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宇宙飞船用1kW充电器方案讨论

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networkpower
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  • 2010-3-31 15:19:05
最近要接手一个项目,用在航空领域,太阳能光伏电池给锂电池充电,太阳能电池板电压28V,电池充电截止电压也是28V,最大输出电流35A,也即输出功率约为1kW,效率要求大于90%,不知道用什么拓扑更为合适?
BUCK-BOOST?
正激?
桥式?
这个充电器的使用场合很特殊,对于抗干扰,抗辐射要求很高,可靠性是第一位的,因此对于方案的选择就至关重要。
请大家提供一点思路,也请有相关产品经验的大虾不吝赐教。
收藏收藏10
YTDFWANGWEI
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  • 2010-3-31 16:48:17
 
上天的、入地的,要求都老严了,有次问一个电流互感器的价格,人家说筛选下来的都的上万,最后还是买个十几快钱的用了。呵呵。
20020672
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  • 2010-3-31 17:55:00
 
宇宙飞船?难道2012快了?
viper28
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本网技工
  • 2012-12-5 19:24:40
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这种成本很高吧!
networkpower
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  • 2010-4-1 08:19:24
 
顶一下,请古道,精钢,萎林等大虾有空指点一下
YTDFWANGWEI
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  • 2010-4-1 08:23:31
 
连斑竹的名字都写错了,还萎林,人家能理你才怪呢,
eric.wentx
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  • 2010-4-1 09:35:18
 
伟林哥哥要是看到这个‘萎’字,估计得吐血!!!
nc965
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  • 2010-4-1 10:35:36
 
哈哈
daxia4540827
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  • 2012-10-26 19:37:24
 
networkpower
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  • 2010-4-1 09:35:40
 
哦,斑竹有什么建议吗?
从功率的角度,是不是半桥来的合适一些?变压器设计的可以小一点
eric.wentx
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  • 2010-4-1 09:38:15
 
半桥,感觉全桥更好点,元件应力小点,既然是航天级,成本是先不考虑的!
YTDFWANGWEI
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  • 2010-4-1 09:42:24
 
输入电压28左右,输出电压28左右,用桥?
xkw1cn
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  • 2010-4-1 10:09:04
 
航天电源很多都是反激的。应力不是问题,关键是可靠和抗辐射。
普通FET上天;只要被带电离子一轰就会很快死翘翘了!
现在;这类东西是被禁运的!
networkpower
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  • 2010-4-1 10:13:30
 
反激做到1kW是不是太大了,设计有难度啊。以前有很多飞船用的电源都是用双管正激来做的。
航天电源的可靠性是第一位的,光耦都不能用,只能用变压器隔离,至于FET,我还没考虑,那不是我考虑的事情。。。
xkw1cn
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  • 2010-4-1 10:17:25
 
仅就拓朴论事!小功率电源几乎青一色的用反激!
至于1KW;这点功率并不离谱。现在有用这拓朴做到8KW的。这结构的特点是工作范围很宽,即便供电电压跌出范围;这家伙还可以工作,只是功率可能就不够了。
networkpower
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  • 2010-4-1 10:36:30
 
受教了,但我总觉得用反激来做这个电源并不是一个特别好的选择。
xkw1cn
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  • 2010-4-1 10:19:28
 
FET是目前最可靠和高效的开关。从火星探测到战略导弹,都有这家伙身影。连我们的神舟上用的也是这类东西。
YTDFWANGWEI
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  • 2010-4-1 10:46:29
 
偷渡点这东西回来,也算是为中国的航天事业做点贡献啊,不知道国家管不管,呵呵
静心
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  • 2010-5-27 17:25:38
 
呵呵 那你就完了
daxia4540827
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  • 2012-10-26 19:38:07
 
双正激吧,可靠!
viper28
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本网技工
  • 2012-12-5 19:24:56
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有效率要求吗?
xkw1cn
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  • 2010-4-1 10:05:55
 
BUCK就可以了;最多就全开放嘛。效率做到98%都没问题。
最大的难题就是FET很难搞;毕竟要抗辐射啊!按现在的状况;可能只有走私了。
networkpower
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  • 2010-4-1 10:16:09
 
输入电压会低于28V的,即这个电路必须具有窄范围的升降压功能,用BUCK就不行了,此外,充电器都是必须具备恒流和恒压两种工作模式的。
xkw1cn
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  • 2010-4-1 10:22:45
 
BUCK是可以稳流稳压的!这电路也是可以略微升压的!
networkpower
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  • 2010-4-1 10:33:23
 
能够从20V升到28V吗?有没有电路图?
nc965
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  • 2010-4-1 10:37:50
 
愚人节到了
networkpower
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  • 2010-4-1 10:45:09
 
怪不得,我觉得我的大脑有点短路。
YTDFWANGWEI
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  • 2010-4-1 10:44:16
 
那估计的先BOOST再BUCK了。呵呵。
nc965
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  • 2010-4-1 10:46:12
 
正解
networkpower
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  • 2010-4-1 10:48:59
 
考虑过BUCK-BOOST,但是因为没设计过,不知道会有什么问题,也不知道能不能应用在航天领域。
从可靠性角度考虑,非隔离式的电路更简单可靠,正激或者反激也是可行的方案,桥式电路最差,因为有上下管直通的问题,所以很少用在航天航空领域。
nc965
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  • 2010-4-1 11:30:53
 
不是BUCK-BOOST,而是先BOOST再BUCK了,即:BOOST+BUCK。这个效率最高,控制复杂一点。
如果不讲效率,才是BUCK-BOOST。简单可靠。
networkpower
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  • 2010-4-1 11:36:41
 
为什么要这么做?BUCK-BOOST不是来得更简单一些?两级电路的可靠性不如一级电路啊。
nc965
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如果不讲效率,才是BUCK-BOOST。简单可靠。
daxia4540827
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  • 2012-10-26 19:41:41
 
航天领域用哪些拓扑比较可靠?
xkw1cn
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瞧瞧这!能升且能降的BUCK!
xkw1cn
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  • 2010-4-1 11:40:39
 
专利啊!觉得好就顶一下
daxia4540827
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总工程师
  • 2012-10-26 19:42:19
 
这是新专利么?
networkpower
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  • 2010-4-1 11:42:14
 
这是BUCK的变型啊,看起来跟正激差不多
xkw1cn
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  • 2010-4-1 11:44:47
 
BUCK和正激的最简组合。
从等效电路看;BUCK和正激是同一拓扑。这是两个BUCK拓扑串连!
xuewuheng
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LV2
本网技师
  • 2012-10-26 20:20:22
  • 倒数8
 
为何不用推挽?这有什么讲究的吗?
YTDFWANGWEI
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  • 2010-4-1 11:45:36
 
不隔离的正激
xkw1cn
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  • 2010-4-1 11:49:55
 
如果升压不多;这个变压器比传统的小多了。
daxia4540827
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  • 2012-10-26 19:43:51
 
能做多小?
xkw1cn
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  • 2010-4-1 11:54:23
 
一定要区分的话;既不是完整正激也不是完整BUCK。它是个混血儿。但;它简于常见升/降压输出方案。
networkpower
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  • 2010-4-1 12:20:45
 
有分析的文章或资料吗?有没有专利?
xkw1cn
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  • 2010-4-1 12:24:04
 
我的专利啊!
YTDFWANGWEI
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  • 2010-4-1 12:54:06
 
许工,你申请的专利?那楼主可以放心大胆的盗用了
daxia4540827
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  • 2012-10-26 19:44:29
 
这个已经申请了么?
xkw1cn
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  • 2010-4-1 12:25:00
 
用起来和正常BUCK是一样的。
networkpower
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  • 2010-4-1 12:55:13
 
免费转让?
有什么缺点?
xkw1cn
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  • 2010-4-1 13:21:13
 
缺点是;输出占空比不能太高。
daxia4540827
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不需要太高啊!
xkw1cn
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  • 2010-4-1 13:23:06
 
如果用来做你的飞船电源;就让你用!
networkpower
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  • 2010-4-1 13:36:33
 
来点原理性的分析吧,如果可行的话,我帮你推广,哈哈,让你的专利走向太空。
xkw1cn
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daxia4540827
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nc965
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  • 2010-4-1 12:01:01
 
有点意思
y475199448y
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-19 21:12:52
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高啊
daxia4540827
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总工程师
  • 2012-10-26 19:38:49
 
是的。
RoyFeng
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LV3
助理工程师
  • 2010-4-1 11:59:40
 
这个帖子似乎适合今天发
中华电源
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LV0
禁止发言
  • 2010-4-1 22:07:04
 
最近在忙的不得了,事情是给单位搞个电源,150万W,说是要保密,不小心看了一下合同,竟是国防部,原来是给国产航母。
。。。。

。。。。

。。。。
哈哈,新年4.1快乐!
YTDFWANGWEI
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  • 2010-4-2 08:30:59
 
不会是跟我们设备配套的吧?咋功率等级一样呢?(晚了一天)
james002
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高级工程师
  • 2010-4-2 20:49:06
 
chaitao
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高级工程师
  • 2010-4-20 10:57:38
 
daxia4540827
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总工程师
  • 2012-10-26 19:46:30
 
这么大功率啊!
斜阳古道
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  • 2010-4-2 15:08:01
 
我觉得楼主先要确实是隔离、还是非隔离?

如果是隔离,建议使用交错并联的双管正激,这东东是隔离型电路中最可靠的拓扑;

如果是非隔离,建议先可以看看Boost+Buck,输入电压高时Boost不工作,但控制可能复杂;再可以看看SEPIC,这东东的效率比反激要高,同时使用交错并联;输入纹波极小,非常适用于太阳能充电;如使用耦合电感,则输出纹波也可控。

上面许工提到的专利中,导通时功率回路有两个器件,导通损耗大;同时电路中引入了耦合电感,漏感会带来较大的电压尖峰...哈哈,当然新思想不错。

另外,楼主在哪高就?怎么做起了宇宙飞船的电源?
networkpower
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  • 2010-4-2 16:26:21
 
隔离和不隔离都可以,这么低的电压,本身也没有安规问题,首要考虑可靠性,其次是效率。
两级电路不在考虑之内,复杂,可靠性下降一大截,交错并联的双管正激有什么资料吗?有源钳位的方案怎么样?
SEPIC没玩过,太虚了,心里没底,不知道会碰到啥技术障碍,老大要求三个月搞定的东西,没时间折腾。
为什么不推荐BUCK-BOOST?
这是我老大接的一个项目,逼着我出方案啊,但是不是我们自己做,是给相关的科研单位出方案,由他们去做产品。
以前在Emerson混过,现在在一家小公司,做点跟电源沾边的项目。
古道兄呢?貌似也在Emerson待过吧,说不定还认识呢,嘿嘿。
斜阳古道
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  • 2010-4-6 12:25:46
 
SEPIC跟Buck-Boost的效率差不多,其他两种都可以使用,只是Buck-Boost输入、输出不共地。
如果可以使用非隔离,那就不要考虑隔离了,上面提到的两种都可以,建议加入并错并联,以减小输出、输出电流纹波,对太阳能MPPT非常有利。
我们应该是认识,我以前做通信电源整流器的。
networkpower
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  • 2010-4-6 15:29:56
 
在几种基本的拓扑电路中,CUK,SEPIC,ZETA等电路的研究资料相对较少,说明这些电路的应用有很大的局限性,像我这种水平的,不太敢采用不熟悉的电路来做方案,除非是我自己做过详细的研究,否则很有可能会碰到短期内难以解决的技术难题。
呵呵,我以前在一次电源整流模块开发部,不过离开Emerson已经快两年了,很怀恋那段时光,学到了很多的东西,不仅仅是技术方面,更有思维能力的提高和对待产品开发的严格态度。
斜阳古道
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  • 2010-4-9 23:25:52
 
这个这个?哈哈,以前用得少的原因是由于专利的限制,而现在专利都过期了,发明人也没继续申请延期。
WANGYUREN
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  • 2010-4-10 11:15:39
 
专利是否对技术进步构成了限制?
xkw1cn
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  • 2010-4-2 22:16:59
 
即便是正激;也是在导通时回路有两个器件。
如果以电路总处理功率和输出功率之比讲;该电路要小于BUCK+BOOST。BUCK+BOOST有两个主开关器件;这里只一个。那里有两个功率二极管;这里也两个。呵呵!器件少一只。
至于漏抗等;只要有变压器;就会有这东西存在。
networkpower
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  • 2010-4-3 15:26:52
 
其实就我感觉,如果采用非隔离电路的话,BUCK-BOOST可能最适合这个充电器方案,如果采用隔离电路,双管正激和有源钳位正激是不错的选择,因为研究的比较充分,且功率范围覆盖到1kW不是问题,变压器省掉去磁复位绕组,容易设计。
反激做到1KW有些难度,且效率是个瓶颈,许工提到的buck+正激的变形电路是个创新,但设计上和正激电路没有太大的区别。
这个充电器的要求首先是可靠性,对效率的要求不是太高,大于88%就可以了,我想在硬开关的情况下做到90%是没问题的,其次是要快速出方案,3个月搞定,这就只能用最成熟的方案来做了。
yuyan
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  • 2010-4-5 00:17:44
 
保密的电源项目都敢到这里来问?
networkpower
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  • 2010-4-6 08:50:29
 
只讨论技术,不涉及具体的东西
ruoshui136
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  • 2010-4-6 10:46:06
 
留脚印
lqf537503
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  • 2010-4-6 12:46:46
 
xkw1cn
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  • 2010-4-6 14:01:57
 
飞船电源;只几台,专门非军事用途。谈不上过度泄密。
象月球车拉等很多东西;都是半公开的造啊。只是你我可能对些信息不关心而已。
YTDFWANGWEI
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  • 2010-4-6 15:01:20
 
要说是装导弹里头的,估计就是涉密了,有可能涉及你的航程之类的了,呵呵。
ic494
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  • 2010-4-7 13:11:44
 
从运营商使用情况,双管正激电源最可靠.返修很少.其它拓朴的就很多爆管的.我建议你用双管正激.
xkw1cn
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  • 2010-4-7 13:55:20
 
只是你的制造商;对双管正激研究的很透,工艺也很适合而已。别的厂家不一定都是如此。
vitamin
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本网技师
  • 2010-4-7 14:50:43
 
其实SEPIC电路是可以考虑的,电路其实也不复杂。
YTDFWANGWEI
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  • 2010-4-7 16:54:41
 
没接触过,但这个拓扑输出这么大电流合适吗?电容上的纹波是不是很大?
networkpower
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  • 2010-4-7 19:09:42
 
也担心这个问题,电容怎么选择?功率电流全部流过电容,这个电容很难选择啊。
YTDFWANGWEI
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  • 2010-4-8 08:24:14
 
我只是有这个想法,没接触过这样的拓扑啊,让做过的给你说说,也学习以下,呵呵。
vitamin
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本网技师
  • 2010-4-8 11:08:50
 
SEPIC是有这个问题的,当然它的输入电流纹波比较小,输入电容就相对比较小。但是总体成本还是会高。
不然可以考虑LTC3780, 四开关管buck-boost.
WANGYUREN
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  • 2010-4-9 09:25:15
 
violit
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本网技师
  • 2010-4-9 16:16:48
 
英文的?
要是中文的就好了
WANGYUREN
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总工程师
  • 2010-4-10 11:11:06
 
订本电子期刊,技术广告上有中文资料。
daxia4540827
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  • 2012-10-26 19:48:56
 
viper28
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  • 2012-12-5 19:51:54
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SEPIC一般用在哪些地方?
斜阳古道
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  • 2010-4-9 23:23:59
 
电容流过大电流在SEPIC中确实是个问题,但可使用纹波电流大的交流电容多颗并联,同时功率级可使用并错并联。
xiawenjin
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  • 2010-4-10 21:15:59
 
BUCK-BOOST在低压下做1KW,估计难度不是一般的小。流过功率管电流太大。
期待结果!
xkw1cn
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  • 2010-4-15 23:22:20
 
流过电流大;有啥问题?
只要认真验算每个环节的功率损耗和分布参数的影响,是不会有问题的!只害怕不研究;只想当然,最后连问题都问不出!
WANGYUREN
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  • 2010-4-16 09:15:41
 
28V进28V出,BUCK-BOOST占空比50%,开关电流平均值是输出电流的2倍,即使用大电感使系统工作于CCM,开关电流峰值将近是输出电流的3倍。
xkw1cn
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  • 2010-4-16 10:35:52
 
150A又能如何?现在单个TO247的FET;出300A都很正常啊!给你看个这里能用的器件。

irfp4368pbf.pdf

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WANGYUREN
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  • 2010-4-16 10:41:06
 
:顶……!
wintdier
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  • 2010-4-16 13:12:03
 
很好 很好
edncb
  • edncb
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  • 2010-4-18 18:35:22
 
学习了!
pifengyi
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  • 2010-5-21 13:27:07
 
什么公司啊要这个东东
xkw1cn
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  • 2010-5-21 14:18:53
 
这只是个小小电源;苏27的地面试车启动电源是3000A。
daxia4540827
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daxia4540827
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  • 2012-10-26 19:48:33
 
低压大电流!
daxia4540827
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  • 2012-10-26 19:49:22
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这得要多大的电容啊?
pipibao
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  • 2010-9-18 14:35:41
 
强人 好帖!
daxia4540827
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  • 2012-10-26 19:47:00
 
可以不隔离的吧!
ll91588
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  • 2010-4-15 21:01:50
 
楼主什么公司啊做这样的项目呵呵 不方便说就算了
zlx305
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  • 2010-4-19 09:04:38
 
我觉得太阳能电池最高电压不可能是28V,应该是最大功率输出时的电压是28V
daxia4540827
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  • 2012-10-26 19:47:43
 
24V么?
qq169
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  • 2010-5-21 14:52:31
 
支持!!!
xingyong
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  • 2010-5-29 00:11:32
 
太阳能光伏电池给锂电池充电,
太阳能光伏电池输出电压是会变动的,即电流小时,输出电压会自动升高,大流大时,输出电压会自动降低,
而锂电也有相似特性,即电多时,电压高,电少时,电压低,
只要把它们互相配合,直接接通就行了,不要电源变换的,最多加一检测电路,充足电后断开。
在航天上,重量(质量)压倒一切,不要,没有,是最好的。
听说多把一克重的物质运上天,就要多耗费60度电的能量。
samwei
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  • 2010-7-3 20:37:29
 
都是高手啊,LZ是什么公司的做这样的产品啊NB啊~
dxb0469
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  • 2010-9-15 12:36:46
 
好帖
元子
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  • 2010-10-11 14:06:30
 
不知道楼主的这个项目做出了没有,现在可以向大家透漏点,学学
viper28
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本网技工
  • 2012-12-5 19:52:19
  • 倒数4
 
还有后文么?
YTDFWANGWEI
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  • 2012-12-6 09:11:23
  • 倒数3
 
中国的航天项目,电源用线性还是开关的多?大家猜猜?
y475199448y
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