¿Cómo convertir 700V AC a 5V DC 500mA?

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Tengo un dispositivo que requiere aproximadamente 500 mA a 5 VCC, y debo obtener esta alimentación de dos patas de una fuente de alimentación trifásica. El voltaje entre estas patas puede estar entre 110 y 700 Vrms. Este dispositivo y su fuente de alimentación estarán encerrados en un área pequeña y caliente que estará expuesta a grandes cantidades de vibración. No hay necesidad de aislamiento, y los transformadores que he encontrado son demasiado grandes de todos modos.

Anteriormente había utilizado este diseño: enlace como punto de partida para un suministro que operaba Hasta 525 Vrms. Con algunas pequeñas modificaciones y una fuente de corriente continua de CC / CC en la salida, pude obtener los 500 mA necesarios a 5 VCC, pero ahora, por supuesto, los jefes dicen que necesitamos aumentar un poco el rango de entrada. Volví a intentar y rediseñé esto para que funcionara con 700 Vrms, y me he encontrado con algunos problemas.

Por un lado, mi voltaje de CC rectificado será de hasta 1000 V. Dado que este diseño utiliza BJT, esto parece limitar mi elección en transistores a aquellos que solo pueden soportar 200 mA máx o son demasiado grandes para mi aplicación.

Estoy pensando que un IBGT probablemente sería una mejor opción, pero no estoy seguro de las implicaciones de reemplazar el BJT en este circuito:

¿Puede alguien decirme si sería posible reemplazar Q1 con un IGBT para manejar voltajes más altos?

Si hay mejores sugerencias sobre cómo obtener de 700 Vrms a 5 VDC, estoy abierto a sugerencias.

[Edición 1:] Este dispositivo se ubicará en la misma ubicación física que la carga de alto voltaje que recibe alimentación del suministro trifásico. Es esencialmente dentro de la carcasa de un motor trifásico. No hay una posibilidad realista de que un humano se acerque a este dispositivo mientras está encendido. He aislado suministros de CC / CC que salen de la salida de 5 VCC para alimentar el microcontrolador y los sensores. Dado esto, ¿es realmente necesario el aislamiento?

[Edit 2:] No he podido localizar ningún posible transformador que pueda ser lo suficientemente pequeño para esta aplicación. ¿Podría alguien apuntarme en la dirección correcta?

    
pregunta user3196752

4 respuestas

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¿La fuente de alimentación está en una frecuencia de CA ? Si es así, use un transformador pequeño para sacar lo peor de la picadura del alto voltaje. Necesita un transformador certificado para cerca de los voltajes reales que encontrará, que también está disponible comercialmente a precios razonables, como el 575V popular en Canadá.

Necesita 3 VA (no 3 KVA, solo 3 VA) por lo que cualquier transformador funcionará.

Por ejemplo, si puede encontrar un transformador de 575 V a 48 V, el rango de su voltaje cambiará a 9-60 VCA para dar o tomar.

Lo siento, no me di cuenta de que esencialmente duplicé el comentario de Transistor, pero estoy diciendo que no elabore su propio transformador, compre uno que sea UL / CSA / CE listado para, al menos, cerca del alto voltaje.

Y realmente, realmente quieres el aislamiento. Seriamente. Y es por eso que usar partes enumeradas en el lado HV.

    
respondido por el Harper
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Debería obtener un transformador potencial (PT) de baja potencia que reducirá su 700VAC a ~ 120VAC . Tendrá que tener índices de aislamiento muy altos, generalmente 10s de kV. Esto le permitirá a de manera segura generar un suministro aislado usando los convertidores de potencia sin conexión normales de 5V. NO intente realizar directamente la conversión de energía no aislada de su suministro de CA. Sin embargo, con un voltaje de entrada altamente variable, puede ser necesario rectificar la salida del PT y usar un convertidor de alto voltaje de entrada para producir los 5V requeridos.

Posibles PT pequeños se pueden encontrar en Fabricación Hammond (entradas nominales de 240 a 600 VCA), FASE (entradas nominales de 100 a 1500 VCA), y Langer-Messtechnik (entradas nominales de 100 a 1000 VCA). Sin embargo, si hay una entrada de frecuencia variable, estos transformadores pueden no estar clasificados, incluso para uso sin precisión, con tal entrada.

    
respondido por el user2943160
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Gracias a todos por las respuestas. Me puse en contacto con TI y encontré una solución que debería funcionar para mis necesidades. Usaré una topología de retorno rectificada similar a esto:

El UCC28704 funcionará hasta Tj = 150C. Mi mayor reto ahora será encontrar el transformador. Esta topología permite un transformador mucho más pequeño, pero no estoy seguro de que pueda encontrar algo que funcione y que esté disponible. Voy a actualizar esta respuesta a medida que avance con este diseño.

    
respondido por el user3196752
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Puede comenzar con un circuito que maneje el rango global de voltajes del circuito del consumidor (como el que se muestra a continuación para 85VAC a 265VAC). Y luego agregue algunas series de componentes que caen (resistencias, condensadores, lo que sea). Y use algunos circuitos de relé sensibles al voltaje para "destrabar" los elementos de la serie a medida que aumenta el voltaje de entrada.

Ref: enlace

    
respondido por el Richard Crowley

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