Gtlab Forum
Тематический => Негитарная электроника => Тема начата: zEROID от Января 15, 2015, 11:04:38 am
-
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?
-
Связка двигло+генератор с увесистым маховиком гарантировано отрежет любые помехи и гальванически отвяжет, и это самый трушный вариант для ХЭ ;)
-
Старые БП от системников подойдут.
-
Старые БП от системников подойдут.
Кстати, да. Но о какой-либо надёжности можно будет говорить только после замены банок.
-
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: (https://guitartonelab.ru/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fi.gyazo.com%2F2ebee031a57b68dcbdfa7ca76ba7053d.png&hash=b2a7ee232888f719a5836421eac5c61453b5c495)
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.
-
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?
-
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. :-)
-
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.
-
@ 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?
-
Насчет тотального уровня пульсаций не более 1 мВ - хотел бы я посмотреть на это импульсное устройство с запрошенными параметрами...
-
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...
-
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).
-
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
-
"...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
-
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...
-
"...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.
-
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...
-
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...
-
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.
-
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.
-
Наверное, глупость скажу. Если диапазон входных слишком велик - логично поделить его, сделав два преобразователя, для каждого из поддиапазонов. Можно сохранить общими вх. и вых. банки. Разводка, да и схема будут нетривиальными))
Или же так: два преобразователя: один вверх к 12, другой вниз к 12. А сделать -12V 1A, 5V 1A из нормальных +12V 3(+2)A не так и трудно. Хотя.. -12..
В постановке задачи не указаны требования к КПД, тепловыделению. А то ведь, можно 5..24 превратить в 3.3, а из них всё остальное.
Но это всё экзотические методы. А по-хорошему, автору надо честно перелопатить сайты нескольких ведущих производителей микросхем и выбрать наиболее подходящую. Подозреваю, что-то приемлемое найдётся.
АПД. Ой, Ператрон уже про поддиапазоны писал.
АПД2. Да, в начале упоминалось, но всё же, почем нет? Самое простое решение - сделать простой, но мощный бустер с обратной свзью, шоб он делал +300В, а к нему приделать комповый питальник без переделок. Сейчас их полно в достаточно миниатюрных корпусах.
АПД3. PicoPSU с диапазоном 6-24 (вот (http://www.mini-box.com/M3-ATX-DC-DC-ATX-Automotive-Computer-car-PC-Power-Supply?sc=8&category=981), например, 70$)
-
При любом понимании процесса доводится до ума экспериментально и долго.
Строго пропорционально опыту.
Иногда - с первого захода...
-
Ну, посмотрим, как оно выйдет на практике.
А пока я пожелаю автору темы успеха в трудном деле, а потом доложиться о путях преодоления.
-
Ну, в общем, изучаю тонкости, дело идёт :-)
Итак, уважаемые знатоки даташитов, следующий вопрос.
Перед вами печатная плата, назовите микросхему, котороя переворачивает входные 15-20 вольт:
(https://guitartonelab.ru/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fi.gyazo.com%2F68ec8931cdb8b9df0672e0efb4600d49.png&hash=4a6e29ddb9dadaefaef69490816ff6b8f24ceddf)
Сначала было подумал что LM2577, а потом смотрю - ног что-то многовато :-))))
-
@ zEROID, ты уж извини.
Я обещал тебе подумать, но сейчас у меня жесточайший цейтнот.
Осмыслю - выскажу соображения. ;)
-
На платках от древних винтов WD чета похожее было. Стабы типа http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/iru1237sc.pdf
Но производитель был точно другой.
Вот картинка http://i42.tinypic.com/2uzrseg.jpg
Можно порыть серию на предмет стабов с другим Uo
-
@ SSM
Не, не похожее. По ссылке многовыходный стаб, а здесь positive to negative converter.
-
Пока что подозреваю что это или LM2678S-12 или LM2678S-ADJ.... ну очень похоже.
-
Изучил матчасть и варианты с LM2576, LM2596 и LM2678.
2576 сразу отбрасываем ибо частота преобразования 52кГц лезет везде где только можно. 2678 рабтает на 260 кГц, круто, но дороговато и по току перебор. Пока остановился на 2596, работает на частоте 150кГц, все биения с 44100, 48000, 88200, 96000 и выше, выходят за пределы слышимого диапазона частот. По току для моих задач с хорошим запасом.
Заказал несколько штук и катушки к ним, жду когда приедут, собреру перворачивалку, посмотрю что за гадость там будет на выходе и по результатам или просто фильтрация или Low Dropout линейный стабилизатор....