부스트 컨버터에서 풀 브리지 공급?


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나는 3kW DC-DC 컨버터 (배터리에서 Vin 12V, Vout 350VDC)를 설계하는 것에 대해 연구하고 실제로 며칠 전에 12VDC를 140VDC로 변환하는 간단한 절연 풀 브리지 기반 DC-DC 컨버터를 연결했습니다. 그러나 스위치의 듀티 사이클을 사용하여 출력 전압을 변경하는 것이 어렵다는 것을 알았습니다. 듀티 사이클을 50 %에서 25 %로 줄이면 출력 DC 전압 만 10V 정도 변경되었습니다.

대신 입력 전압을 Full-Bridge로 변경하면 훨씬 잘 작동했습니다. 그래서 나는 아이디어를 생각해 냈습니다 : 왜 부스트 컨버터로 풀 브리지에 공급하지 않습니까? 아래 회로와 같이 풀 브리지를 공급하는 벅 컨버터를 보았지만 풀 브리지를 공급하는 부스트 컨버터는 없었습니다. 웹에서 문제를 검색해도 회로도 나 앱이 나타나지 않았습니다. 어느 쪽이든.

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전체 브리지 스위치를 변조하지 않고 부스트 컨버터를 변조 / 제어하여 전체 브리지 컨버터에 부스트 컨버터를 공급하고 출력 전압을 제어하는 ​​것이 가능합니까? 나는 제어 (아직)에 익숙하지 않고 막 다른 디자인에 들어 가지 않을 것입니다. 회로도 나 앱이 있다면. 웹에서 노트를 볼 때 토폴로지가 작동한다는 것을 알고 있습니다.

나는 벅 피드 토폴로지로 갈 수는 있지만 12V 소스를 낮추고 Full-Bridge로 다시 증폭시켜 논리적 솔루션이 먼저 12V를 48V로 승압 한 다음 구동하는 것처럼 보입니다. 50 % 고정 듀티 사이클에서의 풀 브리지는 48V ~ 240V 고주파 변압기 (30-40KHz)를 구동합니다. 그런 다음 승압 된 전압이 정류되고 몇 개의 캡을 통해 스무딩됩니다.

회로에서 피드백을 원하는 주된 이유는 소스 전압이 10V에서 14V까지 변하는 배터리이기 때문입니다. 피드백 루프가 없으면 출력 전압이 다소 변합니다.


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단일 부스트 스테이지로 12V에서 350V로 올라가는 것은 부스트 ​​팩터 29를 의미합니다. 권장되는 부스트 팩터는 스테이지 당 6 이하입니다. 2 개의 부스트 스테이지를 직렬로 배치 할 수 있지만 더 많은 손실이 발생합니다. 시간 부족으로 현재 더 많은 글을 쓸 수 없습니다.
Nick Alexeev

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그 회로는 실제로 부스트 컨버터가 아닙니다. PWM 제어되는 인버터 및 변압기와 비슷합니다. H- 브릿지에서 4 개의 트랜지스터를 제어하는 ​​것은 보여주지 않습니다. 아마도 펄스 폭 변조기보다 훨씬 빠르게 전환됩니다.
Austin

나는 매우 좋은 효율성을 제공하기 위해 두 단계를 보여 주었다. slochden cuk만큼 좋지는 않습니다. CHCH 모터 드라이브 설계의 실용에는 고려해야 할 사항이 있습니다. 키는 멍청한 고정 컨버터로 스위칭 손실을 쉽게 해결할 수 있습니다.
자폐증

답변:


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턴업 비율이 모든 토폴로지에서 가장 적게 요구되므로 승압 전압이 크고 전체 H 브리지를 전송하기 위해 상당한 양의 전력이 가장 좋은 방법입니다. 따라서 그 결정에 대해 찬성합니다.

또한 이러한 종류의 응용 분야에서는 DC 레벨을 제어하고 50:50 구형파 제어를 사용하는 것이 더 간단 할뿐만 아니라 더 효율적입니다. 나는 PWM을 시도했지만 높은 턴 2 차와 공명 문제 (극심한 손실과 과열로 이어짐)를 가지고 묘지에 회로를 파견해야했습니다. 제 생각에는 고정 듀티 사이클, 가변 DC 제어 방법에 대한 의견입니다.

따라서 12V ~ 48V를 높이고 권선비를 4 : 1 줄이거 나 12V 제어를 위해 직진합니까? 12V 전원의 권선비는 24Vp-p의 1 차 입력을 기반으로 약 30 : 1의 권선비로 700Vp-p를 생성합니다. 출력 권선에 약간의 용량 성 공진을 사용하여 전압 전송을 피크로 설정 한 경우 입력 전압이 10V로 낮아지면 25 : 1이 수행 될 수 있습니다.

내 결론은 12V 벅 레귤레이터의 전체 승압을 유지하는 것이 더 효율적일 가능성이 있기 때문이다. 또한 무부하 조건에서 2V 또는 3V로 "벅 다운"해야 할 수도 있습니다. 12V의 20 % 일 수 있습니다. 어떻게 부스트에서 48V의 20 %를 얻을 수 있습니까? 아주 작은 부하에서는 출력 dc가 350Vdc 이상으로 크게 상승하는 것을 방지 할만큼 충분히 낮은 전압을 제어하지 못할 수 있습니다.


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비슷한 전압 및 전력 범위를위한 제품을 설계했습니다. 귀하의 질문에 대한 답변은 다음과 같습니다. 절대적으로 가능하지만 귀하의 경우에는 필요하지 않을 수 있습니다.

변압기의 펄스 폭을 조정하여 전압을 조절할 수없는 이유는 변압기 2 차의 커패시터입니다. 나는 모든 수학을 해결하지는 못했지만 2 차 권선과 필터 캡 사이에 인덕턴스를 넣으면 시스템이 예상대로 정확하게 조정된다는 것을 알 수 있습니다. 보조 장치는 이제 표준 벅 컨버터와 매우 유사합니다.

이제 그렇게하면 다른 문제가 발생할 수 있습니다. 사용중인 다이오드에 따라 보조 다이오드의 복구 킥이 엄청나게 높아질 수 있습니다. 그것이 나를 막았지만 600 볼트에서 8kW를 실행하고 있었으므로 문제가 없을 수도 있습니다.

내 솔루션은 설명에 따라 두 가지 단계를 실행하는 것이 었습니다. 큰 멍청한 아이솔레이터 단계와 조정기 단계가 있습니다. 필자의 경우에는 변압기 스테이지를 저전압에서 직접 실행 한 다음 레귤레이터를 더 높은 전압으로 유지하는 것이 더 합리적이었다. 이러한 높은 전류를 구동해야하는 2 단계의 스테이지가 있으면 손실이 크게 증가했을 것입니다. 2 단계 아키텍처를 고수하는 경우이를 고려할 수도 있습니다.

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