ป้อน Full-Bridge จาก Boost Converter หรือไม่


11

ฉันได้ค้นคว้าเกี่ยวกับการออกแบบตัวแปลง DC-DC 3kW (Vin 12V จากแบตเตอรี่ Vout 350VDC) และต่อสายตัวแปลง DC-DC ที่แยกได้จาก Full-Bridge อย่างง่าย ๆ ไม่กี่วันหลังแปลง 12VDC เป็น 140VDC อย่างไรก็ตามฉันสังเกตเห็นว่ามันยากที่จะเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าขาออกโดยใช้วัฏจักรหน้าที่ของสวิตช์ การลดรอบการทำงานจาก 50% เป็น 25% เพียงเปลี่ยนแรงดัน DC ออก 10V หรือมากกว่านั้น

สิ่งที่ใช้ได้ผลดีกว่าคือถ้าฉันเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าอินพุตเป็นฟูลบริดจ์ ดังนั้นฉันจึงได้แนวคิด: ทำไมไม่ป้อน Full-Bridge ด้วย Boost Converter ล่ะ? ฉันเห็น Buck-Converter กำลังป้อน Full Bridge เช่นวงจรด้านล่าง แต่ไม่เคยมี Boost Converter ที่ป้อน Full-Bridge การค้นหาเกี่ยวกับปัญหาบนเว็บไม่ได้เป็นการเปิดแผนงานหรือแอปใด ๆ บันทึกอย่างใดอย่างหนึ่ง

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

เป็นไปได้หรือไม่ที่จะป้อน Full-Bridge Converter ด้วย Boost Converter และควบคุมแรงดันเอาต์พุตโดยการมอดูเลต / ควบคุม Boost Converter แทนที่จะทำการมอดูเลตสวิตช์ Full-Bridge ฉันยังไม่คุ้นเคยกับการควบคุม (แต่) และจะไม่เข้าไปออกแบบที่ปลายตาย หากมีบางแผนงานหรือแอพ บันทึกในเว็บฉันรู้ว่าโทโพโลยีจะทำงานได้

ฉันสามารถไปกับโทโพโลยีบั๊ก แต่แล้วฉันก็แค่ก้าวลงมาที่แหล่งจ่ายไฟ 12V ของฉันแล้วเพิ่มมันกลับมาพร้อมกับฟูลบริดจ์ของฉันดังนั้นวิธีแก้ปัญหาแบบลอจิคัลดูเหมือนว่าจะเพิ่มพลังงาน 12V เป็น 48V เป็นอย่างแรก Full-Bridge ที่ 50% รอบการทำงานคงที่ซึ่งจะขับเคลื่อนหม้อแปลงความถี่สูง 48V ถึง 240V (30-40KHz) แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจะถูกแก้ไขและทำให้เรียบผ่านแคปไม่กี่

เหตุผลหลักที่ฉันต้องการข้อเสนอแนะในวงจรคือแรงดันไฟฟ้าของแหล่งที่มาของฉันคือแบตเตอรี่ที่จะเปลี่ยนจาก 10V เป็น 14V สิ่งนี้จะทำให้เกิดความแตกต่างในแรงดันเอาต์พุต


2
การเปลี่ยนจาก 12V ไปเป็น 350V ด้วยสเตจบูสเดี่ยวหมายถึงปัจจัยเพิ่มที่ 29 สเต็ปแฟกเตอร์ที่แนะนำคือ 6 หรือน้อยกว่าต่อสเตจ คุณสามารถเพิ่ม 2 ด่านในซีรีย์ แต่แล้วคุณจะมีการสูญเสียมากขึ้น ไม่สามารถเขียนเพิ่มเติมได้ในขณะนี้เนื่องจากไม่มีเวลา
Nick Alexeev

1
วงจรนั้นไม่ได้เป็นตัวแปลงเพิ่ม มันเหมือนอินเวอร์เตอร์และหม้อแปลงที่ควบคุม PWM มันไม่แสดงให้เห็นว่าอะไรควบคุมทรานซิสเตอร์ทั้งสี่ใน H-bridge พวกเขาอาจสลับเร็วกว่าตัวปรับความกว้างพัลส์
Austin

ฉันได้แสดงสองขั้นตอนเพื่อให้มีประสิทธิภาพที่ดีมาก ไม่ดีเท่า slobaden cuk. ความเชี่ยวชาญในการออกแบบไดรฟ์มอเตอร์ของ CHCH จะมีบางอย่างที่คิดเกี่ยวกับกุญแจสำคัญคือตัวแปลงค่าคงที่ที่เป็นใบ้อาจมีการสูญเสียการสลับที่ถูกจับได้ง่าย
ออทิสติก

คำตอบ:


8

เมื่อคุณมีแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างมากและพลังงานจำนวนพอสมควรในการถ่ายโอนสะพาน H เต็มรูปแบบเป็นวิธีที่ดีที่สุดเพราะอัตราส่วนการเลี้ยวของคุณนั้นเป็นสิ่งจำเป็นที่สุดสำหรับทอพอโลยีทั้งหมด ดังนั้นยกนิ้วให้สำหรับการตัดสินใจ

นอกจากนี้เมื่อพูดถึงการใช้งานประเภทนี้การควบคุมระดับ DC และการยึดด้วยการควบคุมคลื่นวิทยุ 50:50 นั้นไม่เพียง แต่ง่ายกว่า แต่มีประสิทธิภาพมากกว่า ฉันได้ลองใช้ PWM แล้ว แต่ฉันมีปัญหาการกำทอน (นำไปสู่การสูญเสียและความร้อนสูงเกินไป) ด้วยเทิร์นที่สองและต้องส่งวงจรไปยังสุสาน ดังนั้นในความคิดของฉันยกนิ้วให้กับรอบการทำงานคงที่วิธีการตัวแปร DC สำหรับการควบคุม

ดังนั้นคุณจะเพิ่ม 12V เป็น 48V และลดอัตราส่วนการเลี้ยวลง 4: 1 หรือตรงไปที่ตัวควบคุม 12V อัตราส่วนการเลี้ยวของคุณจากแหล่งจ่ายไฟ 12V จะขึ้นอยู่กับอินพุตหลักของ 24Vp-p ที่ให้ผลผลิต 700Vp-p โดยมีอัตราการเลี้ยวประมาณ 30: 1 ถ้าคุณใช้เรโซแนนซ์ capacitive เล็กน้อยในการไขลานของคุณเพื่อให้การถ่ายโอนแรงดันไฟฟ้าสูงสุดคุณอาจพบว่า 25: 1 จะทำให้แรงดันไฟฟ้าขาเข้าต่ำลงถึง 10V

ข้อสรุปของฉันคือฉันจะยึดติดกับขั้นตอนเต็มรูปแบบจากตัวควบคุมเจ้าชู้ 12V เพราะมันน่าจะมีประสิทธิภาพมากกว่า นอกจากนี้ภายใต้เงื่อนไขที่ไม่มีการโหลดคุณอาจพบว่าคุณต้อง "ลดราคา" เป็น 2 หรือ 3V ซึ่งอาจเป็น 20% ของ 12V - คุณจะได้รับ 20% ของ 48V จากการเพิ่มได้อย่างไร - มันจะถูกปิดและ สาดกระเซ็นและคุณจะพบว่าในการโหลดที่เบามากคุณอาจไม่สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าต่ำพอที่จะป้องกันไม่ให้กระแสตรงเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเกิน 350Vdc


4

ฉันออกแบบผลิตภัณฑ์สำหรับแรงดันไฟฟ้าและช่วงพลังงานที่คล้ายกัน คำตอบสำหรับคำถามของคุณคือเป็นไปได้จริง ๆ แต่ในกรณีของคุณอาจไม่จำเป็น

เหตุผลที่คุณไม่สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้โดยการปรับความกว้างพัลส์ในหม้อแปลงของคุณคือตัวเก็บประจุบนหม้อแปลงรอง ฉันไม่ได้คำนวณคณิตศาสตร์ทั้งหมด แต่ถ้าคุณใส่การเหนี่ยวนำระหว่างขดลวดทุติยภูมิและฝาครอบตัวกรองฉันคิดว่าคุณจะพบว่าระบบควบคุมตามที่คาดไว้ คุณจะพบว่าตอนนี้รองของคุณคล้ายกับตัวแปลงบั๊กมาตรฐานอย่างใกล้ชิด

ตอนนี้การทำเช่นนั้นอาจทำให้เกิดข้อกังวลอื่น ๆ การคืนสภาพเตะในไดโอดรองอาจสูงมากขึ้นอยู่กับไดโอดที่คุณใช้ นั่นคือสิ่งที่หยุดฉัน แต่ฉันทำงาน 8kW ที่ 600 volts ดังนั้นคุณอาจไม่มีปัญหานั้น

ทางออกของฉันคือการวิ่งสองขั้นตอนมากขึ้นหรือน้อยลงตามที่คุณอธิบาย: เวทีตัวแยกขนาดใหญ่ใบ้ตามด้วยขั้นตอนควบคุม ในกรณีของฉันมันเหมาะสมกว่าที่จะให้หม้อแปลงทำงานโดยตรงจากแรงดันไฟฟ้าต่ำจากนั้นให้มีแรงดันไฟฟ้าที่แรงดันสูง การมีสองขั้นตอนที่ต้องใช้กระแสสูงเหล่านั้นจะทำให้การสูญเสียของฉันเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ คุณอาจต้องการพิจารณาว่าหากคุณยึดติดกับสถาปัตยกรรมสองขั้นตอน

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.