Возможности очень высокотемпературного импульсного источника питания постоянного и переменного тока

Я участвую в разработке продукта (с механической стороны, чтобы было ясно, что я не EE), где нам нужен очень компактный импульсный источник питания переменного тока, который будет потреблять 90-300 В переменного тока, 50-60 Гц и выход 5 ватт на 12 вольт. С точки зрения машиностроения было бы чрезвычайно выгодно, если бы этот источник питания мог выдавать такую ​​мощность при длительной работе (многие часы) при температуре окружающего воздуха до 105 °C.

Просто для того, чтобы усложнить задачу, наш модуль должен поместиться в пространство около 15 мм в высоту, 25 мм в ширину и около 50 мм в длину — так что это действительно плотная посадка. Источник питания должен быть сертифицирован, поэтому необходимо контролировать такие детали, как изоляция (3000 В переменного тока) и шум, который может повлиять на Wi-Fi и Bluetooth.

Что я хотел бы знать, так это то, какие соображения будут учитываться при разработке такого источника питания? Например, мое ограниченное понимание состоит в том, что конденсаторы обычно являются компонентами, которые ограничивают номинальную температуру и надежность, но также кажется, что был достигнут значительный прогресс в высокотемпературных керамических и танталовых конденсаторах, которые сделали бы такой источник питания возможным сегодня (хотя возможно относительно дорого).

Заранее благодарю вас за любую точку зрения, которую вы можете предоставить.

Это не должно быть проблемой, но дьявол кроется в деталях - какая изоляция от переменного тока вам требуется и какой уровень переменного тока является входом? Какой диапазон напряжений переменного тока может ожидать проект. И есть ли принудительное воздушное охлаждение?
В идеале напряжение должно работать в большинстве мест по всему миру, примерно от 90 до 300 В переменного тока, 50-60 Гц. Изоляция должна быть 3000 В переменного тока для сертификации. Двойная изоляция была бы кстати. И, да, мы можем принудительно охладить этот компонент, чтобы поддерживать температуру окружающей среды.
@user2259745 user2259745 Если вы можете принудительно охладить поверхность до температуры окружающей среды, почему она поднимается до 105 градусов? Просто пытаюсь получить полную картину.
Температура окружающего воздуха будет 105°C, следовательно, компоненты будут нагреваться сильнее.
Ах, да, это может быть проблемой. Вам нужно будет увеличить размеры большей части контура или воздушного потока, чтобы они были достаточно прохладными. Подъем на 20 градусов внутри вашего блока питания очень прост. Не говоря уже о чипе драйвера, даже если его поверхность «всего 115», внутри может быть 150, часто именно тогда они начинают делать странные вещи, которые им не положено. Однако при наличии соответствующих инструментов и материалов это вполне возможно.

Ответы (3)

Вероятно, это не является строгим требованием - 105 ° C не так уж и жарко, вы даже можете легко получить электролиты, рассчитанные на 125 ° C. Предполагая (только из вашего тега), что на входе будет переменный ток, вам может потребоваться довольно большая крышка электролитического фильтра. При достаточно высокой частоте переключения вы можете использовать конденсаторы MLCC в других частях схемы.

Размер может быть проблемой - обычно высокая эффективность (которая вам нужна при высоких температурах) может потребовать немного большего размера, а высота 15 мм (включая корпус?) - довольно жесткое ограничение.

Ожидайте более ограниченный срок службы, если он должен работать в течение значительного рабочего цикла при очень высоких температурах и необходимы электролиты. Температурный предел для электронных крышек рассчитан на срок службы, измеряемый тысячами часов, а не десятками лет, поэтому обычно нам нравится работать при средней температуре, намного меньшей номинальной температуры.

Я только что быстро просмотрел идеи о схемах, и это появилось: -

введите описание изображения здесь

Он использует довольно авторитетный TNY267 от Power Integrations , и на их веб-сайте есть инструменты проектирования — вы можете вставить числа, такие как диапазон входного напряжения, выходная мощность и напряжение, и он спроектирует схему для вас. Предстоит еще проделать значительную работу, чтобы получить его в конверте, и я бы порекомендовал вам воспользоваться услугами консультанта и т. д., но вы должны быть в состоянии получить хорошее представление о космической оболочке, используя самостоятельно созданную спецификацию от PI.

Я также думаю, что вы, возможно, ищете поставщика для намотки изолирующего трансформатора для вас (это то, что на схеме 140 витков и 8 витков).

.Небольшой обратный ход потребует много работы, чтобы выполнить работу. При 300 В переменного тока, каким будет пиковое напряжение переключения? Эффективность важна при таких высоких температурах окружающей среды. 90%, поэтому самонагревание не будет проблемой. Однополупериодный выпрямитель не является законным в некоторых странах. Потребуется фильтрация ЭМС, чтобы гарантировать, что он проходит ЭМС.
Как я уже сказал, может потребоваться консультант, чтобы сделать это должным образом, поэтому, пожалуйста, не выбирайте @Autistic.

Вы не определили входное напряжение, и, поскольку я не верю, что вы на самом деле собираетесь использовать 220 В переменного тока (потому что вы можете просто использовать адаптер для настенного крепления и потому что он никогда не будет соответствовать вашему размеру, по крайней мере безопасный и надежный вид), давайте посмотреть, что я буду делать.

Итак, во-первых, есть микросхемы DCDC с внешними компонентами. Если у вас есть автомобильный градус (125 градусов), вам нужен только эффективный дизайн около 95%, тогда его собственная мощность будет очень низкой.

Так же есть модули. Обычно требуется меньше компонентов вокруг. У TI есть один, который я оценил и нашел очень хорошим, хотя я не уверен насчет температуры.

Проблемы: что ты будешь делать с проводами? Без фильтра, который может быть довольно большим, провод может излучать, норму не пройдёшь. Снаружи жарче, чем внутри коробки? Однажды я видел конструкцию, в которой электроника нагревалась, а не охлаждалась корпусом. Возможно, вам понадобится теплоизоляция.

Возможности очень высокотемпературного импульсного источника питания постоянного и переменного тока
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v