He estado investigando sobre el diseño de un convertidor DC-DC de 3kW (Vin 12V de una batería, Vout 350VDC) y en realidad conecté un convertidor DC-DC simple aislado basado en Full-Bridge hace unos días para convertir 12VDC a 140VDC. Sin embargo, noté que era difícil variar el voltaje de salida usando el ciclo de trabajo de los interruptores. La reducción del ciclo de trabajo del 50% al 25% solo cambió el voltaje de CC de salida en 10 V más o menos.
En cambio, lo que funcionó mucho mejor fue si variaba el voltaje de entrada al puente completo. Entonces se me ocurrió la idea: ¿por qué no alimentar el Full-Bridge con un convertidor Boost? He visto un Buck-Converter alimentando un Full Bridge, como el circuito a continuación, pero nunca un Boost Converter alimentando un Full-Bridge. Buscar sobre el problema en la web no mostró ningún esquema o aplicación. notas tampoco.
¿Es factible alimentar un convertidor de puente completo con un convertidor de refuerzo y controlar el voltaje de salida modulando / controlando el convertidor de refuerzo en lugar de modular los interruptores de puente completo? No estoy muy familiarizado con el control (todavía) y prefiero no entrar en un diseño que es un callejón sin salida. Si hubiera algunos esquemas o aplicaciones. notas en la web, sabría que la topología funcionaría.
Podría ir con la topología alimentada por Buck, pero luego simplemente estaría bajando mi fuente de 12V y luego volviéndola a impulsar con mi Full-Bridge, por lo que la solución lógica parece ser primero aumentar los 12V a 48V y luego conducir Full-Bridge al 50% de ciclo de trabajo fijo que a su vez impulsa un transformador de alta frecuencia de 48V a 240V (30-40KHz). La tensión aumentada se rectifica y se alisa a través de unas pocas tapas.
La razón principal por la que quiero comentarios en el circuito es que el voltaje de mi fuente es una batería que variará de 10V a 14V. Sin un circuito de retroalimentación, esto causará variaciones más bien en el voltaje de salida.
Respuestas:
Cuando tiene un alto voltaje de aumento y una buena cantidad de energía para transferir un puente H completo es la mejor manera porque su relación de espiras es la menos requerida de todas las topologías. Así que aprobado por esa decisión.
Además, cuando se trata de este tipo de aplicación, controlar el nivel de CC y cumplir con el control de onda cuadrada 50:50 no solo es más simple sino más eficiente. Probé PWM pero tuve problemas de resonancia (que condujeron a pérdidas extremas y sobrecalentamiento) con el secundario de altas vueltas y tuve que enviar circuitos al cementerio. Entonces, en mi opinión, me gusta el ciclo de trabajo fijo, método DC variable para el control.
Entonces, ¿aumenta 12 V a 48 V y reduce la relación de vueltas en 4: 1 o va directamente al control de 12 V? Su relación de vueltas de un suministro de 12V se basará en una entrada primaria de 24Vp-p con 700Vp-p con una relación de vueltas de aproximadamente 30: 1. Si utilizó un poco de resonancia capacitiva en su devanado de salida para alcanzar el pico de la transferencia de voltaje, podría encontrar felizmente que 25: 1 servirá para voltajes de entrada tan bajos como 10V.
Mi conclusión es que me quedaría con el aumento completo del regulador de 12V porque probablemente sea más eficiente. Además, en condiciones sin carga, es posible que necesite "reducir" a tal vez 2 o 3 V, es decir, tal vez el 20% de 12 V, ¿cómo obtendría el 20% de 48 V de un impulso? chisporrotear y descubriría que con cargas muy ligeras, es posible que no pueda controlar el voltaje lo suficientemente bajo como para evitar que la salida de CC aumente significativamente por encima de 350 VCC.
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He diseñado productos para rangos de voltaje y potencia similares. La respuesta a su pregunta es: es absolutamente factible, pero en su caso puede no ser necesario.
La razón por la que no puede regular el voltaje ajustando el ancho de pulso en su transformador es el capacitor en el transformador secundario. No he resuelto todas las matemáticas, pero si pones una inductancia entre el devanado secundario y la tapa del filtro, creo que encontrarás que el sistema regula exactamente como se esperaba. Encontrarás que tu secundaria ahora se parece mucho a un convertidor de dinero estándar.
Ahora, hacer eso puede causar otras preocupaciones. Las patadas de recuperación en los diodos secundarios pueden ser prohibitivamente altas, dependiendo de los diodos que esté utilizando. Eso es lo que me detuvo, pero estaba ejecutando 8kW a 600 voltios, por lo que es posible que no tenga ese problema.
Mi solución fue ejecutar dos etapas, más o menos como usted describe: la etapa de gran aislador tonto, seguida de una etapa de regulador. En mi caso, tenía más sentido hacer que la etapa del transformador funcionara directamente con el voltaje bajo y luego tener el regulador en el voltaje más alto; Tener dos etapas que tienen que correr esas altas corrientes habría aumentado mis pérdidas significativamente. También puede considerar eso, si se queda con la arquitectura de dos etapas.
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