Sursa tensiune 650V-12V

[pisica matache]

Am de facut un regulator de tensiune, pentru o eoliana de 650V/4Kw.  Partea de comanda trebuie alimentata cu 12-15V, la max 1A. Nu prea stiu ce solutie simpla si ieftina sa folosesc pentru a obtine cei 12V. M-am gandit la o semipunte cu IR2153, dar tensiunea maxima e de 600V, idem cam toate driverele flotante. Ar mai fi o solutie, sa inseriez cu sursa un zener de peste 50V, sa ajung undeva sub 600V. Nu trebuie izolare galvanica, asa ca ar merge si un step up, dar parca diferenta de tensiune intrare iesire e foarte mica. Nu prea stiu ce sa fac, orice idee e binevenita.

[cavit]

 cel mai simplu e flyback cu uc3842 si mosfet la 1400v sau macar la 1000v scoate cu siguranta cei 10-30w necesari, nu are rost sa te complici cu semipunte aici, mai ales ca are plaja tensiunii de intrare destul de mica pe cand la flyback pot alege o tensiune reflectata de 100v si atunci va merge intre 100 si mai mult de 600-800v, exact ceai nevoie, asa le am si eu pe sistemul pv la 120v, dar ele merg si la 400, daca pun alti tranzistor merg si mai sus.

[pisica matache]

Dupa o discutie cu @smilex, caruia tin sa-i multumesc pentru sfaturi,au ramas doua variante...o semipunte cu un driver flotant de 1200V, IR2214, pe care nu l-am gasit insa la TME, iar a doua varianta, tot semipunte, dar cu IR2153, care va comanda prin doua optocuploare TLP250, tranzistorii. Apropo de acestia, n-am gasit de 1200V, voi folosi de 1000V. Am comandat componentele la TME, astept sa soseasca sa ma apuc de lucru. O sa pun si schema electrica...

PS

Am postat toti trei simultan...Nu-mi place flyback-ul, mai ales la tensiunea asta. Traful mi se pare dificil de calculat si realizat practic. Sa folosesc apoi tranzistor de doar 1000V, mi se pare riscant.

Varianta cu autotraf, sau traf, nu e rea, ar merge alimentat primarul intre doua din fazele generatorului. Recunosc insa, n-am rabdare sa bobinez asa ceva. @flomar, am vazut traful bobinat de tine, tot respectul, eu n-am insa rabdarea ta.

Editat Iulie 30, 2015 de pisica matache

[cavit]

 cert e ca la flyback e mai dificil ca trebuie sa tii cont de sensul infasurarillor, la foreward nu conteaza, eu il aflu simplu dupa ce confectinez traful cu o baterie de 1,5v r6 si un osciloscop, conectez putin bateria la primarul trafului si vad sensul impulsului pe fiecare secundar in monetul deconectarii. asfel pot marca sensul fiecarui secundar in raport cu primarul, daca toate infasurarile sunt bobinate in acelasi sens testul are rezultatul asteptat, dar il fac ca ma tem sa nu gresesc, caci gresala asta arde sursa la pornire.

 exemplu trafo miez edt30 f3f primar 200 sp 2X0.2 secundare 2-3secundare pt12-15v 10 sp 2x0.4 unul va fi pentru primar pentru uc, restul pot alimenta orice, intrfier o,5-1mm, frecventa 60-100 khz, tranzistor

2SK1271

In primar se fa folosi un snubber, daca se foloseste clamp trebuie o dioda rapida la cel putin 1200v.

 sursa in configuratia asta va scoate  20-30w in conditii rezonabile

[cavit]

 Desi crezi ca e mai riscant eu prefer flybacul pentru simplitate si plaja mare de tensiune de intrare, tlp250 sau hclp3210 sau altele asemenea merg dar trebuie si aia alimentata cu ceva, e mai dificil de facut offline. un traf de asta l-am facut in 1 ora si merge de de vreo 24ani 2din 24.

 sau daca ti-e frica mosfet cu carbura la 1700v de creat special pentru surse auxiliare din magistrale de tensiune mare poate fi operat de un uc 3842 alimentat la 18v.

C2M1000170D

 cu asta merge brici si la 200 khz dar poti sa, dai si 300 fara nici o problema, dar tot asa de bine mege si la 50-100.

 Cree 60W auxiliary power supply reference design: 
Reduce system cost while improving the reliability of single-ended fly-back SMPS

 

 Ai si cablaljul si valorile si mai mult decat atit o poti cumpara gata facuta dar nu stiu cat costa.

Editat Iulie 30, 2015 de cavit

[smilex]

Matache, in discutia noastra eu nu m-am gandit ca ai la dispozitie curent alternativ. Ideea cu traful ar putea fi super, daca la 650Vcc (460Vca intre faze la triunghi) ai avea o frecventa de peste 150Hz (?). Spun asta pentru ca daca frecventa e suficient de mare, ar merge orice traf la 220Vca presupunand ca rezista izolatia. Iar trafuri de retea se gasesc foarte usor si ieftin (preferabil incapsulate). E de incercat...

In alta ordine de idei, cum alimentezi IR si opto? Macar la initiere, ca dupa pornire se pot alimenta din cei 12V obtinuti. Poate un rezistor? Atunci trebuie dimensionat in functie de curentul consumat in stand-by. 

Editat Iulie 30, 2015 de smilex

[pisica matache]

M-am gandit de la bun inceput la traf retea, conectat ori intre doua faze, ori intre nul si o faza, cand ar fi mers un traf de 230V...Dar nu stiu nimic despre frecventa tensiunii, e o eoliana verticala, aceasta are turatie foarte mica, deci si frecventa mica, foarte posibil sub 50Hz, la 650V. Asa cum iti spuneam, eu fug si de bobinat traf in comutatie, daramite de unul retea...Pe de alta parte, mai mult ca sigur, infasurarile sunt legate in stea, iar nulul nu e scos in exterior. Poate si asa, daca frecventa ar fi peste 50Hz, ar merge doua trafuri de 230V, identice, primarele in serie, secundarele in paralel.

IR si opto le alimentez printr-o rezistenta din 650V, iar dupa pornire, din tensiunea de iesire de 12V. Poate in locul rezistentei incerc un stabilizator serie, un mosfet de peste 650V, un zener de cca 15V intre G si masa, in sursa voi avea cca 10-12V, functie de mosfet. Am folosit deseori solutia, e drept la tensiuni mici, pana in 100V. Teoretic ar trebui sa nu depasesc puterea maxima disipata de mosfet. Presupunand un curent de cca 10mA  pentru pornire,  IR2153 sigur nu consuma atat, cred ca pleaca cu 5-8mA,mosfetul ar trebui sa disipe 635Vx0,01A=6,35W. Asta pentru scurt timp, dupa ce sursa porneste, si-i dau in sursa mosfetului aproape 15V, cat are si in poarta, mosfetul va fi blocat, deci disipare zero. Ar ramane puterea disipata de rezistenta zenerului, dar aceasta va fi mica, plus ca va exista ventilare fortata. 

Editat Iulie 30, 2015 de pisica matache

[smilex]

Frecventa nu depinde numai de turatie, corect o poti vedea cu osciloscopul. 

Da, daca gasesti 450-500Vca (faza-faza, faza-nul) si 50Hz, poti inseria si doua trafuri (si primar si secundar) de 6V. Dar daca frecventa e mare, ar putea functiona si numai unul de 12. Eu n-as abandona ideea.

Nu lasa MOS-ul acela gol, inseriaza-i o rezistenta in drena, care sa limiteze curentul de incarcare a filtrajului IR.

Pentru filtrajul pe 600, poti folosi 2x 22-47u/400. Poti chiar sa gasesti acea minima capacitate inseriata cu primarul de care vorbeai odata, oricum nu are protectii si te-ar ajuta in sensul asta.

 

Cu trafurile (chiar si 3-4 inseriate) e cel mai mic volum de munca.

Electronic, nu depinzi de frecventa.

 

Daca vrei, pentru 500-650Vcc la 310Vcc/10A (stabilizat), am o solutie performanta de convertor buck (3kW) verificata. Dar e cu sic-mos, deci scumpa (cca 1000 lei + manopera). Si fara alimentare auxiliara. Poate alimenta un mean well cu cei 310V.

Editat Iulie 30, 2015 de smilex

[cavit]

 Cu trafurile merge caci u/f este constanta, asa o produce generatorul, dar nu e de prea mare folos caci tensiunea variaza mult si pierzi mult pe un eventual regulator serie liniar sau pe eventuale rezistente, sursa la care te trimit eu exista deja si ai mai multe optiuni de tranzistor  merge de la 200 la peste 1000v in functie de limita tranzistorului, daca nu tedescurci cutrafu, poti lua2 incarcatoare de laptop identice, le potipune pe ele in serie pe doua grupuri rc de egalizare sau un autotrafo de egalizare mai bine, cu 2 infasurari identice legate in serie, pe fiecare infasurare vine cate un incarcator si iesirile insumate cu 2 rezistente de 1 ohm 3w, sau autotrafo si o sursa de 400v chiar si un incarcator de laptop, asa pare cel mai simplu si si merge la o gama larga de tensiune. sau iei cele 2 trafo si le pui cu primarele in serie si secundarele in paralel si faci sursa ca mai sus, asta scoate constant la iesire cu orice tensiune de intrare intre 200 si 1000 v.

 

 Aceasta este o sursa auxiliara conform specificatillor autorului nu trebuie de putere, 20-50 w e suficient.

 

 Cel mai simplu si si merge, autotrafo coboritor 2/1 si o sursa ordinara de 12v flyback dela 100 la 400 vdc, incarcator de laptop.

Editat Iulie 30, 2015 de cavit

[pisica matache]

Asta ar fi schema, cam stufoasa pentru vreo 20W amarati...Mai simplu ar fi cu IR2214, dar nu l-am gasit decat la Farnell si e si scump, vreo 50 lei. Cu banii astia de la TME, iau cam toate componentele necesare. Ar mai fi o varianta, sugerata tot de @smilex, traf driver in locul optocuploarelor. E si asta o varianta de testat.

@cavit, nu-mi plac sursele flyback, cred ca n-am facut pana acum vreuna si nici nu ma vad facand , in viitorul apropiat...Asa cum spuneam, trafurile mi se par pretentioase, e nevoie de mosfeti de tensiuni mari, etc. Sau doar e o chestie de gust si stii vorba aia cu gustul omului...

In cazul de fata, am nevoie de 12V, doar cand tensiunea la iesirea generatorului, ajunge la cca 650V, cand va intra in functiune un regulator paralel, ce va trebui sa limiteze tensiunea la max 650V. Aceasta tensiune alimenteaza un invertor on grid, ce admite la intrare maxim 700V. As zice ca mai complexa e sursa ca regulatorul, care va fi facut cu un UC3843, un driver inversor si un IGBT ce va avea ca sarcina o rezistenta de peste 4Kw, sa poata frana eoliana. Va exista si o dioda antiparalel pe rezistenta, sau poate chiar un IGBT, ce va lucra contra timp cu cel ce alimenteaza rezistenta. Adica UC3843, IR2184, doua optocuploare, doua IGBT de peste 1000V.

Editat Iulie 30, 2015 de pisica matache

[smilex]

Zic unii producatori ca daca descarci rapid capacitatile parazite ale ledului opto, faci comutatia mai buna. N-am observat diferente semnificative, dar am procedat mereu asa. Adica pentru 5-10mA necesari ar fi nevoie de cca 2k2 comanda led opto la care ar trebui sa pui cate un schottky in paralel pe 2k2 (BAT85) cu catozii spre IR.

La 12V vei avea 11,4V pe IR si deci 3,6V pe poarta-sursa. Nu stiu daca blocheaza mos-ul ales. Am vazut la tme ceva mos de 1,4A/1kV foarte ieftin care ar putea fi folosit si acolo dar si pentru traf (traful nu cere mai mult de 30mA).

Solutia imi pare foarte functionala.

[pisica matache]

E prima data cand folosesc optocuplor pentru comanda mosfet, deci e binevenita informatia cu descarcarea rapida a capacitatii. Mosfetul cred ca poate fi blocat jongland cu tensiunea din poarta, respectiv de iesire, vad la fata locului ce si cum. Exact mosfetul acela l-am comandat, IRFBG20PBFTranzistor:N-MOSFET;unipolar;1kV;1,4A;54W;TO220AB ROHS Produc?tor: VISHAY

Apropo de comanda, cred ca o sa incerc si un traf driver, comandat direct de IR2153. Am prin niste surse forward, niste trafuri driver micute, pe tor ferita.

[smilex]

Nu matache, traful driver trebuie sa fie de o firma serioasa, dedicat intervalului de frecventa si solutiei (punte sau semipunte). Nu folosi altceva. Nu zic ca nu merge, dar problema capacitatilor parazite dintre bobinaje e destul de critica. Cel mai bine e sa-l faci cu mana ta. Folosindu-te de dispunerea bobinajelor si izolatie suficienta, poti obtine capacitati foarte mici intre bobinajul high si celelalte. Deschiderea mos-high duce la cresterea brusca a potentialului intregului bobinaj secundar driver high fata de masa (minus), iar o capacitate parazita intre bobinaje poate deschide mos-low. Un traf driver forward 2t este de exemplu mult mai putin pretentios pentru ca oricum se deschid ambele in acelasi timp, dar acel trafo driver nu este recomandat la semipunte. Nici nu vreau sa ma gandesc la ce poate face un trafo driver pe inel toroidal bobinat aiurea. E destul de ignorata problema asta. Daca nu esti sigur, atunci mai bine cu opto. Evident, asta-i o parere personala, ar putea merge foarte bine si cu asa ceva.

[pisica matache]

Nu am nevoie de izolare galvanica, asa ca m-am gandit si la un buck, de la 650 la 12-15V. Nu stiu insa daca solutia s-ar preta la o asa mare diferenta tensiune intare/iesire..

[smilex]

Nu ca n-ar fi nefunctional, dar exista dezavantajul umplerii de sub 2% si al inductantei mari. Daca vrei 1A la 12V, si tranzistorul trebuie sa-ti daruiasca 1A in conductie. Ce-i drept, la umplere infima.

La un calcul empiric, pentru 40kHz si 0,2A variatie, ai nevoie de o inductanta de minim 1,5mH cu conductor de 0,6. Pe un etd29 (2,5 lei carcasa+miezuri la miv) ca e cel mai mic de forma asta, care are sectiunea de 76mmp ar trebui sa bobinezi cu 0,6 bine izolat intre straturi si capete, cat mai multe spire posibil.

Totusi, daca vrei sa mergi pe drumul asta, solutia se poate perfecta. Se poate simplifica fara tlp250, doar cu un opto banal si cu protectie la curent (comanda puls cu puls).

 

Initial ma gandeam sa citesti tensiunea cu un opto si zener, dar cred ca merge si asa:

Editat August 1, 2015 de smilex