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未解决

大家帮忙看看这个大功率脉冲电源方案

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1
dianyuanlearner
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  • 2021-3-12 11:23:05
10问答币
一个10kw环保设备电源,输入三相380VAC,然后可能带一个三相PWM整流器输出直流650VDC,或者可能直接无源整流540VDC,具体还有待落实;后端的DC级为输出电压0~48V,电流0~200A,其中输出为脉冲方波(30~70%占空比可调,频率50~100HZ可调),对于后端这个DC主功率电路有些疑问想请教一下各位:

一、这种输出电流等级,用全桥LLC还是全桥移相哪个更加合理?
1.如果用全桥LLC,输出这么大的电流而且还是脉冲,长期工况下对输出端滤波薄膜电容带来的冲击是不是个隐患?
2.如果用移相全桥,后端经过滤波电感之后还需要用电解电容滤波吗?感觉到脉冲电流输出电解电容都扛不住,就像看到的脉冲焊机,输出都没有电容。

二、假设用移相全桥,那么
1.如果用一个IGBT实现这个功率输出,副边再用肖特基二极管整流?但是常规的IGBT频率上不去,带来成本以及体积也是一个问题。
2.如果用MOSFET,考虑到功率等级问题,用四个SOT-227封装的单管组合一组全桥,那么就可以实现高频化,综合各因素考虑80K开关频率,可行吗?

三、变压器问题
1.如果是IGBT低频方案,可以考虑用一个大变压器磁芯EE110单个来实现?
2.如果是MOS高频化方案,用三个变压器(PQ5050)原边串联副边并联来实现?

以上,恳请各位热心指点!


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  • 2021-3-12 11:49:38
 
做板凳听
nc965
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  • 2021-3-12 12:30:20
 
脉冲输出就是斩波,输出端无需电容,还要防止容性负载,因此要限流。
变换器按(48*200*70%=)6.7KW普通电源做,输出电解阵列(薄膜储能不够)滤波后斩波。
斩波电路要考虑感性负载,因此要有续流。

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dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2021-3-12 14:03:59
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李版你好!是否可以这样理解你的意思?
1.电源本身是纯直流的输出48V200A,只不过在整机输出端额外的增加一级斩波电路,将这个直流48V200A调制成所需要的脉冲输出;
2.因为最大占空比是70%,所以电源按照6.7kw设计即可;
3.输出端还是要用较大容量的电解(无论是全桥移相还是LLC)。

不过我见过的脉冲焊机输出的脉冲电流不是通过后级增加斩波电路的方式来实现的,是直接通过给定DA的调整来实现脉冲电流的输出。比如说电流DA基值为0.5V,峰值为3V,占空比为50%,频率100HZ,实现输出脉冲电流基值50A,峰值300A,占空比为50%,频率100HZ。

nc965
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  • 2021-3-12 15:06:01
  • 倒数8
 
你之前没说是电焊机,电焊机输出按电流控制,只讲能量不讲究波形(是不是脉冲方波),因此可以(无需斩波)直接输出。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2021-3-12 15:35:09
  • 倒数7
 
不是,我这个48V200A不是电焊机,是一种环保用途用的,具体我也暂时说不清楚。
我的意思是在一个脉冲MIG焊机那里看见过这个脉冲电流输出,输出是没有电容的,只有一个平波电感,输出基本上可以认为是直流方波。我是想从焊机上能否借鉴一些有用的想法而已。
nc965
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版主
  • 2021-3-12 15:43:20
  • 倒数4
 
用电感也是可以的,你对波形满意就行。
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2021-3-12 15:48:03
  • 倒数3
 
如图,之前看到的两台脉冲焊机,a图是交错输出脉冲电流,b图是同相输出脉冲电流。2和4通道就是输出电流波形,从图纸可以看到脉冲电流轮廓还是非常明显的,用的就是通过改变电流DA的方法来调制。


dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2021-3-12 22:44:37
  • 倒数2
 
李版,还有一个问题想请教一下:
1.如果是用全桥LLC,二极管整流后+可观的薄膜电容+高频低阻类电解电容阵列组合作为平波措施;
2.如果是用全桥移相,二极管整流后+滤波电感+适量的薄膜电容+高频低阻类电解电容阵列组合作为平波措施;
无论以上是哪一种方式,暂时打算用类似脉冲焊机的思路,即软件生成脉冲状电流DA的方式来获得输出脉冲电流,但是个人比较顾虑的是这种脉冲状电流对薄膜电容或以及电解电容都会带来较大的冲击,导致可靠性降低容易出现失效。


nc965
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最新回复
  • 2021-3-13 08:11:29
  • 倒数1
 
焊机不用电容,并非因为拓扑电流太大,而是因为输出电流太大,焊机的动作实际上是对输出短路,任何电容充满电再短路是非常恐怖的,可以看成是焊点转移到电容内部,因此啥电容都扛不住。
tmcent
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总工程师
  • 2021-3-12 15:00:13
  • 倒数9
 
见过类似的产品,全桥移相结果比较多,技术很成熟,电路很稳定,可以长时间满功率输出。

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dianyuanlearner
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  • 2021-3-12 15:35:42
  • 倒数6
 
你见到的产品用IGBT来做还是MOS来做呢?
dianyuanlearner
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高级工程师
  • 2021-3-12 15:37:46
  • 倒数5
 
这么大的电流输出,其实我也是很倾向于用PSFB
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