Eine Vollbrücke von einem Aufwärtswandler speisen?

Ich habe über die Entwicklung eines 3-kW-DC-DC-Wandlers (Vin 12V aus einer Batterie, Vout 350VDC) recherchiert und vor ein paar Tagen einen einfachen isolierten DC-DC-Wandler auf Vollbrückenbasis verkabelt, der 12VDC in 140VDC umwandelt. Mir ist jedoch aufgefallen, dass es schwierig ist, die Ausgangsspannung anhand des Arbeitszyklus der Schalter zu variieren. Durch Verringern des Arbeitszyklus von 50% auf 25% wurde die Ausgangsgleichspannung nur um etwa 10 V geändert.

Viel besser funktionierte es stattdessen, wenn ich die Eingangsspannung der Vollbrücke variierte. Also kam mir die Idee: Warum nicht die Vollbrücke mit einem Boost Converter versorgen? Ich habe einen Buck-Converter gesehen, der eine Vollbrücke speist, wie die Schaltung unten, aber niemals einen Boost-Konverter, der eine Vollbrücke speist. Bei der Suche nach dem Problem im Web wurden keine Schaltpläne oder Apps angezeigt. Notizen auch.

Ist es möglich, einen Vollbrückenwandler mit einem Aufwärtswandler zu versorgen und die Ausgangsspannung durch Modulieren / Steuern des Aufwärtswandlers zu steuern, anstatt die Vollbrückenschalter zu modulieren? Ich bin (noch) nicht sehr vertraut mit Kontrolle und möchte lieber nicht auf ein Design eingehen, das eine Sackgasse darstellt. Wenn es einige Schaltpläne oder App gab. Notizen im Web, ich würde wissen, dass die Topologie funktionieren würde.

Ich könnte mit der Buck-gespeisten Topologie arbeiten, aber dann würde ich einfach meine 12-V-Quelle herunterfahren und sie dann mit meiner Full-Bridge wieder hochfahren, sodass die logische Lösung darin zu bestehen scheint, zuerst die 12 V auf 48 V oder so zu erhöhen und dann zu fahren die Vollbrücke mit 50% festem Arbeitszyklus, die wiederum einen 48-V- bis 240-V-Hochfrequenztransformator (30-40 kHz) antreibt. Die erhöhte Spannung wird dann gleichgerichtet und über einige Kappen geglättet.

Der Hauptgrund, warum ich eine Rückmeldung in der Schaltung möchte, ist, dass meine Quellenspannung eine Batterie ist, die von 10 V bis 14 V variiert. Ohne eine Rückkopplungsschleife führt dies eher zu Schwankungen der Ausgangsspannung.

Wenn Sie eine große Hochspannung und eine angemessene Menge an Leistung haben, ist die Übertragung einer vollständigen H-Brücke der beste Weg, da Ihr Windungsverhältnis von allen Topologien am wenigsten benötigt wird. Also Daumen hoch für diese Entscheidung.

Wenn es um diese Art von Anwendung geht, ist die Steuerung des Gleichstrompegels und das Festhalten an der 50: 50-Rechteckwellensteuerung nicht nur einfacher, sondern auch effizienter. Ich habe PWM ausprobiert, aber ich hatte Resonanzprobleme (was zu extremen Verlusten und Überhitzung führte) mit der Sekundärwicklung mit hohen Windungen und musste Stromkreise auf den Friedhof schicken. Also, meiner Meinung nach Daumen hoch für das feste Tastverhältnis, variable DC-Methode zur Steuerung.

Erhöhen Sie also 12 V auf 48 V und reduzieren Sie das Windungsverhältnis um 4: 1 oder gehen Sie direkt zur 12 V-Steuerung. Ihr Windungsverhältnis von einer 12-V-Versorgung basiert auf einem primären Eingang von 24 Vp-p, was 700 Vp-p mit einem Windungsverhältnis von etwa 30: 1 ergibt. Wenn Sie ein wenig kapazitive Resonanz an Ihrer Ausgangswicklung verwendet haben, um die Spannungsübertragung zu spitzen, stellen Sie möglicherweise fest, dass 25: 1 für Eingangsspannungen bis zu 10 V ausreicht.

Mein Fazit ist, dass ich mich an die volle Steigerung des 12-V-Buck-Reglers halten würde, weil er wahrscheinlich effizienter ist. Unter Leerlaufbedingungen müssen Sie möglicherweise auf 2 oder 3 V "runterfahren" - das sind vielleicht 20% von 12 V - wie würden Sie 20% von 48 V aus einem Boost erhalten - es würde ausgeschaltet und Wenn Sie stottern, werden Sie feststellen, dass Sie bei sehr leichten Lasten die Spannung möglicherweise nicht niedrig genug steuern können, um zu verhindern, dass der Ausgangsgleichstrom deutlich über 350 VDC ansteigt.

Ich habe Produkte für ähnliche Spannungs- und Leistungsbereiche entwickelt. Die Antwort auf Ihre Frage lautet: Absolut machbar, aber in Ihrem Fall ist dies möglicherweise nicht erforderlich.

Der Grund, warum Sie die Spannung nicht durch Einstellen der Impulsbreite an Ihrem Transformator regulieren können, ist der Kondensator an der Sekundärseite des Transformators. Ich habe nicht alle Berechnungen durchgeführt, aber wenn Sie eine Induktivität zwischen die Sekundärwicklung und die Filterkappe legen, werden Sie feststellen, dass das System genau wie erwartet regelt. Sie werden feststellen, dass Ihre Sekundärseite jetzt einem Standard-Abwärtswandler sehr ähnlich ist.

Dies kann andere Bedenken hervorrufen. Abhängig von den verwendeten Dioden können die Wiederherstellungskicks für die sekundären Dioden unerschwinglich hoch werden. Das hat mich aufgehalten, aber ich habe 8 kW bei 600 Volt betrieben, sodass Sie dieses Problem möglicherweise nicht haben.

Meine Lösung bestand darin, zwei Stufen durchzuführen, mehr oder weniger wie Sie beschreiben: eine große dumme Isolatorstufe, gefolgt von einer Reglerstufe. In meinem Fall war es sinnvoller, die Transformatorstufe direkt von der Niederspannung laufen zu lassen und dann den Regler auf die höhere Spannung zu stellen. Zwei Stufen zu haben, die diese hohen Ströme laufen lassen müssen, hätte meine Verluste erheblich erhöht. Vielleicht möchten Sie dies auch berücksichtigen, wenn Sie sich an die zweistufige Architektur halten.