonanta element är parasit kapaciatans hos switch fettarna eller ströinduktanser. På så sätt kan man utnyttja dessa oundvikliga parasiter.

I hårdswitchning är de alltid ivägen.

[psynoise]

Något som också talar emot resonanta omvandlare är bristen på litteratur. Jag har sökt efter någon bok som behandlar LLC utförligt men inte hittat någon tyvärr. Kunskapen finns såklart där ute men få är villiga att dela med sig tror jag.

[rikkitikkitavi]

Detsom finns är mestadels olika tillverkares appnötter men Basso har skrivit en del om simulering av LLC mm. De flesta böcker om switchteknik(pressmann, billings mfl) är minst tio år gamla , eller mitten av nittiotalet och inte särskilt väl uppdaterade sedan dess och då var LLC mestadels okänt för den stora massan

Det som finns om resonanta omvandlare utanför tillverkarlitteratur är mycket artiklar och en del avhandlingar.

[jesse]

Teoretiskt sett har väl inte LLC ändrats så mycket på 20 år, men praktiskt är det antagligen en enorm skillnad. Men jag håller med om att litteraturen är ganska tunn på det området. Minns att jag för några år sedan letade väldigt mycket utan resultat.

Oavsett hur jag tänker göra kommer jag garanterat att studera diverse applikationsexempel för färdiga controllerkretsar från främst Linear och Texas Insrtuments.
Jag vet att ingen av dem har exempel på den här nivån, men principen finns där.

[rikkitikkitavi]

Infineon och ST har en del också.

Linear har även bra modeller till LTspice på många styrkretsar så kan man testa sin uppställning (inte LLC dock) även om switchade omvandlare bruar ta en evig tid att simulera

Men jag har modellerat en fullbrygga mha en PWM kontroller därifrån och sedan lite enkla modeller av gate driver transformatorer mm + någon fET jag hittade på nätet. Tar sin lilla tid att simulera power on bara (300 ms uppstart)

[jesse]

Simuleringstiden brukar dock inte vara den största svårigheten... Man får väl läsa databladen under tiden

[rikkitikkitavi]

Eller Bassos bok om simulering av switchade omvandlare med Spice

PS skall du labba med dessa grejorna och vill mäta gatesignaler tex så rekommenderar jag en diffprob för att kunna mäta på high side, eller en ordentlig isolationstrafo med skärm (så du inte får kapacitiv koppling via fas/nolla/jord som får hela din krets att flyta.
Eller ett helt flytande oscilloskåp , läs batterimatat. Samt rejält med skärm mot jord, eftersom vid höga frekvenser leder kapacitanserna till läckströmmar.
Inte för att det nödvändigtvis är farligt då höga frekvenser inte har samma effekt på kroppen men det kan säkert kännas.

Jag är inte expert på detta, vad säger resten av forumet?

(jag har avhållit mig från att mäta om det inte är jordrefererat eller så har jag använt min isolerande vridtrafo , guld värd )

[jesse]

Nja... jag har isolationstrafo, men att ha oscilloskopet flytande och låta det hoppa i takt med switchnoden känns inte rätt (fast jag har gjort det ibland och det fungerar vid måttliga frekvenser). Det känns som att man skulle kunna påverka en hel del på signalen. Diffprob har jag ofta längtat efter, men visste faktiskt inte att det fanns Är det med aktiva komponenter i proben då, typ nån instrumentförstärkare eller nåt?

[eqlazer]

76-286-21 Sitter ofta ett batteri som matar den aktiva elektroniken i en diffprob

[jesse]

Den kostar mer än mitt oscilloskop!