Конструкция повышающего преобразователя мощностью 300 Вт

Я разрабатываю повышающий преобразователь. Я знаю, что, возможно, характеристики, которые я хочу, лучше подходят для другой топологии, такой как полумост или полный мост, но я думаю, что топология форсирования проще, и обмотка индуктора тоже проще.

Мой повышающий преобразователь должен быть:

  • Входное напряжение 14 В
  • Выходное напряжение от 15 до 30 В
  • Выходной ток 10 А, поэтому выходная мощность будет 30 * 10 = 300 Вт.
  • частота переключения 300 кГц

Я использую эту заметку по применению от Texas Instruments, и я получаю следующие результаты:

  • Значение индуктора: 2,5 мкГн
  • Максимальный ток переключения: 45А

Возможно ли, что индуктор имеет такое низкое значение? Действительно ли пиковый ток такой большой? Я планирую использовать полевой МОП-транзистор IRFZ44 , который указывает импульсный ток стока 200 А, это параметр, на который я должен смотреть, или я должен рассчитать Irms и посмотреть на непрерывный ток стока?

Также я смотрел на это ядро, но значение Al настолько велико, что мне даже не нужно поворачивать ядро, чтобы получить 2,5 мкГн! Значит, я не могу использовать это ядро?

Также я хотел бы знать, как рассчитать индуктор, чтобы убедиться, что я не превышаю максимальную плотность потока. У меня есть книга под названием Power Supply Cookbook, но, похоже, она больше посвящена конструкции индуктора Half-Bridge и Full-Bridge, чем конструкции Boost.

Я не эксперт, поэтому есть много вещей, которых я не знаю, какие-либо руководства, книги, ссылки были бы очень признательны! Спасибо!

Ответы (2)

Выходная мощность = мощность минус потери. Выходная мощность составляет 300 Вт, следовательно, входная мощность будет около 330 Вт. При 14 вольтах и ​​330 ваттах входной ток будет 23,6 ампер, но это средний ток. Пиковый ток будет зависеть от рабочего цикла, и, если рассматривать его упрощенно, для 50% рабочего цикла пиковый ток может составлять около 2 x 23,6 ампер = 47 ампер в худшем случае (пограничный прерывистый).

В идеале вам нужно выбрать катушку индуктивности, которая не насыщает, а катушка с зазором будет работать лучше. Сплошной ферритовый сердечник начинает насыщаться при магнитном потоке около 0,4 тесла. У него может быть относительная проницаемость, скажем, 1000. Используя B = мю ЧАС позволяет это оценить:

Н = 0,4 4 π × 10 − 7 × 1000 = 318 Ат/м

Вам необходимо знать среднюю длину магнитного поля, которая указана в паспорте используемого феррита. Допустим, это 100 мм, это означает, что ваши максимальные ампер-витки составляют 31,8, и, конечно, это не подходит для вашего приложения, потому что вы сразу видите, что это, вероятно, ваша сила тока, и один виток сильно насытит сердечник.

Таким образом, если вы поместите зазор, это может уменьшить эффективную проницаемость, скажем, до 200, и это позволит увеличить поле в 5 раз больше (в 5 раз больше ток или в 5 раз больше витков), но индуктивность связана с квадратом витков, поэтому есть чистый выигрыш, потому что, хотя в А л значение ядра с зазором уменьшилось в 5 раз, вам нужно только 5 больше витков для восстановления индуктивности.

Согласно примечанию к заявке мой долг должен составлять около 75%. Значит, тороидальный сердечник здесь не лучший вариант? Я должен использовать ядро ​​EE с зазором? Как рассчитать индуктор, чтобы избежать насыщения сердечника?
Если материал N30 имеет начальную проницаемость 4300, как мне рассчитать относительную проницаемость? H=1200 в N30, но μ должно варьироваться в зависимости от какого-то параметра, например тока, верно? В противном случае я никак не могу изменить B, чтобы избежать насыщения.
Помогает ли моя последняя модификация ответа? Начальная проницаемость обычно указывается как относительная проницаемость. мю материален, не зависит от тока.
В технических характеристиках моего сердечника ничего не говорится о длине магнитного поля: / mouser.com/catalog/specsheets/epcos_B64290A0084X830.pdf Итак, если мои μ = 4300 и B = 0,4, H становится равным 0,000093? Такое низкое значение?
Тороиды для этого не подойдут — посмотрите на наборы ферритовых сердечников RM12 и поймите, что в них нужно будет сделать зазор.
Проницаемость свободного пространства x относительная проницаемость — это значение, которое вы используете.
Итак, теперь я получаю H = 70,32 А / м, что означает, что если я намотаю всего один виток, сердечник не насытится? Я не знаю, что вы подразумеваете под «средней длиной магнитного поля», не указано в таблице данных. Извините за столько вопросов, у вас есть какая-нибудь хорошая книга, которую я могу прочитать об этом?
@ Андрес, я думаю, пришло время честности, и тебе следует изменить вступительное предложение с « Я разрабатываю повышающий преобразователь» на что-то более фактическое.
@AlfredCentauri прекрати оскорблять моего клиента LOL
@ Андрес, я не знаю, как ты получил эту цифру. Я не собираюсь продолжать смотреть на характеристики тороида, на который вы ссылаетесь, потому что я не верю, что он сработает. Возможно, отредактируйте свой вопрос ИЛИ начните писать свой собственный ответ, чтобы я мог видеть, как вы переходите от а к б. Также скопируйте и вставьте данные материала из соответствующей спецификации.
@AlfredCentauri Извините, Альфред, может быть, я не так много знаю об этом, но я пишу здесь с просьбой о помощи, книгах, ссылках на что-то, что может помочь мне в этом. Андьяка, спасибо за ваше время и руководство, я постараюсь продолжить расследование.

Возможно ли, что индуктор имеет такое низкое значение?

Что ж, посмотрим. Предположим, что рабочий цикл 50%, поэтому переключатель включен. 1 2 1 300 к ЧАС г "=" 1,67 мю с .

В это время на катушке индуктивности есть напряжение 14 В. Таким образом, скорость изменения тока равна

г я л г т "=" В л л "=" 14 В 2,5 мю ЧАС "=" 5.6 А мю с

Таким образом, за время работы ключа ток индуктивности увеличится на

Δ я л "=" 5.6 А мю с ⋅ 1,67 мю с "=" 9.34 А

Исходя из такого расчета «обратной стороны конверта» и требуемого выходного тока, это звучит разумно (приблизительно) для меня.

Я не эксперт по конструкции повышающего преобразователя, но я хотел ответить на этот конкретный вопрос, чтобы дать вам представление о том, как самостоятельно выполнить «проверку работоспособности».

затем добавьте средний ток, который индуктор должен нести, подаваемый на нагрузку, в дополнение к увеличению из-за переключения.
Конструкция повышающего преобразователя мощностью 300 Вт
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v