Помогите достигнуть КПД~90% импульсного стабилизатора

[Misterioo]

Привет всем.. Помогите пожалуйста увеличить КПД этого импульсного стабилизатора.
Итак имеем :

Входное напряжение = 30 Вольт
Выходное напряжение = 12Вольт
Номинальный Ток нагрузки = 6Ампер

Требуемое КПД =88%
Нынешнее кпд =80%

ключ на транзисторе Кт825А сильно греется, недопустимо сильно....
Силовой диод КД213А, частота переключения ключа 30кгц..
Дроссель почти не греется.. Греется в основном ключ и чуток ДИОД...
Увеличение кпд требуется для того,чтобы минимально возможные габариты этого стабилизатора были...
Скажите, возможн ли увеличение КПД путём простой замены ключа на составник КТ830, КТ866А или тут надо более радикальные изменения вносить?

[SacreD]

Misterioo, а тут больше 80% кпд врядли когда и выйдет. Во-первых, в качестве ключа используется биполяр - потери около 5%. Во-вторых, не помешало бы довериться работе современных шим регуляторов, на подобии тл494 - тут и меньше деталей, и дешевле, и намного легче полевиком управлять. В-третьих, кпд преобразователя 90% на повышенной частоте добиться было бы полегче, нежели на 30кгц, но не принципиально.

[Airt]

Нужно принципиально по этой схеме?

[SacreD]

Требуемое КПД =88%

и уж не работа ли это какая? всмысле, схема для себя собирается или дали надом задание повысить кпд данного пн до 88%?

[Misterioo]

SacreD,
Мне запретили использовать тл494 и полевики. Имеется схема на биполярах, ее требуется улучшить , но как? Не новую схему взять, а улучшить эту. Пробовал частоту в этой схеме повышать - КПД падает до 74% на частоте 60 кГц, и фронт выключения транзисторного ключа кт825А очень плохой, затяжка где-то до 1мкс, а включение более-менее - 200нс. МОжет в этом кроется основная потеря кпд?

Кстати заметил один большой недостаток в этой схеме - наш ключ на кт825А при токе 6 Ампер падает в насыщенном состоянии - 1.3 Вольта - не многовато-ли? МОжет в этом тоже корень беды?
Может получше будет,если я 2 транзистора возьму , вместо 825.. например Кт830 и Кт866А, мож они получше будут ?

И еще недостаток схемы - устранение сквозного тока, возникающего в результете того, что ДИОД 2Д213А имеет время рассасывания, и как раз когда в момент включается транзистор кт825А, получаем сквозной ток. Может существуют методы накопления этого сквозного тока и передачи его в нагрузку или в источник питания, чтобы повысить кпд ?

Добавлено через 27 минут

Нужно принципиально по этой схеме?

Да, именно по этой. Схему нужно ДОРАБОТАТЬ, улучшить так, чтобы получилось 90% при том же входном напряжении =30Вольт
и том же выходном -12 Вольт, ток нагрузки 6 Ампер.

Добавлено через 2 минуты

и уж не работа ли это какая? всмысле, схема для себя собирается или дали надом задание повысить кпд данного пн до 88%?

Именно дали задание. Как думаете ,реально ли такое?

[Alex Nikitin]

Несмотря на запрет , проще всего именно заменить ключ на хороший современный Р-канальный полевик с сопротивлением канала меньше 0,03 Ома, например FQA47P06 или аналогичный. При этом увеличить R1 до 10К, уменьшить С1 до 47-100 нФ и поставить стабилитрон на 10-12В параллельно ЗИ полевика. На составном биполяре всегда будет падать не меньше 1-1,5В, не считая динамических потерь.

Алексей

[Alex]

Че, опять с "Ваняльника" к нам "ламеры-мудераторы" в гости пожаловали?
В прошлый раз помниться, они себя считали наикрутейшими специалистами по импульсным БП! Аж никакие советы слушать не хотели!
(при том, что несли откровенный бред...)

P.S. КПД 90% конечно сделать можно, можно, если постараться, даже 80% Только боюсь что и за 90% меня бы с работы выгнали...

[FOLKSDOICH]

10-15 кгц возможно прокатит с плюшкой.

[Misterioo]

10-15 кгц возможно прокатит с плюшкой.

Действительно , снизил до 13 кгц - кпд возросло до 85% и он противно запищал, дальнейшее снижение частоты уже НИЧЕГО НЕ ДАВАЛО, только пульсации на выходе возрастали , однако все-же этого недостаточно, еще хотя бы 5% набрать, может ключ сделать на составных транзисторах, но не транзисторной сборке,а именно на 2-х транзисторах например КТ830 и КТ866... Тогда я смогу вывести вторую базу, и значит смогу в глубокое насыщение вогнать силовой биполяр, а то 1.3 вольта падение на Кт825 в режиме насыщения при токе 6А - это очень много.
Почему ТЛ494 не смогу использовать - оказывается в перспективе данная схема рассчитывается повышение входного напряжение до 50Вольт, а ТЛ494 ключи могут выдерживать не более 35 вольт, а значит не подходит.... Вот почему ее нельзя использовать..

Добавлено через 7 минут

А снижать частоту вам тоже запретили? Если нет, то поставьте дроссель размером с полбатона, сделайте частоту герц сто-стописят, ну или пицот, если совсем осмелеть, и тогда может и получится 90% к.п.д. А то у вас ведь только статических потерь на ключе примерно 3,2 Вт и на диоде где-то 2,4 Вт, а для 90% вообще всех потерь должно быть не более 8 Вт. А вообще морочица с такими схемами - это онанизм моска, так и скажите своему преподу, но когда зачот уже поставит.

делать импульсник на 500гц - это бред сивой кобылы . Дроссель там будет точно как батон ) уже на 13 кгц более-менее работает...
Именно так, что онанизм моска, однако задачи это не решает.
Лучше подскажи,как не снижением частоты добится КПД-90%, а именно схемотехнически, то есть :
1) Возможно, заменить ключ на другой транзистор,точнее транзисторы , чтобы собрать составник.
2) сделать некие цепочки, которые энергию сквозного тока накапливают, а потом отдают в нагрузку.
3) Сделать так, чтобы побыстрее закрывался и открывался транзистор, чтобы энергия коммутации так не тратилась сильно, как сейчас.
Может в этом направлении что-нибудь подскажешь?

Добавлено через 3 минуты

Че, опять с "Ваняльника" к нам "ламеры-мудераторы" в гости пожаловали?
В прошлый раз помниться, они себя считали наикрутейшими специалистами по импульсным БП! Аж никакие советы слушать не хотели!
(при том, что несли откровенный бред...)

P.S. КПД 90% конечно сделать можно, можно, если постараться, даже 80% Только боюсь что и за 90% меня бы с работы выгнали...

Что было, то было . Давайте не ворошить прошлое, забудем обиды .... Вы крутейший специалист в области импульсников.
Лучше поскажите мне по теме, я думаю , что 90% выжать с биполяров на понижающем ПН на 6А - прилично, вы как думаете ? Конечно на полевиках можно выжать и 92% на 50кГц и 6А, но к сожалению здесь биполяры.
Просто задачку такую поставили, поделитесь вашими соображениями?

Добавлено через 3 минуты

Несмотря на запрет , проще всего именно заменить ключ на хороший современный Р-канальный полевик с сопротивлением канала меньше 0,03 Ома, например FQA47P06 или аналогичный. При этом увеличить R1 до 10К, уменьшить С1 до 47-100 нФ и поставить стабилитрон на 10-12В параллельно ЗИ полевика. На составном биполяре всегда будет падать не меньше 1-1,5В, не считая динамических потерь.

Алексей

Спасибо за совет, да с полевиком конечно лучше будет..
А насчет биполяров, я думаю, что один из корней беды в динамических потерях. Чтобы их уменьшить требуется сделать фронты импульсов включения и выключения КЛЮЧА покруче, только как? Есть соображения?

[лысый]

делать импульсник на 500гц - это бред сивой кобылы .

А делать импульсник по такой схеме - это по нынешним временам бред, которым не хочется оскорблять даже кобыл, хоть и сивых.
В этой схеме нужен именно составной транзистор, а на нём по-любому будет вольтей падать мама не горюй. И по скорости переключения составной биполярный ключ по природе своей где-то между оч. плохо и хуже некуда, и ничем это не поправишь. Потому и посоветовал частоту снижать, поскольку динамические потери примерно пропорциональны отношению времени переключения к периоду.

1) Возможно, заменить ключ на другой транзистор,точнее транзисторы , чтобы собрать составник.

Любой составник в импульсной схеме - это дрова.

2) сделать некие цепочки, которые энергию сквозного тока накапливают, а потом отдают в нагрузку.

Это на порядок сложнее, чем эту схему просто выкинуть нах и забыть, и сделать по-нормальному.

3) Сделать так, чтобы побыстрее закрывался и открывался транзистор, чтобы энергия коммутации так не тратилась сильно, как сейчас.

См. п.1.

[Misterioo]

и сделать по-нормальному.
См. п.1.

Ладно, тогда пожалуйста выложи здесь схемку НОРМАЛЬНУЮ, но без ТЛ494( 50 вольтей входного напряжения не выдержит). Буду очень признателен, а если в ней и кпд будет больше 92% при входном 30В, выходном 12В и токе Нагрузки 6 Ампер - совсем хорошо будет...

[SacreD]

делать импульсник на 500гц - это бред сивой кобылы

ты не прав. На то, что бы использовать в качестве ключа составной биполяр, не способна даже кобыла.. при нынешних-то возможностях в разы сократить схему и увеличить кпд путем нормальных полевых ключей.

снизил до 13 кгц - кпд возросло до 85%

Я всё больше поражаюсь как из этой схемы можно выжать такой кпд...

Конечно на полевиках можно выжать и 92%

...и 98%..

Почему ТЛ494 не смогу использовать - оказывается в перспективе данная схема рассчитывается повышение входного напряжение до 50Вольт, а ТЛ494 ключи могут выдерживать не более 35 вольт, а значит не подходит.... Вот почему ее нельзя использовать..

Не важно что на выходе будет твориться - вход меньше 40В, значит тл494 БУДЕТ работать, к тому же в даташите есть примеры использования данной микрухи при завышенном питании.. путем построения простейшего стаба на 39В..
В любом случае в инете полно микросхем, способных работать и при сетевом напряжении (300В), и выше.. 50В этому не преграда.
Всего лишь капризы препода.

[лысый]

Ладно, тогда пожалуйста выложи здесь схемку НОРМАЛЬНУЮ, но без ТЛ494( 50 вольтей входного напряжения не выдержит).

Да не вапроц:

[Misterioo]

ты не прав. На то, что бы использовать в качестве ключа составной биполяр, не способна даже кобыла.. при нынешних-то возможностях в разы сократить схему и увеличить кпд путем нормальных полевых ключей.


Я всё больше поражаюсь как из этой схемы можно выжать такой кпд...


...и 98%..


Не важно что на выходе будет твориться - вход меньше 40В, значит тл494 БУДЕТ работать, к тому же в даташите есть примеры использования данной микрухи при завышенном питании.. путем построения простейшего стаба на 39В..
В любом случае в инете полно микросхем, способных работать и при сетевом напряжении (300В), и выше.. 50В этому не преграда.
Всего лишь капризы препода.

ну,98 % думаю уже проблематично будет. У тебя на одном диоде Шоттки при таком токе 0.6 вольта упадет, а это уже 0.6*6Ампер*0.6= ~ 2 Ватта, на ключе упадет (пусть ключ 0.03Ома имеет сопротивление открытый)
0.03*6*6.0.4=~0.7 Ватта . Итого потери 3 Ватта, мощность выхода=12*6=72ватта, а знатит вход=3+72=76. Кпд 72/76 =96 %
При условии , что НИГДЕ БОЛЬШЕ ПОТЕРЬ НЕТУ получаем 96%, а с учетом сквозного тока, неидеальных фронтов, неидеального дросселя, то будет 92-94%.

Добавлено через 3 минуты

Да не вапроц:

спасибо за схемки. буду разбираться и собирать, посмотрим как там с КПД..

[Alex]

Что было, то было . Давайте не ворошить прошлое, забудем обиды ....

Ну это ты размечтался....

Лучше по хорошему - вернись на свой Ваняльник и спрашивай там.

[gyrator]

Итак имеем :

Входное напряжение = 30 Вольт
Выходное напряжение = 12Вольт
Номинальный Ток нагрузки = 6Ампер

Требуемое КПД =88%
Нынешнее кпд =80%

Итак, цели понятны, преграды видны.
За работу, ТовариЖч!
З.Ы.
Только КПД-коэффициент и поэтому-он,
а значит-требуемый и нынешний.

[Misterioo]

Народ, теперь столкнулся с новой проблемой, проблемой устойчивости ОС.
После введения в схему микрухи ШИМ от Тл494 появилась неустойчивость, гудение стабилизатора...
Как избавится? Емкость по входу ОС ставить не предлагайте (Да, лучше становится, гудение прекращается), но тогда выборы огромные появляются когда делаешь СБРОС-НАБРОС нагрузки и ПУЛЬСАЦИИ хуже подавляются...
Итак, что требуется :
1)Достаточное подавление пульсации 100Гц от сети и 20кгц от преобразователя..
2)Нестабильность выходного напряжения 12В в пределах +-5% при изменении входного напряжения, а также при сбросе , набросе-нагрузки.
3)НЕбольшой и КРАТКОВРЕМЕННЫЙ выброс выходного напряжения при сбросе-набросе нагрузки(а лучше ИЗБАВИТСЯ от выброса полностью если можно, конечно). Мне почему-то кажется, что нельзя полностью..

Что посоветуете?

[gyrator]

Что посоветуете?

Offтопик:
Дяденьки! Дайте водички напиться, а то так есть хочется, что и переночевать негде!!!

[I.Cherry]

Offтопик:
Дяденьки! Дайте водички напиться, а то так есть хочется, что и переночевать негде!!!

Не.. на украинском "сочнее" звучит:- Ой дайте тітко води напитися, бо так їсти хочеться, що немає де переночувати.
Misterioo:

Народ, теперь столкнулся с новой проблемой, проблемой устойчивости ОС.
После введения в схему микрухи ШИМ от Тл494 появилась неустойчивость, гудение стабилизатора...

Раз ты уже до этой МС дошел, то там проблем вообще никаких не должно быть. Помню, что в одно время я много всякой схемотехники перепробовал с этими понижалками - gyrator свидетель. и в конце концов появилось то что очень хорошо повторяется без всяких заморочек.
Misterioo, ты хоть смотрел на паяльнике тему 24-12В ? ..а на других сайтах? ..там где я в одно время выкладывал свои наработки по этим понижалкам. Наверно, что не смотрел.
Вот тебе первый пункт - смотри ..читай..делай = http://elektron.ucoz.ru/forum/5-8-1
и здесь: = http://valvol.flyboard.ru/topic216.html