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高壓電源之研發計劃方案與問題

作者:劉溫電   來源:本站原創   點擊數:  更新時間:2013年11月25日   【字體:
        接觸了3個來月的摸電和電源,突然也冒出了一個研發高壓電源的想法,所以想來想去,還是先立個項,至于以后做的出來做不出來,不重要了,重要的是,可以學到做開關電源和模擬電路的一些知識,即使是做不出來,也無所謂。就當練手了。
這次電源項目研發的具體細節如下:
1,電壓:1萬伏,電壓可調。
2,電流:脈沖型,1000安,可持續500毫秒到1.5秒間,恒流型,1A
3,功率:10KW以上
4,效率:50%-85%
5,拓撲結構:目前還沒有想好,待定
6,供電:DC 24V 或 AC 220V
7,控制:基于dsp或fpga的芯片控制,
8,標準:暫無標準,由于自設計,所以安規,EMI,EMC等規范不用考慮
9,時間:1-3年
10,制作方式:變壓器手繞,硅膠封料
11,通信方式,無線遙控或有線遙控。
基本上就這么多,目前還需要很多準備工作。其他待定。

      這個項目是有難度的,很多問題,在網上都沒有很好的解決方案,所以還是很有挑戰的,能做出來當然好,做不出來,也很正常,但不能因為做不出來,就不敢想,這是不可以的,就像萊特兄弟造飛機一樣,造著造著,沒準一不留神就造出來了,如果造不出來,就當娛樂了,呵呵。好了,閑話少說,現說說問題。

1,電路的拓撲結構,目前來說,有正激,反激,推挽,半橋,全橋等方式,至于哪種效率更高,哪種支持大電流,目前還待定

2,關于布線,這么大的電流,如果要是做pcb的話,大電流流過pcb,肯定會有損耗,致使電路板發熱造成燒毀板上走線,所以大功率這塊,我想用直接用管腳加焊錫相連的方式,這也是以前看別人做過的。

3,大電流的驅動元件,我想應該用mos管或者IGBT,這么大的電流,這么大的電壓,我想應該用多路的并聯才行。

4,關于散熱,對于大功率開關電源來說,熱量主要由,變壓器,電感和二極管發散出來,而且功率越高,熱量就越大,所以對于散熱,應該采用新型材料來導熱,至于新型材料是什么,目前還沒有想好 

5,體積,目前來說,體積越小越好,但小體積意味著爬電,所以封料一定要到位,目前最好是環氧樹脂,但不知道散熱怎么樣。

6,關于變壓器的計算與繞制,這是成功的關鍵,變壓器搞好了,這個項目就成功一半了,如果搞不好,那就不好說了。變壓器的問題,有線徑,初級圈數,和次級圈數,骨架和磁芯的選擇,頻率的確定,繞制方法。

目前,能想到的問題,只有這么多,其他的問題,肯定是在實際試驗中遇到的,那就遇到了再說吧。

 

高壓電源之關鍵字搜索:
AC-DC,DC-DC,IGBT,電壓源換流器,換流電抗,換流橋,交流側高通濾波器,數字PI控制
換流器結構:兩電平結構,多電平二極管歉位結構,多電平飛跨電容結構
功率,磁芯,開關頻率,初級圈數,次級圈數,反饋線圈圈數,線徑
多變壓器串聯,
單變壓器,多組次級級聯方式
單變壓器,絕緣磁芯多組次級級聯方式
多變壓器,共初級,次級級聯方式
半波多倍壓電路,全波多倍壓電路,抽頭式雙半波多被壓電路
儲能電容陣列,電流檢測手段,塔表

 

   整個電源,需要幾個模塊,首先是輸入儲能,控制電路,高壓變壓,高壓驅動,反饋電路,倍壓模塊。
元件:整流橋或整流二極管,高壓硅堆,高壓電容,vf轉換芯片,高速光耦,fpga控制或dsp控制部分,mos或IGBT模塊,高速ad,高精度運放。還有一些大功率的電阻,大容量電容,至于電感,還是決定自己繞。所有器件保證耐壓3萬V以上
變壓器:磁芯,骨架,漆包線(包括粗線和細線)
其他的:鋁殼,絕緣膜,502,環氧樹脂,散熱片
目前,還需做的工作,首先確定電路的拓撲結構,然后是變壓器是單的還是多串的,還有就是反饋電路的設計,確定采用線性光耦還是vf變換的方式進行反饋。
程序的方面是,目前還沒有確定是dsp好,還是fpga快,所以還不知道是c還是hdl語言。還有就是算法的確定。
總體兩個原則,大功率,低散熱。

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