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需求大變更!40kW前級升壓!超大功率DCDC!升壓60V至400V瞬態40kW!

最近有一個項目,是制作一個30V-60V輸入,400V輸出DCDC,功率要求15kW。。全數字控制

因為可以不隔離,所以犯了難

想跟大家探討一下,選什么拓撲好呢?

     

1》推挽拓撲

推挽在這種大功率下我認為并沒有優勢

管子的應力不僅僅是2倍,實際至少按照3倍以上設計,造成MOSFET的浪費,可靠性還很低

相比于全橋,雖然管子少一半,但電壓多3倍,MOSFET電壓高3倍那么管子電流會小非常多的,得不償失

     

2》全橋拓撲

我認為這是可以討論的。

變壓器可以實現天然的均流效果,所以可以用大量247封裝的管子實現超大的功率

每一個變壓器初級均可以用TO-247管子做的全橋,當然用大型MOSFET模塊全橋也可以

次級串聯,天然均流。

    

3》兩級Boost變換

因為可以不隔離,我認為這仍然是一個很好的選擇

這種拓撲不適合小型TO-247多并聯,因為每一個電感上都加電流傳感器是得不償失的,最好選大型模塊。

第一級利用大型MOSFET模塊,例如150V的模塊,實現升壓至中壓120V

第二級利用中型MOSFEY模塊,例如600V的模塊,實現120V進一步升壓至400V

優點就是只用電感就可以,保護好做,每一路均可實現完全的電流檢測

缺點是,MOSFET模塊的電壓要按照高壓側電壓選取,電流要按照低壓側電流選取,好浪費管子……還得兩級……

   

這個電源現在的需求是可靠性第一,成本第二,但不是完全不考慮成本

希望大家能給小弟一些建議,關于拓撲的選擇是初期最重要的事情,請大家多多討論

小弟主要想知道兩個事情:

1》僅僅考慮成本,哪種占優?

2》僅僅考慮可靠性,哪種占優?

————————————————————————————————————————————————————————————————  

2016-1-2

最新更新:

輸入變更至60V-75V

瞬態功率40kw——1s

短時功率15kw——15s

長時功率  5kw——長時間

全部回復(20)
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qqwintian
LV.4
2
2015-12-27 16:06

根據平時看到的經驗

變壓器的成本與管子的成本其實差不多,優質變壓器甚至更貴

那么對于Boost來講,相對于全橋:

省了一半初級管子,節省了變壓器,節省了驅動器,節省了次級二極管

浪費了管子的電壓應力

   

所以,我認為,“一半初級管子+次級二極管+變壓器成本+驅動器=管子因為電壓高而更貴”

這個時候,差不多兩種拓撲就是一樣的錢了

    

MOSFET基本都是一份電壓一份電流的,所以相同的電流,電壓高一倍,價格貴一倍

所以我認為

Boost在升壓4~5倍的時候,基本就和全橋+變壓器+次級二極管差不多成本了

不知道我這么想對嗎?

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2015-12-27 16:30
@qqwintian
根據平時看到的經驗變壓器的成本與管子的成本其實差不多,優質變壓器甚至更貴那么對于Boost來講,相對于全橋:省了一半初級管子,節省了變壓器,節省了驅動器,節省了次級二極管浪費了管子的電壓應力  所以,我認為,“一半初級管子+次級二極管+變壓器成本+驅動器=管子因為電壓高而更貴”這個時候,差不多兩種拓撲就是一樣的錢了   MOSFET基本都是一份電壓一份電流的,所以相同的電流,電壓高一倍,價格貴一倍所以我認為Boost在升壓4~5倍的時候,基本就和全橋+變壓器+次級二極管差不多成本了不知道我這么想對嗎?
4相并聯交錯的BOOST,30-60輸入升壓到100V。每一相位分攤3.75KW,輸出100V后也采用多相交錯升壓到400V,用全橋直接開環,驅動簡單,功率回路也簡單。
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qqwintian
LV.4
4
2015-12-27 17:16
@lizlk
4相并聯交錯的BOOST,30-60輸入升壓到100V。每一相位分攤3.75KW,輸出100V后也采用多相交錯升壓到400V,用全橋直接開環,驅動簡單,功率回路也簡單。

是的!每一種方案都能實現~

我還是想探討一下就是這兩種方案的對比,成本與可靠性方面

到底誰好呢?

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2015-12-27 20:38
@qqwintian
是的!每一種方案都能實現~我還是想探討一下就是這兩種方案的對比,成本與可靠性方面到底誰好呢?

兩級BOOST,管子數量及效率上不一定有優勢了。

要穩壓的話用一級閉環的全橋,或者一級閉環BOOST加一級開環的全橋LLC。

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qqwintian
LV.4
6
2015-12-28 13:51
@shanghaiweiji
兩級BOOST,管子數量及效率上不一定有優勢了。要穩壓的話用一級閉環的全橋,或者一級閉環BOOST加一級開環的全橋LLC。

怕是 一級閉環BOOST加一級開環的全橋LLC

這樣做是成本最高的哦~肯定比雙級BOOST或者單級全橋都貴了~

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qqwintian
LV.4
7
2015-12-31 14:01
@qqwintian
根據平時看到的經驗變壓器的成本與管子的成本其實差不多,優質變壓器甚至更貴那么對于Boost來講,相對于全橋:省了一半初級管子,節省了變壓器,節省了驅動器,節省了次級二極管浪費了管子的電壓應力  所以,我認為,“一半初級管子+次級二極管+變壓器成本+驅動器=管子因為電壓高而更貴”這個時候,差不多兩種拓撲就是一樣的錢了   MOSFET基本都是一份電壓一份電流的,所以相同的電流,電壓高一倍,價格貴一倍所以我認為Boost在升壓4~5倍的時候,基本就和全橋+變壓器+次級二極管差不多成本了不知道我這么想對嗎?
大家討論討論唄~
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btma
LV.8
8
2015-12-31 16:00
@qqwintian
大家討論討論唄~
從可靠性來說,認為還是單級全橋方案好。
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pengsha
LV.4
9
2015-12-31 21:35
@btma
從可靠性來說,認為還是單級全橋方案好。

來看看,這么大功率我們只能觀望了

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dobetter
LV.7
10
2016-01-01 16:30
這種還是用工頻機來做吧,電壓太低了,太有難度了~
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2016-01-02 16:49
@dobetter
這種還是用工頻機來做吧,電壓太低了,太有難度了~
哥們,他是DC-DC,工頻做下來效率和成本應該更高吧。
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qqwintian
LV.4
12
2016-01-03 22:33

改需求啦!

最新的剛出爐的需求

輸入電壓改成60V

瞬態功率要求40kW?。。。。。。。?!

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dobetter
LV.7
13
2016-01-03 23:31
@qqwintian
改需求啦!最新的剛出爐的需求輸入電壓改成60V瞬態功率要求40kW!!?。。。。。。?/span>
不是吧,這么猛?納悶這種需求都是應用在什么上邊的?
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2016-01-06 17:21
@qqwintian
改需求啦!最新的剛出爐的需求輸入電壓改成60V瞬態功率要求40kW?。。。。。。。?!
40kw1S一點也不難,后級加大濾波電容撐住就可以了,倒是15KW15S需要實實在在的功率,不是電容能提供得了的哈。
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dobetter
LV.7
15
2016-01-06 20:11
@xzszrs
40kw1S一點也不難,后級加大濾波電容撐住就可以了,倒是15KW15S需要實實在在的功率,不是電容能提供得了的哈。
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qqwintian
LV.4
16
2016-01-07 16:43
@xzszrs
40kw1S一點也不難,后級加大濾波電容撐住就可以了,倒是15KW15S需要實實在在的功率,不是電容能提供得了的哈。

完全不可能!

根據計算,450V-2200uF電容是65mm直徑*100mm高度一大顆

充電到400V放干凈400*400*2.2m*0.5=176J

需要40kJ則需要227顆

很明顯……227顆體積有……

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2016-01-07 17:50
@qqwintian
完全不可能!根據計算,450V-2200uF電容是65mm直徑*100mm高度一大顆充電到400V放干凈400*400*2.2m*0.5=176J需要40kJ則需要227顆很明顯……227顆體積有……

不是說普通電容啊,我說的超級電容模塊,我看到一個250V0.9F的體積是20*30*15cm,按200V計算儲能是36KJ,本身電源有15KW的功率,電容只需要提供25KW的功率,我看也差不多了。定做一個500V0.5F的超級電容模塊按400V計算儲能40KJ估計效果爽歪歪。

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qqwintian
LV.4
18
2016-01-08 11:21
@xzszrs
不是說普通電容啊,我說的超級電容模塊,我看到一個250V0.9F的體積是20*30*15cm,按200V計算儲能是36KJ,本身電源有15KW的功率,電容只需要提供25KW的功率,我看也差不多了。定做一個500V0.5F的超級電容模塊按400V計算儲能40KJ估計效果爽歪歪。[圖片]

超級電容模塊更貴

160V-5.8F的超級電容是一個比較常用的,應該能量是你說的3倍不到

這個一個模組,五六千元呢

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2016-01-08 15:24
@qqwintian
超級電容模塊更貴160V-5.8F的超級電容是一個比較常用的,應該能量是你說的3倍不到這個一個模組,五六千元呢
只要160V-5.8F的1/3的容量就可以了,大概2000以內吧。如果你要把電源從15KW搞大到40KW增加的價格應該不止2000快。
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dy-qu2f4afN
LV.1
20
05-18 22:30

搞定了沒有啊兄弟,這個項目前期景很大,我現在就要,搞定了沒有啊兄弟,這個項目前景很大,我現在就要。

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05-21 09:34

做過80kW220VDC升500VDC,用的全橋+高頻變壓器升壓

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