Для специалистов по импульсным БП

[zEROID]

Собираю мнения, советы и др....

Требуется сделать БП.

Исходные данные - есть некое первичное условно грязное питание, постоянка или переменка в диапазоне от 5 до 24 вольт, например бортовая сеть автомобиля или адаптер питания или трансформатор, включенный в грязную сеть с кучей помех, в общем неважно что.

На выходе нужно получить три напряжения: +12V 3A, -12V 1A, 5V 1A гальванически отвязанные от входа первичного питания. Уровень пульсаций желательно не больше 1мв.


Есть куча готовых решений в виде модулей, но подходящего не нашёл.

Видимо придётся разрабатывать самому..

Что скажете, камрады?

[Denn]

Связка двигло+генератор с увесистым маховиком гарантировано отрежет любые помехи и гальванически отвяжет, и это самый трушный вариант для ХЭ

[Travka]

Старые БП от системников подойдут.

[Denn]

Старые БП от системников подойдут.

Кстати, да. Но о какой-либо надёжности можно будет говорить только после замены банок.

[zEROID]

Ну началось.....у меня огромная просьба отметиться в теме в теме людям, у кого есть практический опыт разработки импульсных БП. А утопические идеи с маховиками и старыми БП от системников...ну правда, с этим лучше в курилку.

Тем не менее, для людей в танке, разъясняю:

>Старые БП от системников подойдут.

На входе постоянка или переменка в диапазоне от 5 до 24 вольт, следовательно не подойдут.

И по пульсациям на выходе НЕ ПОДОЙДУТ.


Формат устройства примерно такой:

Никаких вентиляторов, корпус не нужен (разве что экран по соображениям ЭМП). Более-менее подходящее готовое - +/-12V 1А и 5V 3A, но у них питание от сети всё.

[DDD]

Немного пофильтровать исходную грязь, и запитать ею мощный усилитель НЧ, ко входу которого подключен синус-генератор 50 Гц, а к выходу - развязывающий 50-Гц транс с нужным набором обмоток.
Получится канонический низкочастотный БП, который с хорошей стабилизацией влегкую обеспечит требуемые пульсации, чего сложно ожидать от ИБП с присущими ему свойствами источать всякую импульсную и ВЧ гадость.
Ессно, описанный НЧ БП по габаритам и КПД уступает импульсному, но он в разы быстрее в разработке и изготовлении, и результат от него почти на 100% предсказуемый.
Единственное, что питать такую коросту от 5-ти Вольт как-то сомнительно...
Для уменьшения габаритов можно взять 400-Гц вариант, но тут проблемно с трансформаторным железом.
Задача, вообще-то, весьма сложная и интересная.
Было бы любопытно узнать результат, если можно?

[zEROID]

Немного пофильтровать исходную грязь, и запитать ею мощный усилитель НЧ, ко входу которого подключен синус-генератор 50 Гц, а к выходу - развязывающий 50-Гц транс с нужным набором обмоток.

Только частота, как мне представляется должна быть около 1 МГц. :-)

[DDD]

Немного пофильтровать исходную грязь, и запитать ею мощный усилитель НЧ, ко входу которого подключен синус-генератор 50 Гц, а к выходу - развязывающий 50-Гц транс с нужным набором обмоток.

Только частота, как мне представляется должна быть около 1 МГц. :-)

Может быть, и все 2 МГц. А почему бы и нет...
Где-то в сети видел микросхемку преобразователя с невероятно высоким КПД; там частота преобразования что-то то-ли 1.8МГц, то-ли ровно 2 МегаГерца.

[Samat]

@ zEROID

Вам придётся использовать связку конвертер_Up>конвертер_Down(низковольтный ИБП), или по-другому DC/DC > DC(AC)/DC, лучше 3 отдельных узла под каждое напряжение.

1. DC/DC +5..24V/+28V >  DC(AC)/DC +28V/+12V 3A
2. DC/DC +5..24V/+28V >  DC(AC)/DC +28V/-12V 1A
3. DC/DC +5..24V/+28V >  DC(AC)/DC +28V/+5V 1A

Токи очень большие и слишком большой разброс входного напряжения, поэтому, как я считаю, нужно подбросить напряжение до +28 В конвертером на частоте 0,5-1 МГц, и затем сбросить при помощи простейших ИБП, чтобы получить более менее приемлемый КПД.

Либо использовать исключительно высокочастотные конвертеры, готовые к использованию, ...поищите на eBay, ...эти напряжения используются в компьютерной электронике, поэтому можете найти кучу. Я делал распределение питания для видеокарты, схем полно 5 > 12, 12 > 5, готовых, и изделий тоже.

Вам важно самому собрать или купить?

[DDD]

Насчет тотального уровня пульсаций не более 1 мВ - хотел бы я посмотреть на это импульсное устройство с запрошенными параметрами...

[Peratron]

1. СтепАп стабилизатор - их сейчас на рынке достаточно, так что можно найти готовый.

2. Гальваноотвязка - на двухтактном преобразователе без стабилизации.

3. Вторичные - аналоговые, с малым перепадом на переходе, поскольку после степапа напряжение не гуляет.
Так, что эта часть банальна.

Итого - самый сложный узел можно взять готовый, а всё остальное практически на пионерском уровне.

Тепловыделение не слишком большое - если правильно выбрать запас на вторичных стабах.

ХИНТ: заданный уровень пульсаций можно выдержать только при наличии аналоговой ступени на выходе.

Если нужен высокий КПД, придётся поступиться пульсациями.
В этом случае можно подыскать готовые импульсники.

Предлагаемая схема - самая надёжная и безгеморройная.
Варианты с однотактными преобразователями дадут кучу геморроя.

Главная проблема - в заданном по ТЗ перепаде входного напряжения.
Ну, 100 ВА от 5 В входного - это не просто.
Потому лучше искать подходящий готовый степап с правильным КПД.
И вряд ли он будет дешёвым...

[Rst7]

Я вам как практик скажу, что пятикратный диапазон входного напряжения с приемлемым КПД - без шансов. Пульсации 1мВ даже на выходе аналогового стабилизатора при заявленных токах - без шансов. Особенно с учетом входной грязи.

Осетра надо бы урезать. С приемлемым КПД входной диапазон напряжений не должен быть более чем двухкратный. Пересмотреть схемотехнику питаемого устройства в сторону уменьшения требований к пульсациям (наверняка чистого питания требует буквально один-другой узел, причем, с миллиамперным потреблением, остальное все можно кормить от чего попало).

[zEROID]

По шине 5в, требования к пульсациям не такие жёсткие, по шине 12 в тоже можно найти компромисс.

КПД в данном случае решающего значения не имеет, в принципе разброс входных напряжений можно урезать. Хотя я не вижу ничего предосудительного в том, чтобы преобраователь начинал запускаться от 5 вольт и далее.


Двойного преобразования хотелось бы избежать, тем более что все эти DC-DC конверторы не дают гальванической развязки.


В общем, буду шерстить...

http://power-supply.tw/dc_to_dc/01d.htm


http://www.linear.com/product/LT4320

http://www.linear.com/product/LT1509#overview

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/TEA1713T.pdf

[DDD]

"...Пульсации 1мВ даже на выходе аналогового стабилизатора при заявленных токах - без шансов..." - с использованием двух-ступенчатой стабилизации - реально, но сложновато (первый в цепи стабилизатор простейший, второй - повышенного качества).
Другой дело, что входная грязь при таких токах пойдет гулять по земляной шине, и вот тут-то про 1 мВ думать уже как-то страшновато  :o

[Peratron]

КПД в данном случае решающего значения не имеет,

На КПД то можно наплевать - а вот на тепло?

Двойного преобразования хотелось бы избежать

Это сильно вряд ли...

ХИНТ: ещё есть вариант неуправляемого двухтактного преобразователя - на первом шаге.
Только в этом случае можно получить приемлемый КПД.

Но тогда придётся после вторичных обмоток использовать индивидуальные степдауны в каждом канале. Но довольно нетривиальные - поскольку они должны иметь из-за большого диапазона на входе высоковольтные компоненты.
Вряд ли из готового в этом случае найдётся - придётся городить своё.

В этом случае КПД будет наибольший в рамках такого ТЗ: главная проблема возникает при низком входном - и её придётся решать применением очень правильных ключей с большим запасом по току и Rнас.
Но это, ИМХО, реалистично.

Из-за большого перепада введение регулирования в первичный преобразователь становится крайне невыгодным - лучше тупо, но эффективно приподнять напряжение, а стабилизировать уже вполне тривиальными степдаунами.

ХИНТ: есть вариант разделения одного диапазона на поддиапазоны - и тогда переключением обмоток можно очень всё упростить для вторичных цепей...

[DDD]

"...Пульсации 1мВ даже на выходе аналогового стабилизатора при заявленных токах - без шансов..." - с использованием двух-ступенчатой стабилизации - реально, но сложновато (первый в цепи стабилизатор простейший, второй - повышенного качества).
Другой дело, что входная грязь при таких токах пойдет гулять по земляной шине, и вот тут-то про 1 мВ думать уже как-то страшновато  :o

То есть, именно конструктив потребует тщательной проработки, а это, ессно, потребует кучу времени бОльшую, чем вся схемотехника сабжа вместе взятая.

[Peratron]

Другой дело, что входная грязь при таких токах пойдет гулять по земляной шине, и вот тут-то про 1 мВ думать уже как-то страшновато

Как раз это при правильном понимании процесса решается без заморочек - просто локализация в отдельных контурах при правильной раскладке и общей конструкции...

[Peratron]

То есть, именно конструктив потребует тщательной проработки, а это, ессно, потребует кучу времени бОльшую, чем вся схемотехника сабжа вместе взятая.

Конструктив тут стандартный - ничего особенного.

А вот схемотехника как раз требует тщательного просчитывания - из-за слишком большого диапазона на входе.
Главная засада - именно тут...

[Samat]

Двойного преобразования хотелось бы избежать, тем более что все эти DC-DC конверторы не дают гальванической развязки.

А Вы и в качественном ИБП для сети найдёте двойное преобразование. Тот же корректор мощности и подбрасывает питание до +380-400 В, затем полумост гальванически развязывает шины и спускает питание до требуемого уровня. По-любому надо использовать конвертер_Up на входе.

Для питания 5В можно использовать конвертер_Up > полумост-ИБП-9В > LM1085ISX-5.0
Для шин 12В по такой же схеме с LM317/337.
Гальваническая развязка через трансформатор ИБП на феррите.

[DDD]

Другой дело, что входная грязь при таких токах пойдет гулять по земляной шине, и вот тут-то про 1 мВ думать уже как-то страшновато

Как раз это при правильном понимании процесса решается без заморочек - просто локализация в отдельных контурах при правильной раскладке и общей конструкции...

При любом понимании процесса доводится до ума экспериментально и долго.