Стабилизированный ИМПУЛЬСНЫЙ блок питания

[witali]

Вот, обычный блок питания мы разжевали и проглотили, но он не стабилизирован, далее, давайте попробуем сообща "изобрести" стабилизированный ИИП, в соседней ветке были разговоры насчет SG3525 и драйверов IR2113, давайте глянем?

[IVX]

лысый, я понял так, что чел надеялся держать дольше (типа покрывать секундные выпадения сети даже без АКБ, впринципе такие скачки сети происходят чаще, чем часовые), а иначе какой смысл в 10000, если дальше преобразователь в 50гц и 3А RMS всего?

[лысый]

А я подумал, что он-лайн. Уж очень серьёзный агрегат - банка 10000мкФ на 300-450В. А в общем-то не обязательный. Потому и спрашивал, а зачем собственно.

[IVX]

это да, 1500/300 отвёртку рвёт так, что мама дорогая.. и оглохнуть можно и инструменту конец

[Apos]

я понял так, что чел надеялся держать дольше (типа покрывать секундные выпадения сети даже без АКБ, в принципе такие скачки сети происходят чаще, чем часовые)

А я подумал, что он-лайн.

Видимо, придётся объяснять подробнее, прощу прощения, если получится некоторый оффтоп.

Вот такая ситуация - два компа плюс телевизор. Работает всё это в дачном посёлке с воздушными линиями и слабенькой ТП-шкой. В выходные - с утра и до... утра... И именно в выходные соседи-дачники затевают всякие мелкие ремонты своего электрохозяйства и ежечасно отключают ТП-шку. Когда на полчаса, когда на час. Плюс к этому какая-то зараза постоянно и непрерывно что-то варит своим дремучим сварочником, который представляет собой силовой транс на железе от такой же ТП-шки с полутораметровой нихромовой спиралью на выходе. Напруга ритмично проседает до 100 вольт... или соответственно подскакивает, смотря на какую фазу усядется эта зараза. В виде дополнительного "бонуса" - ежеквартальные 1-2-дневные профработы на подстанции, от которой питается наша ТП-шка и сезонные несчастья в виде мокрого снега на изоляторах ЛЭП, падения лесин на провода и перехлёста проводов от ветра.
Задача для бесперебойного питания:
1) – бесшумно и без дополнительных эл.помех в сеть отработать сварочные качания при прослушивании музык (нагрузка 200 ватт, один комп, Р3-866),
2) - отработать одно-два 1-2-часовых отключений сети в сутки с полной нагрузкой (перекачка файлов и др. работы, оба компа, ватт 500, наличие лишних помех не критично),
3) – отработать сутки-двое с минимальной нагрузкой (телевизор).
Почти все БП потребителей – с APFC, и бесперебойник им требуется с «чистым синусом», имеющийся линейно-интерактивный IBPP-600 не хочет работать с APFC. Да ещё все мозги прокомпостировал ежесекундным щёлканьем релюшек. Поэтому я и решил применить такую вот схему бесперебойного питания – дополнительно раздать 300 вольт постоянки через диоды с накопительной ёмкости прямо в блоки питания потребителей. И не заморачиваться с синусоидой, тем более «чистой», так как никому она в данном случае не нужна. В штатном режиме все БП потребителей работают от сети, при пропадании сети накопительная ёмкость поддерживает, сколько сможет, потребителей, потом включается преобразователь. Когда сеть есть и преобразователь выключен, и при старте от сети, накопительная ёмкость заряжается через отдельный мост и резистор, ограничивающий бросок тока зарядки.
Такая схема показалась мне более выгодной по сравнению с онлайновиками с их двойным преобразованием. И по стоимости – надо сделать только один преобразователь, и по КПД – этот единственный преобразователь при наличии сети не работает, не греется и не шумит в сеть. Единственная морока – с раздачей и коммутацией постоянки 300 вольт, но старому электрику это не страшно. Разряд заряда при КЗ тоже не проблема – предохранитель сразу после ёмкости.
Вопрос в необходимости стабилизации преобразователя – в общем-то БП потребителей имеют стабилизацию, а заряжать накопительную ёмкость ровно до 300 вольт при разряде аккумуляторов не обязательно – это добавит всего пару секунд к автономному времени. Важно, чтобы ёмкость была заряжена «под пробку» и была готова отработать 1-2-секундные «сварочные» провалы, когда преобразователь не работает, а в этом режиме по определению сеть есть и ёмкость заряжается от сети.

Мне не совсем понятна логика – вместо того, чтобы в один приём преобразовать напряжение с 48 до 300, поднимать сначала с 12 бустером до 80, а потом ещё двухтактником до 300. Синусоида, повторяю, не нужна, нужна постоянка 300 вольт.
Последний раз импульсный стабилизатор я разрабатывал лет 25 назад, это был DC/DC 24/5в,2а на КТ 908. Немного полистал даташиты на контролеры APFC. А что касается новой схемотехники, вернее, схемотехники на новой элементной базе – пробел…

[IVX]

Apos, вы пишете:

1) Вот такая ситуация - два компа плюс телевизор.

2) Почти все БП потребителей – с APFC, и бесперебойник им требуется с «чистым синусом»

3) Поэтому я и решил применить такую вот схему бесперебойного питания – дополнительно раздать 300 вольт постоянки через диоды с накопительной ёмкости прямо в блоки питания потребителей. И не заморачиваться с синусоидой, тем более «чистой», так как никому она в данном случае не нужна.
--------------------------------------------------------------------
Спасибо за разъяснения, теперь я знаю как устроен сврочник ваших соседей , но вопросы остались:

А) самый интересный и парадоксальный вопрос -что такое APFC? Гугль говорит, что-то про аляску, я, со своей стороны, точно зная, что в ТВ БП всегда прямоходовый, а в АТХ БП полумост с tl494, боюсь даже предположить что такое APFC и почему он требуя чистый синус, будет пахать и от постоянки 300в тоже?

В) Требуемый 1квт 10000/300 не удержит и .5сек, кстати они вам и не нужны -преобразователь 48/300 стартанёт за миллисекунды.

[лысый]

IVX, APFC - это наверно Активный PFC. Просто в инверторных делах они все активные и "А" опускаем.

Мне не совсем понятна логика – вместо того, чтобы в один приём преобразовать напряжение с 48 до 300, поднимать сначала с 12 бустером до 80, а потом ещё двухтактником до 300. Синусоида, повторяю, не нужна, нужна постоянка 300 вольт.

Про 12В предложил, т.к. при этом батареи лучше используются, а вариант с бустером и это вполне потянет. Но если на это плюнуть и с учётом пояснений, то самое простое - думаю это ПН нерегулируемый полный мост от 48В.
Тут такой момент. Если сеть есть, все потребители уже включены, и тут сеть пропадает (или проваливается) - такой ПН без всяких мягких стартов (тут это не надо) очень быстро подхватит нагрузку.
Задержка будет зависеть в основном от времени, которое нужно системе контроля сети для достоверного определения, что сеть пропала или сильно просела.
А вот если нужно всё включить, когда сети нет - тут понадобится мягкий старт. И очень мягкий не получится, например та же система размагничивания кинескопа в мониторе - ещё та штучка, и на хорошей сети лампочки пригасают.
И потом если например сеть пропала, включился резерв, но потребители были не все включены и понадобилось включить ещё кого-то - может быть квак - рестарт компа или CD и т.п., но пожалуй это невеликая беда.

По мостовому ПН - готовых схем нет, но думаю можно будет прикинуть что-то реально работоспособное, смотря по доступным элементам.

[IVX]

лысый, так ведь нет в ТВ, или АТХ никакого PFC и стандартный UPS прокатит с синусом произвольной корявости.

[лысый]

Нету, соответствующий UPS прокатит, но если Apos хочет своё замутить, отчего не помочь?
Apos, а может и правда, ну его в ухо, подходящий UPS и все дела?

[Apos]

APFC - это наверно Активный PFC. Просто в инверторных делах они все активные и "А" опускаем.

Да, имелся в виду активный корректор мощности, которые сейчас ставят во многие комповые БП. В частности, FSP-550PLN, которыми меня угораздило проапгрейдить свои системники... А выбрать именно их пришлось из-за частых проседаний, со старыми БП без full-range вообще невозможно было работать. Одну проблему они решили, но другая осталась - полные отключения. Без бесперебойника тоже не обойтись, а с ним они не хотят работать... вернее, он с ними не хочет... Вместо одной проблемы - другая...
В процессе заряда ёмкости такой БП "способен попросить от бесперебойника 10 ампер", как сказали на хоботе в ветке о взаимодействии БП с APFC с бесперебойниками.
http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=49:7243
Такой ток без отрубания по перегрузу может выдать бесперебойник от 2,5 квт. А поскольку производители бесперебойников лукаво подменяют ватты вольт-амперами, да ещё с учётом подразряженных батарей, то надо брать от 4 "квт". Такой бесперебойник стоит довольно дорого, да ещё всё равно потребует доработок - автономной работы пары батарей по 12 а.ч мне недостаточно, придётся докупать батареи и заморачиваться с их зарядкой и перекалибровкой автоматики бесперебойника. То есть имеем то же количество гемороя, только за дополнительные деньги.

А вот если нужно всё включить, когда сети нет - тут понадобится мягкий старт. И очень мягкий не получится, например та же система размагничивания кинескопа в мониторе - ещё та штучка, и на хорошей сети лампочки пригасают.

Ну, петли размагничивания у меня давно уже включены прямо в сеть отдельным кабелем через кнопочку. Замерял как-то ток потребления от аккумулятора, так в момент включения монитора стрелка 30-амперного прибора аж звякает об ограничитель, жалко мне стало транзисторы...

И потом если например сеть пропала, включился резерв, но потребители были не все включены и понадобилось включить ещё кого-то - может быть квак - рестарт компа или CD и т.п., но пожалуй это невеликая беда.

Вот на этот случай банку на 10 тыщ и хочу поставить.
И ещё хотелось бы всё-таки обойтись без ежесекундных включений выключений преобразователя во время прослушивания музыки. Неаудиофильно как-то... и так-то уже комп в качестве источника вызывает нарекания... а тут ещё ежесекундные старты...

По мостовому ПН - готовых схем нет, но думаю можно будет прикинуть что-то реально работоспособное, смотря по доступным элементам.

И с 48 вольт без полного моста не обойтись? Вроде же есть транзисторы, способные и в одиночку поднять такую задачу...
Можно ещё скомбинировать с включением аккумуляторов - взять с них среднюю точку и использовать полумост?

[ADDED=Apos]1132024942[/ADDED]
Нет, полумост не прокатит - разное напряжение в плечах, аккумы не идеальны...

[ADDED=Apos]1132025207[/ADDED]
Где-то читал, что при работе на большую ёмкость лучше всего себя ведут обратноходовые...

[лысый]

В процессе заряда ёмкости такой БП "способен попросить от бесперебойника 10 ампер", как сказали на хоботе в ветке о взаимодействии БП с APFC с бесперебойниками.
http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=49:7243

Прочитал эту ветку на хоботе, правда кое что пропускал, может важное что и не заметил. И не попалось мне упоминание вот о чём:

А почему собственно PFC потребителя начинает просить ток? А только потому, что в момент переключения на резерв появляется кратковременный провал напряжения. Не будь этого провала - не будет у PFC никакого повода просить ток. Тебе (давай и мне "тыкай", так проще) нужен нормальный УПС, который настоящий он-лайн. У таких на выходе синус 220В весьма стадильный при колебаниях и провалах сети и нет вообще в принципе никакого провала на выходе при переходе на резерв. Правда старт с резерва без сети - тоже проблема из-за цепей типа контура размагничивания, но это общая беда, да и у тебя они отдельно уже. А просто емкостную нагрузку, даже очень большую, такой нормально поднимает. Я вот к чему:
- с таким УПС не нужен запас по мощности, он просто не даст повода для PFC соснуть ток; т.е. с ним должно хватить 1 кВт, не надо никаких 2,5 и тем более 4;
- на выходе стабильный синус, не колеблется и не дёргается вместе с сетью, нет никаких клацаний/переключений, по сути ты как бы всё время с резерва работаешь;
- про возможное влияние на звук тройного пребразователя рядом - есть множество отзывов о питании хай-энда (в т.ч. оч. крутого) от таких УПСов, в подавляющем большинстве народ доволен, и это не смотря на стойкое предубеждение в таких кругах по поводу импульсного питания.

Только надо обратить внимание, чтобы УПС допускал внешнее наращивание ёмкости батарей с соответствующим увеличением времени работы от резерва. Дело в том, что у УПСа, расчитанного только на ёмкость своей батареи (небольшое время), обычно и система охлаждения соответствующая. Например, охладителем там может быть просто массивная железяка, которая даёт теплоотвод только на некоторое время за счёт своей теплоёмкости, а не поверхности. Такому хоть как наращивай батарею, он просто отключится по перегреву.
Конечно, дело это не дешёвое, но самопал городить - очень не простое. Советовал бы ещё про УПС хорошенько подумать.

[IVX]

Да уж, мой косяк, что я до сих пор не видел АТХ БП с PCF, по крайней мере внутри.

[IVX]

[OFF]
Если на выходе надо 80-100В, то как и какие Шоттки ставить?

лысый, появились модные Silicon Carbide Schottky, например эти FBS10-06SC 600в 6.6А 9пФ. Правда прямое напряжение у них неахти и дороги пока непомерно, но мне доводилось слышать мнение, что они даже в обычном 50Гц выпрямителе, по сравнению с обычными шотки -"как небо и земля"

[Apos]

А почему собственно PFC потребителя начинает просить ток?

Как я понял, потому что проседает напряжение на выходе таких апсов при подключении нагрузки, даже и при наличии сети. Кривизна синусоиды тут не является собственно причиной, а только косвенно говорит о том, что транс такого линейно-интерактивного апса выполнен с дикой «экономией» и работает в глубоком насыщении.
При подключении потребителя его БП начинает заряжать свою ёмкость, напряжение на выходе малохольного апса проседает, это бы полбеды, просто время старта БП немного бы увеличилось, но тут вмешивается APFC и нетерпеливо требует своё. Понятное дело, что и так уже работающий на пределе апс сдаётся. Происходит это в разных парах апс-БП по разному, некоторые комбинации вполне уживаются.

Идею просто прикупить приличный апс я уже обдумывал со всех сторон. Использовать онлайновик в аудиофильских целях – это, конечно, хорошо, но не в том случае, когда на его выход кроме относительно «чистой» аудиоаппаратуры с трансформаторным питанием цепляются пять импульсных БП компов и телевизора.
Я делал так – разделительный транс со средним выводом вторички (два транса 110/110в по 500 вт с последовательно соединёнными первичками и вторичками), после него апс, к которому подключены все «грязные» потребители, входные фильтры которых рассчитаны на симметричное питание, их земли собраны на среднюю точку вторички и заземлены по-настоящему. Всё, собственная импульсная зараза в звуковую аппаратуру через сеть не уходит и перетоки между корпусами компа и усила исключены. Остаётся зараза, приходящая по сети извне, вот тут бы пригодился онлайновик, но он не решит проблемы с длительным пропаданием сети. Поэтому в планах построение такого агрегата – электромотор+генератор+ДВС. При наличии сети работает как электромашинный преобразователь, проседания отрабатывает за счёт инерции, а при длительном пропадании сети запускается ДВС.
Вот это решило бы ВСЕ проблемы и с «очисткой» питания, и с перебоями.
Но пока, на данном этапе, нужен хотя бы преобразователь для «поддержки штанов» от аккумуляторов. Имеющийся IBPP-600 достал меня уже, и сейчас от него работают только телевизор и моники, в них БП без автовольтажа и они проседаний не любят. Системники работают без поддержки. Проседания они благодаря крутым БП отрабатывают, но при отключениях регулярно обламываются. Хорошо хоть, что NTFS-у это пофиг…

[лысый]

...появились модные Silicon Carbide Schottky, например эти FBS10-06SC 600в 6.6А 9пФ.

Дорогие они, где-то по 10 евро. И пока привезут... В общем, в обиход пока не вошли. Но это пока...

Apos, ну тогда вернёмся к баранам.

И с 48 вольт без полного моста не обойтись? Вроде же есть транзисторы, способные и в одиночку поднять такую задачу...

Одиночный транзистор ничего не может, как даже мотор не может ехать без остального. Типа шутка юмора.
На этой мощности любая однотактная схема с одним ключом будет порвана паразитными индуктивностями, или понадобится обвешаться неприличной толпой снабберов, супрессоров и то с кучей оговорок, не вариант.
Единственное исключение - бустер. Он может без этих проблем поднять с 48В до 300-400В.
Плюсы:
- схема простая;
- сама собой стабилизация выхода, без неё бустер просто не может работать;
- очень хорош при пуске, перегрузках и т.п.
Дальше минусы:
- ключ нужен 500-600-вольтовый мосфет или IGBT, а у них падение на открытом очень большое по сравнению с 75-вольтовыми - к.п.д. не очень;
- нет развязок; впрочем у тебя разделительный транс, током не убъёт.
Мост (или полумост) хорош тем, что в нём силовой импульсный транс даёт развязку АКБ от остального, и если надо, можно развязать и всех потребителей - каждому своя обмотка с выпрямителем. Ну и среди прочих вариантов при таком соотношении вход/выход пожалуй лучший по к.п.д. (ключи на 75В).
Минусы:
- схема сложнее;
- нет стабилизации; точнее можно ввести, но будет совсем сложно;
- с ограничением пусковых токов дело хуже, чем у бустера.

Было бы хорошо твои пожелания в виде хоть какой-то схемки посмотреть, для предметной наглядности.

[IVX]

Дорогие они, где-то по 10 евро.

Чуток подороже -45евр..

[Apos]

Ну вот для затравки:
http://www.toroid.narod.ru/papka/pn.gif
Это схема преобразователя напряжения Евгения Лектусарова для автомобильного усилителя.
От стабилизации откажемся в пользу простоты и надёжности. У моих потребителей даже те блоки питания, что без автовольтажа, работают вольт от 140 переменки начиная и до 260. Диапазон входных напряжений для преобразователя - от 56 до 44 вольт.
Какую нестабильность при изменении нагрузки на выходе преобразователя в процентах реально можно получить, чтобы прикинуть, уложимся ли в этот диапазон?

[лысый]

От стабилизации откажемся в пользу простоты и надёжности.

А её тут и нет, отказываться не от чего. Есть только что-то типа перевода в прерывистый режим работы при повышении выходного, видимо для ограничения напряжения х.х.. Под нагрузкой оно не работает. А в пользу простоты - так бустер + полумост, с полноценной стабилизацией, и так проще такого двойного слонопотама. Пуш пул на кВтах - отстой, неспроста он их два нарисовал.

Диапазон входных напряжений для преобразователя - от 56 до 44 вольт.
Какую нестабильность при изменении нагрузки на выходе преобразователя в процентах реально можно получить, чтобы прикинуть, уложимся ли в этот диапазон?

Без стабилизации просадку от увеличения нагрузки от 10% до 90% трудно сделать меньше чем 10%. Реально 10-15%. Это только от нагрузки, ещё сюда добавить те колебания входного с АКБ - многовато получается.
Предлагаю таки бустер + ПН - не самое простое, но есть хорошая стабилизация и потом гемору меньше. Себе бы именно так и делал.

[Apos]

Предлагаю таки бустер + ПН

Принимаю предложение!
Бустер от 12-ти будет поднимать? А как насчёт параллельного соединения аккумуляторов, никаких там засад не видно? Я лично не вижу, читал, что при хранении параллельно соединённых аккумов без подзарядки они все быстрее разряжаются, чем поодиночке - через ток саморазряда самого плохого. Но тут предполагается держать их постоянно под зарядкой стабилизированным напряжением (с ограничением максимального тока). При зарядке более разряженый будет брать больший ток, быстрее заряжаться и "догнав" остальные, дальше пойдёт "в ногу".

А её тут и нет, отказываться не от чего.

Это я о кончепции вообще, а не об этой конкретной схеме.

[лысый]

Бустер от 12-ти будет поднимать?

От 12В нужен ключ в бустере на гораздо больший ток (от этого к.п.д. хуже и цена чуть больше) и дроссель меньшей индуктивности тоже на соотв. ток (но сердечник тот же). Другие отличия сводятся только к изменению номиналов нескольких элементов. И отличия касаются только бустера, а ПНу безразлично сколько на входе.
За 12В, т.к.:
1) лучше батареям при полном разряде на длительном резерве;
2) лучше с плавным пуском - ведь бустер может ограничивать и задавать ток только когда напряжение на его выходе больше, чем на входе;
3) к такому варианту больше интерес широкой публики - это ж готовый питальник для автоусилителя (дяденьки, поможите - киловатт хОчу, а лучче два зАраз...).

В общем рисую схемку в Пикаде. А п/плата площадью получится примерно как полторы платы в комповых БП. Примерно.

[Серый Мыш]

Вопрос знатокам.
Есть такой черт: полумостовой прямоход. ( two transistors forward converter ) там 2 полевика и 2 диода.
на прямом ходу напруга идет на выход. при закрытых полевиках ток размагничивания транса сбрасывается через диоды обратно в питание. В этом и преимущество: питание полное 300В. а полевики достаточны на 400В. нет проблем с симметричностью обмоток и выбросами напряжения как у моста. недостаток естественный - ток потребляется максимально 50% цикла, остальное время отдыхаем.
нужен и дроссель на выходе, но при желании стабилизировать выход, недостатком это назвать нельзя.

теперь сам вопрос: в инете есть только примеры однотактного выпрямителя на выходе. то есть запасенная в трансе энергия сбрасывается обратно в источник. Я попробовал на выходе поставить полный диодный мост ( в симуляторе ). тогда дроссель "подпитывается" и энергией обратного хода трансформатора. напряжение на выходе подскакивает вдвое, ественно с увеличением тока потребления. Знает ли кто об этом больше?