DC-DC 150v -> 50v 100a

cabrio

Привет Всем!

Вот решил построить DC-DC
80..150v -> 50v 100a, 100kHz
Типа свой мощный контроллер заряда аккумуляторов от солнечных батарей.
Силовая часть самая простая.

Все вроде как бы пока более-менее понятно.
В качестве транзистора решил выбрать IRFP4568 TO-247AC
Согласно бумашке транзистор классный, но волнует вопрос:
как его хрупкие ножки смогут выжить при 100А ? ... точнее при 110А

Реклама

ТО-247 выдерживает длительный ток 120Ампер. в импульсном - соответственно, больше.
а меня волнуют следующие вопросы:

1. зачем для 100 кГц и 110 Ампер такая большая индуктивность в 25 мкГн?
2. зачем для 100 кГц на выходе такая большая емкость в 10 мФ?
3. зачем выходная емкость на 400 Вольт при выходном напряжении 50 Вольт?

Реклама

cabrio

Starichok51 писал(а):ТО-247 выдерживает длительный ток 120Ампер. в импульсном - соответственно, больше.
а меня волнуют следующие вопросы:

1. зачем для 100 кГц и 110 Ампер такая большая индуктивность в 25 мкГн?

Ну индуктивность взял с запасом, возможно будет и меньше.
Посмотрим сколько влезет провода.

Starichok51 писал(а):2. зачем для 100 кГц на выходе такая большая емкость в 10 мФ?

Ошибка, не мФ, а мкФ.

Starichok51 писал(а):3. зачем выходная емкость на 400 Вольт при выходном напряжении 50 Вольт?

Ну такие конденсаторы нашел с низким SNR (так кажется называется).
Ну и они не дерогие.

Сей девайс расчитыватся на эксплуатацию на длительные годы, в режиме нонстоп.
От него будет зависить "енерговооружонность" моего жилища, фактически он будет "узким горлышком".
Поэтому стараюсь добавить побольше "запаса прочности".
Вот подумываю а может параллельно поставить мосфеты, штук 2-4.
И нагрев будет меньше (делаю без принудительного охлаждения).

внутреннее сопротивление называется ESR. а низкое внутреннее сопротивление называется Low ESR.
даже с низким сопротивлением 10 мкФ никогда, даже близко, не сможет работать при выходном токе 100 ампер. у конденсаторов есть допустимая величина пульсации тока.

по первому моего вопросу. 25 мкГн на ток более 100 Ампер ты просто не сумеешь реально изготовить. или это будет дроссель огромнейших размеров...

Реклама

neon

со стороны интересно наблюдать проектирование однофазного понижающего преобразователя мощностью 5 кВт с частотой 100 кГц. Реально, не спорю, но это не так просто, как кажется на первый взгляд.

Первым делом необходимо разбить преобразователь на 2-3 фазы. Стоит ли использовать синхронное выпрямление при таком напряжении? Придётся хорошо постараться ради небольшого выигрыша в эффективности ценой более высокой стоимости. Где запас по напряжению при выборе транзисторов (хотя рано ещё выбирать конкретные модели)? Можно продолжать и продолжать, т. к. нет нормальной отправной точки.

Реклама

cabrio

neon писал(а):со стороны интересно наблюдать проектирование однофазного понижающего преобразователя мощностью 5 кВт с частотой 100 кГц. Реально, не спорю, но это не так просто, как кажется на первый взгляд.

Первым делом необходимо разбить преобразователь на 2-3 фазы.

как управлять одной фазой я догадываюсь (ну там формировать шим на микроконтроллере или просто на ОУ )

но как управлять двумя и больше фазами?
я так понимаю N фаз берется чтобы делить между ними ток?

neon писал(а): Стоит ли использовать синхронное выпрямление при таком напряжении?

что это? просветите

.... это когда вместо диода мосфетик... ну думаю выиграш есть и значительный
диод 1в*100а = 100ват тепла
транзистор 100а*100а*0.005ом=50ват тепла , а можно 2 паралельно и будет 25 ват

neon писал(а): Придётся хорошо постараться ради небольшого выигрыша в эффективности ценой более высокой стоимости. Где запас по напряжению при выборе транзисторов.

запас по напряжению есть. хотябы акуммы никогда не розрядятся ныже 44 вольта, на входе макс 150в (а обычно 110-120), соответственно на транзисторе 150-44=106в максимум (я так считаю)

neon писал(а): Можно продолжать и продолжать, т. к. нет нормальной отправной точки.

Опыта конечно нет, но не всем же получать електротехническое образование.
Ну буду учится на своих ошибках + черпать с интернета.

Реклама

neon

cabrio писал(а):но как управлять двумя и больше фазами?

многофазные контроллеры или однофазные с возможностью синхронизации.

cabrio писал(а):я так понимаю N фаз берется чтобы делить между ними ток?

верно. Просто однофазная схема будет однозначно дороже и сложнее в реализации.

cabrio писал(а):что это? просветите

это MOSFET, который подключен параллельно диоду.

cabrio писал(а):диод 1в*100а = 100ват тепла

если использовать диод Шоттки, то выходит около 80 Вт (расчёт оценочный).

cabrio писал(а):транзистор 100а*100а*0.005ом=50ват тепла

это при 25 °C, а при повышении температуры потери возрастут. В диоде Шоттки при увеличении температуры потери уменьшаются (меньше падение напряжения).

cabrio писал(а):соответственно на транзисторе 150-44=106в максимум (я так считаю)

я считаю иначе.

neon писал(а):а можно 2 паралельно и будет 25 ват

всё можно, но это дополнительный транзистор + более мощный драйвер + добавятся паразитные элементы + общая скорость переключения станет ниже (на частоте 100 кГц это очень актуально).

WandererSc

cabrio писал(а):как управлять одной фазой я догадываюсь (ну там формировать шим на микроконтроллере или просто на ОУ )

Есть специальные многофазные контроллеры
Или на том-же микроконтроллере можно сделать
Есть даже описание от Microchip http://ww1.microchip.com/downloads/en/D ... 0Guide.pdf

neon

Если делать однофазный преобразователь, то придётся тщательно подбирать компоненты, т. к. жесткое переключение на частоте 100 кГц не так просто реализовать без снижения эффективности. Можно сделать преобразователь с мягким переключением и обойтись доступными компонентами. Хотя мягкое переключение и для многофазного преобразователя подойдёт.

cabrio, при входном напряжении 150 В MOSFET должны быть на напряжение 200 В (ближайшее значение). Сопротивление канала таких транзисторов выше. Если взять IRFP4668, то при среднем токе 66 А (входное напряжение 150 В) потери мощности на транзисторе синхронного выпрямителя составят около 45 Вт (статические) + добавятся динамические (достаточно большие). Потери мощности на 2-х диодах Шоттки, например V60120C (два диода имеют стоимость как один MOSFET), составят около 36 Вт. Вам придётся ставить два транзистора чтобы потери стали примерно одинаковые. Про управление транзисторами с достаточно большим общим зарядом затвора даже говорить нечего, тем более сравнивать стоимость реализации синхронного выпрямителя с обычным.

Синхронный выпрямитель, в большинстве случаев, целесообразно применять при входном напряжении не выше 100 В.

manowar

автор, уреж осетра.
какова реальная мощность батарей?
сдались вам эти 100кгц..

cabrio

manowar писал(а):автор, уреж осетра.
какова реальная мощность батарей?
сдались вам эти 100кгц..

Пока зарядом занимается Xantrex MPPT 60-150, и его достаточно, но...

- пока есть солнечных батарей на 1.5кВт, планирую увеличивать до 5-7кВт
- хочу сбрасывать лишак на ТЭН

Ну хорошо, допустим уменьшим частоту, так это ж какой дросель нужен!

manowar

у меня 1200вт сб стоят. вых напряжение ~90в, система 48в. за габаритами не гнался, частота преобразователя 24-27кгц и то, дроссель лентой выполнен. размер некритичен-устройство сугубо стационарно, дроссель размером с ладонь(плоский О образный сердечник). транзисторы холоднее дросселя(тот до 60-70С при 21А выхода).
компромисс свой ищите. повысите частоту-потеряете на переключении, на скин эффекте, понизите-потеряете на активном сопротивлении дросселя или габаритах.

cabrio

Купил 3 девайса KARBON ВМ 48В 1200Вт (по $15 штука), соеденить паралельно и будет 90А.

Такой http://mirgorod.pl.besplatka.ua/obyavle ... 30a-1bcbab