¿La mejor manera de obtener un voltaje de CC bajo de un voltaje de CC alto para una fuente de alimentación?

Este problema se conoce como bootstrapping. Es aún más problemático el diseño de convertidores de refuerzo de bajo voltaje. Si tienes una fuente de .1V 10A, seguro, tienes 1W de potencia y probablemente podrías generar cerca de 200mA a 5V, pero necesitas un voltaje utilizable para algunos componentes electrónicos. Una vez que resuelva este problema, una fuente de alimentación de 5 V estará disponible de forma conveniente e indefinida en la salida de sus dispositivos.

No voy a entrar en el diseño de bootstrapping a boost converter aquí (porque no sé cómo ...), pero sugeriría cómo podría ir sobre el diseño de un conversor buck.

Supondremos que tiene un circuito que puede generar 12V desde 120V cuando se alimenta con 12V. Eso no es tan difícil, hay varios diseños que podrían hacer esto. Wikipedia tiene uno simple, puede buscar en otras notas de aplicación. Si su interruptor oscila a unos pocos cientos de kilohercios, debería generar una señal de 12V utilizable en unos pocos milisegundos.

Por lo tanto, lo que necesita es una forma de generar un voltaje para alimentar su dispositivo durante unos pocos milisegundos y luego apagarlo. Un simple sistema de diodo zener de resistencia / > 12V con un transistor justo después de que la resistencia esté bien. Un PMOS con la puerta a la salida de su circuito debería apagar esta fuente poco después de que su regulador comience a funcionar. Usted querrá asegurarse de que su carga esté desconectada al iniciar, ya que esto podría hacer que su regulador de derivación se salga de la regulación.

Divida su problema en dos pasos:

1. Genere 12V a partir de 200V mientras se alimenta de una fuente externa de 12V.
2. Genere 12V a partir de 200V durante unos pocos milisegundos sin una fuente externa.

Luego combina los dos. El primero es posiblemente más interesante, muchos libros de texto omitirán el segundo problema. Mi profesor lo mencionó como una nota al leer.

Otras respuestas han señalado que probablemente solo puede tocar un regulador de modo de conmutación de CA después del circuito de rectificación, pero sospecho que también quiere saber cómo funciona.

enlace

Si bien este cargador tiene una capacidad de 100 a 240 VCA, lo primero que hace un suministro de modo de conmutación es rectificar el voltaje de entrada, por lo que 200 VCC funcionarán bien para alimentarlo.

(Por supuesto, puede comprar este tipo de suministro en una variedad de voltajes de salida).

Siguiendo la sugerencia de @markranges ', aquí hay una en Digi-Key que hace 85-264 V AC 110-340V DC in y 12 V, 420 mA out.

Lo que estás buscando, creo, es un convertidor DC-DC de alto voltaje. Algo como los que se encuentran aquí: enlace

Para la teoría de la operación, recomiendo leer enlace y enlace . La respuesta corta a cómo obtiene energía es a través de un circuito de retroalimentación.

Primero, ¿puedes hacer flotar tu controlador a + 176V? De esta manera no tendrías que bajar el voltaje. Los circuitos de E / S tendrían que ser más sofisticados.

Hay dos formas de disminuir los voltajes: disipar la potencia (regulación lineal) o cambiarla y suavizar la salida (buck). Idealmente, solo se obtendrían 6 mA de la línea de 200 V, pero habrá pérdidas en un convertidor de dólar. Nunca he visto un buck HV DC-DC hecho para baja potencia. Puede que necesites hacer uno por tu cuenta, si vale la pena.

No estoy seguro de cuál tendrá mayores pérdidas. ¿Cuánto vale? : D

Las paredes de modo conmutado son bastante simples. A continuación, rectifique el voltaje de entrada (del cual no debe preocuparse ya que ya tiene 200 VCC) y conviértalo en una forma de onda PWM a una frecuencia bastante alta. El transformador puede ser bastante pequeño y liviano, ya que funciona a la frecuencia PWM. La relación de vueltas del transformador se utiliza para reducir el voltaje deseado y luego se filtra o regula más como lo haría con cualquier regulador de conmutación. El circuito de retroalimentación al controlador PWM (que funciona a red / alto voltaje) generalmente se realiza con un optoacoplador, por lo que hay un aislamiento completo entre los lados de alto voltaje y bajo voltaje. Puede omitir eso en su caso.

Lo que sería ideal es un retorno o un controlador de conmutación de avance. Aquí hay algunos ejemplos de linear. Pero su problema será que 200VDC es realmente alto, nunca he visto un controlador DC-DC que admite más de ~ 100V de entrada.

Sin embargo, debería poder adaptar un controlador de conmutación AC-DC que normalmente está diseñado para su uso con voltajes de red rectificados que pueden ser mucho más altos que 200V.

Por ejemplo, ST hace un montón de controladores de este tipo . Creo que puede usar este tipo de topología con 200 VCC con una modificación mínima, aunque nunca lo he intentado, debería estudiar más a fondo los modos de operación. Estoy seguro de que también hay muchos más fabricantes de piezas similares.

Vea las integraciones de Power Linkswitch TN : estos harán exactamente lo que usted desea con buena eficiencia y bajo costo, asumiendo que no necesita aislamiento.