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需求大变更!40kW前级升压!超大功率DCDC!升压60V至400V瞬态40kW!

最近有一个项目,是制作一个30V-60V输入,400V输出DCDC,功率要求15kW。。全数字控制

因为可以不隔离,所以犯了难

想跟大家探讨一下,选什么拓扑好呢?

     

1》推挽拓扑

推挽在这种大功率下我认为并没有优势

管子的应力不仅仅是2倍,实际至少按照3倍以上设计,造成MOSFET的浪费,可靠性还很低

相比于全桥,虽然管子少一半,但电压多3倍,MOSFET电压高3倍那么管子电流会小非常多的,得不偿失

     

2》全桥拓扑

我认为这是可以讨论的。

变压器可以实现天然的均流效果,所以可以用大量247封装的管子实现超大的功率

每一个变压器初级均可以用TO-247管子做的全桥,当然用大型MOSFET模块全桥也可以

次级串联,天然均流。

    

3》两级Boost变换

因为可以不隔离,我认为这仍然是一个很好的选择

这种拓扑不适合小型TO-247多并联,因为每一个电感上都加电流传感器是得不偿失的,最好选大型模块。

第一级利用大型MOSFET模块,例如150V的模块,实现升压至中压120V

第二级利用中型MOSFEY模块,例如600V的模块,实现120V进一步升压至400V

优点就是只用电感就可以,保护好做,每一路均可实现完全的电流检测

缺点是,MOSFET模块的电压要按照高压侧电压选取,电流要按照低压侧电流选取,好浪费管子……还得两级……

   

这个电源现在的需求是可靠性第一,成本第二,但不是完全不考虑成本

希望大家能给小弟一些建议,关于拓扑的选择是初期最重要的事情,请大家多多讨论

小弟主要想知道两个事情:

1》仅仅考虑成本,哪种占优?

2》仅仅考虑可靠性,哪种占优?

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

2016-1-2

最新更新:

输入变更至60V-75V

瞬态功率40kw——1s

短时功率15kw——15s

长时功率  5kw——长时间

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qqwintian
LV.4
2
2015-12-27 16:06

根据平时看到的经验

变压器的成本与管子的成本其实差不多,优质变压器甚至更贵

那么对于Boost来讲,相对于全桥:

省了一半初级管子,节省了变压器,节省了驱动器,节省了次级二极管

浪费了管子的电压应力

   

所以,我认为,“一半初级管子+次级二极管+变压器成本+驱动器=管子因为电压高而更贵”

这个时候,差不多两种拓扑就是一样的钱了

    

MOSFET基本都是一份电压一份电流的,所以相同的电流,电压高一倍,价格贵一倍

所以我认为

Boost在升压4~5倍的时候,基本就和全桥+变压器+次级二极管差不多成本了

不知道我这么想对吗?

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2015-12-27 16:30
@qqwintian
根据平时看到的经验变压器的成本与管子的成本其实差不多,优质变压器甚至更贵那么对于Boost来讲,相对于全桥:省了一半初级管子,节省了变压器,节省了驱动器,节省了次级二极管浪费了管子的电压应力  所以,我认为,“一半初级管子+次级二极管+变压器成本+驱动器=管子因为电压高而更贵”这个时候,差不多两种拓扑就是一样的钱了   MOSFET基本都是一份电压一份电流的,所以相同的电流,电压高一倍,价格贵一倍所以我认为Boost在升压4~5倍的时候,基本就和全桥+变压器+次级二极管差不多成本了不知道我这么想对吗?
4相并联交错的BOOST,30-60输入升压到100V。每一相位分摊3.75KW,输出100V后也采用多相交错升压到400V,用全桥直接开环,驱动简单,功率回路也简单。
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qqwintian
LV.4
4
2015-12-27 17:16
@lizlk
4相并联交错的BOOST,30-60输入升压到100V。每一相位分摊3.75KW,输出100V后也采用多相交错升压到400V,用全桥直接开环,驱动简单,功率回路也简单。

是的!每一种方案都能实现~

我还是想探讨一下就是这两种方案的对比,成本与可靠性方面

到底谁好呢?

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2015-12-27 20:38
@qqwintian
是的!每一种方案都能实现~我还是想探讨一下就是这两种方案的对比,成本与可靠性方面到底谁好呢?

两级BOOST,管子数量及效率上不一定有优势了。

要稳压的话用一级闭环的全桥,或者一级闭环BOOST加一级开环的全桥LLC。

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qqwintian
LV.4
6
2015-12-28 13:51
@shanghaiweiji
两级BOOST,管子数量及效率上不一定有优势了。要稳压的话用一级闭环的全桥,或者一级闭环BOOST加一级开环的全桥LLC。

怕是 一级闭环BOOST加一级开环的全桥LLC

这样做是成本最高的哦~肯定比双级BOOST或者单级全桥都贵了~

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qqwintian
LV.4
7
2015-12-31 14:01
@qqwintian
根据平时看到的经验变压器的成本与管子的成本其实差不多,优质变压器甚至更贵那么对于Boost来讲,相对于全桥:省了一半初级管子,节省了变压器,节省了驱动器,节省了次级二极管浪费了管子的电压应力  所以,我认为,“一半初级管子+次级二极管+变压器成本+驱动器=管子因为电压高而更贵”这个时候,差不多两种拓扑就是一样的钱了   MOSFET基本都是一份电压一份电流的,所以相同的电流,电压高一倍,价格贵一倍所以我认为Boost在升压4~5倍的时候,基本就和全桥+变压器+次级二极管差不多成本了不知道我这么想对吗?
大家讨论讨论呗~
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btma
LV.8
8
2015-12-31 16:00
@qqwintian
大家讨论讨论呗~
从可靠性来说,认为还是单级全桥方案好。
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pengsha
LV.4
9
2015-12-31 21:35
@btma
从可靠性来说,认为还是单级全桥方案好。

来看看,这么大功率我们只能观望了

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dobetter
LV.7
10
2016-01-01 16:30
这种还是用工频机来做吧,电压太低了,太有难度了~
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2016-01-02 16:49
@dobetter
这种还是用工频机来做吧,电压太低了,太有难度了~
哥们,他是DC-DC,工频做下来效率和成本应该更高吧。
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qqwintian
LV.4
12
2016-01-03 22:33

改需求啦!

最新的刚出炉的需求

输入电压改成60V

瞬态功率要求40kW!!!!!!!!!

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dobetter
LV.7
13
2016-01-03 23:31
@qqwintian
改需求啦!最新的刚出炉的需求输入电压改成60V瞬态功率要求40kW!!!!!!!!!
不是吧,这么猛?纳闷这种需求都是应用在什么上边的?
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2016-01-06 17:21
@qqwintian
改需求啦!最新的刚出炉的需求输入电压改成60V瞬态功率要求40kW!!!!!!!!!
40kw1S一点也不难,后级加大滤波电容撑住就可以了,倒是15KW15S需要实实在在的功率,不是电容能提供得了的哈。
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dobetter
LV.7
15
2016-01-06 20:11
@xzszrs
40kw1S一点也不难,后级加大滤波电容撑住就可以了,倒是15KW15S需要实实在在的功率,不是电容能提供得了的哈。
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qqwintian
LV.4
16
2016-01-07 16:43
@xzszrs
40kw1S一点也不难,后级加大滤波电容撑住就可以了,倒是15KW15S需要实实在在的功率,不是电容能提供得了的哈。

完全不可能!

根据计算,450V-2200uF电容是65mm直径*100mm高度一大颗

充电到400V放干净400*400*2.2m*0.5=176J

需要40kJ则需要227颗

很明显……227颗体积有……

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2016-01-07 17:50
@qqwintian
完全不可能!根据计算,450V-2200uF电容是65mm直径*100mm高度一大颗充电到400V放干净400*400*2.2m*0.5=176J需要40kJ则需要227颗很明显……227颗体积有……

不是说普通电容啊,我说的超级电容模块,我看到一个250V0.9F的体积是20*30*15cm,按200V计算储能是36KJ,本身电源有15KW的功率,电容只需要提供25KW的功率,我看也差不多了。定做一个500V0.5F的超级电容模块按400V计算储能40KJ估计效果爽歪歪。

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qqwintian
LV.4
18
2016-01-08 11:21
@xzszrs
不是说普通电容啊,我说的超级电容模块,我看到一个250V0.9F的体积是20*30*15cm,按200V计算储能是36KJ,本身电源有15KW的功率,电容只需要提供25KW的功率,我看也差不多了。定做一个500V0.5F的超级电容模块按400V计算储能40KJ估计效果爽歪歪。[图片]

超级电容模块更贵

160V-5.8F的超级电容是一个比较常用的,应该能量是你说的3倍不到

这个一个模组,五六千元呢

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2016-01-08 15:24
@qqwintian
超级电容模块更贵160V-5.8F的超级电容是一个比较常用的,应该能量是你说的3倍不到这个一个模组,五六千元呢
只要160V-5.8F的1/3的容量就可以了,大概2000以内吧。如果你要把电源从15KW搞大到40KW增加的价格应该不止2000快。
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