¿Está alimentando un Full-Bridge desde un Boost Converter?

10

He estado investigando sobre el diseño de un convertidor de CC / CC de 3kW (Vin 12V de una batería, Vout 350VDC) y en realidad conecté un convertidor de CC a CC basado en Full-Bridge aislado unos días atrás, convirtiendo 12VDC a 140VDC. Sin embargo, noté que era difícil variar el voltaje de salida usando el ciclo de trabajo de los interruptores. Al reducir el ciclo de trabajo del 50% al 25%, solo se modificó el voltaje de CC de salida en aproximadamente 10V.

En cambio, lo que funcionó mucho mejor fue si variaba el voltaje de entrada al Full-Bridge. Entonces se me ocurrió la idea: ¿por qué no alimentar el Full-Bridge con un convertidor Boost? He visto un Buck-Converter alimentando un Full Bridge, como el circuito de abajo, pero nunca un Boost Converter alimentando un Full-Bridge. La búsqueda sobre el problema en la web no produjo ningún esquema o aplicación. notas tampoco.

¿Es posible alimentar un convertidor de puente completo con un convertidor de refuerzo y controlar el voltaje de salida mediante la modulación / control del convertidor de refuerzo en lugar de modular los conmutadores de puente completo? No estoy muy familiarizado con el control (todavía) y preferiría no ir a un diseño que sea un callejón sin salida. Si hubiera algunos esquemas o aplicación. En la web, sabría que la topología funcionaría.

Podría ir con la topología alimentada por Buck, pero luego simplemente disminuiría mi fuente de 12 V y luego aumentaría mi respaldo con mi Full-Bridge, por lo que la solución lógica parece ser primero aumentar los de 12 V a 48 V aproximadamente. y luego maneje el Full-Bridge al 50% del ciclo de servicio fijo que a su vez impulsa un transformador de alta frecuencia de 48V a 240V (30-40 KHz). La tensión incrementada se rectifica y se suaviza a través de unas pocas tapas.

La razón principal por la que quiero retroalimentación en el circuito es que mi fuente de voltaje es una batería que varía de 10V a 14V. Sin un circuito de retroalimentación, esto causará variaciones en el voltaje de salida.

    
pregunta Saad

2 respuestas

6

Cuando tiene un gran aumento de voltaje y una buena cantidad de energía para transferir un puente H completo es la mejor manera porque su relación de giros es la menos requerida de todas las topologías. Así que aplauda la decisión.

Además, cuando se trata de este tipo de aplicación, controlar el nivel de CC y mantener el control de onda cuadrada 50:50 no solo es más simple sino más eficiente. Probé PWM pero tuve problemas de resonancia (que causaron pérdidas extremas y sobrecalentamiento) con los giros secundarios y tuve que enviar circuitos al cementerio. Por lo tanto, en mi opinión, aplaudiendo el ciclo de trabajo fijo, el método de DC variable para el control.

Entonces, aumenta los valores de 12V a 48V y reduce la relación de giros en 4: 1 o va directo al control de 12V. La relación de giros de un suministro de 12V se basará en una entrada primaria de 24Vp-p que produce 700Vp-p con una relación de giros de aproximadamente 30: 1. Si usó un poco de resonancia capacitiva en el devanado de salida para alcanzar el máximo de la transferencia de voltaje, podría encontrar que 25: 1 servirá para voltajes de entrada de hasta 10V.

Mi conclusión es que me apegaría a la versión completa del regulador de 12 V porque es probable que sea más eficiente. Además, bajo condiciones sin carga, es posible que tenga que "reducirse" a quizás 2 o 3 V; es decir, tal vez un 20% de 12V. ¿Cómo obtendría un 20% de 48V de un impulso? farfullando y encontraría que con cargas muy ligeras es posible que no pueda controlar el voltaje lo suficientemente bajo como para evitar que la salida de CC suba significativamente por encima de 350 Vcc.

    
respondido por el Andy aka
3

He diseñado productos para rangos de voltaje y potencia similares. La respuesta a su pregunta es: es absolutamente factible, pero en su caso puede que no sea necesario.

La razón por la que no puede regular el voltaje ajustando el ancho de pulso en su transformador es el condensador en el transformador secundario. No he trabajado todos los cálculos, pero si pone una inductancia entre el devanado secundario y la tapa del filtro, creo que encontrará que el sistema se regula exactamente como se esperaba. Encontrarás que tu secundaria ahora se parece mucho a un convertidor Buck estándar.

Ahora, hacer eso puede causar otras preocupaciones. Las patadas de recuperación en los diodos secundarios pueden llegar a ser prohibitivamente altas, dependiendo de los diodos que esté utilizando. Eso fue lo que me detuvo, pero estaba ejecutando 8 kW a 600 voltios, por lo que es posible que no tenga ese problema.

Mi solución fue ejecutar dos etapas, más o menos como las describe: la etapa de aisladores grandes y mudos, seguida de una etapa de regulación. En mi caso, tenía más sentido hacer que la etapa del transformador saliera directamente de la baja tensión, y luego tener el regulador a la tensión más alta; tener dos etapas que tienen que correr esas altas corrientes habría aumentado mis pérdidas significativamente. También es posible que desee considerar eso, si se mantiene en la arquitectura de dos etapas.

    
respondido por el Stephen Collings

Lea otras preguntas en las etiquetas