Obtención de 12 V de una fuente de 20-250 V DC

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Necesito obtener 12 V CC de una fuente de alto voltaje. La alta tensión proviene de un aerogenerador. El nivel de voltaje cambia aleatoriamente de acuerdo con la velocidad del viento. Su voltaje puede ir hasta 250 V DC. Este 12 V CC se utilizará para ejecutar los circuitos de control solo en la puesta en marcha; la alimentación principal se suministrará desde una unidad SMPS integrada tan pronto como el sistema en general comience a funcionar.

Diseñé el siguiente circuito para este propósito:

Pensé que la caída directa de 250 V a 12 V sería arriesgada y haría que el sistema fuera inestable, así que decidí bajarlo a un nivel de voltaje intermedio (es decir, 60 V) primero.

¿Hay una forma mejor (y tan simple como esta) de hacer esto?

    
pregunta hkBattousai

2 respuestas

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El esquema es generalmente hablando, funcionando. Pero hay algunos puntos que necesitan aclaración:

  1. El circuito rectificador es importante y debe diseñarse para funcionar en todo el rango de frecuencia del generador.

  2. La potencia disipada del transistor superior (en el peor de los casos) es: 190V * 50mA = 9.5W. Para el transistor inferior: 2.4W; No es algo que no se ve, pero no necesitará un disipador de calor muy pequeño en todos los casos. En mi opinión deberías pensar en reducir el consumo. Si puede reducir la corriente consumida a 5 mA, los transistores no necesitarán ningún disipador de calor.

  3. Otro posible enfoque es usar una batería pequeña para el proceso de arranque y cargarla cuando todo funcione. De esta manera, la eficiencia del sistema puede ser mayor y, considerando el tamaño de los disipadores de calor, el tamaño es menor.

respondido por el johnfound
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¿Hay una forma mejor (y tan simple como esta) de hacer esto?

Sí, y así es como lo haría: -

  • si es CA, entonces necesita rectificar y agregar un condensador de suavizado.
  • Usar un seguidor de emitter y un zener para producir un voltaje de salida limitado a 120 VDC
  • Use un regulador de dólar LTC3639 para convertir el voltaje limitado de 120 VCC a 12 V

Para la etapa 1, adopte un enfoque similar a la propuesta original: un BJT de alto voltaje, 47 k \ $ \ Omega \ $ resistencia y 120 V zener. Alimente la salida del emisor al circuito regulador del buck que se muestra arriba. A voltajes inferiores a 120 V, la salida no se reducirá a nada, se mantendrá cerca del voltaje entrante menos un par de voltios bajo carga.

La principal ventaja es que cuando el suministro rectificado es de 250 V, el consumo de corriente es mucho menor que 50 mA y, por lo tanto, el BJT no se va a freír. Con el suministro de Buck limitado a 120 VCC y con una corriente de carga de salida de 50 mA, la corriente de entrada será de 5 mA + la corriente debida a la ineficiencia de buck.

En el gráfico anterior, la pérdida de potencia de Buck es de aproximadamente 50 mW a una corriente de salida de 50 mA. Por lo tanto, la corriente de entrada será 5mA + \ $ \ frac {50mW} {120V} \ $ = 5.4 mA.

Si el BJT está bajando 130 V (250 VCC en entrada, 120 VCC fuera), su potencia será de 702 mW y será mucho más fácil encontrar un disipador térmico (posiblemente no lo necesitará).

¿Tal vez hay reguladores reductores que son capaces de voltajes de entrada más altos?

EDIT ¿Por qué el método que propongo es más simple? La propuesta original utiliza un BJT, una resistencia y un zener para reducir el voltaje de entrada principal a un nivel de trabajo. Igual a mi propuesta. El regulador Buck que propongo usa 6 componentes, mientras que la propuesta original usa 5 componentes pero necesita un disipador de calor y, dependiendo de dónde esté instalado el circuito, posiblemente un ventilador. ¿Es mi propuesta mejor? Esa es una cuestión de opinión.

    
respondido por el Andy aka

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