Der beste Weg, um eine niedrige Gleichspannung von einer hohen Gleichspannung für ein Netzteil zu erhalten?

Ich habe einen 200-V-Gleichstromeingang und muss ohne externe Spannungen eine 12-V-24-V-Spannung erzeugen, um die Steuerelektronik mit etwa 50 mA auszuschalten.

Ich habe Zenerdioden und mögliche Teiler in Betracht gezogen, aber sie verschwenden zu viel Energie. Der Widerstand oben muss 9,4 W abführen, um 0,6 W bereitzustellen. Dies ist eine lächerliche Verschwendung und schwer zu handhaben. Ich habe versucht zu untersuchen, wie Wandwarzen im Schaltmodus dies tun, aber sie scheinen einen ausgefallenen Mechanismus zu haben, um sich selbst vom Ausgang zu versorgen, was ich nicht wirklich verstehe. (Ich verstehe auch nicht, wie sie anfänglich eine Spannung bekommen.)

Dieses Problem wird als Bootstrapping bezeichnet. Bei der Entwicklung von Niederspannungs-Aufwärtswandlern ist dies sogar noch problematischer. Wenn Sie eine 0,1-V-10-A-Quelle haben, haben Sie sicher 1 W Leistung und könnten wahrscheinlich bei 5 V fast 200 mA erzeugen, aber Sie benötigen eine Spannung, die für einige Elektronikgeräte verwendet werden kann. Ein 5-V-Netzteil ist bequem und unbegrenzt am Ausgang Ihrer Geräte verfügbar, kurz nachdem Sie dieses Problem gelöst haben.

Ich werde hier nicht auf das Bootstrapping eines Aufwärtswandlers eingehen (weil ich nicht weiß wie ...), aber ich würde vorschlagen, wie Sie einen Abwärtswandler entwerfen könnten.

Wir gehen davon aus, dass Sie einen Stromkreis haben, der 12 V aus 120 V erzeugen kann, wenn er mit 12 V betrieben wird. Das ist nicht so schwer, es gibt verschiedene Designs, die dies tun könnten. Wikipedia hat eine einfache, Sie können andere in verschiedenen Anwendungshinweisen untersuchen. Wenn Ihr Schalter mit einigen hundert Kilohertz schwingt, sollten Sie in wenigen Millisekunden ein brauchbares 12-V-Signal erzeugen.

Sie benötigen daher eine Möglichkeit, eine Spannung zu erzeugen, um Ihr Gerät für einige Millisekunden mit Strom zu versorgen, und es dann auszuschalten. Ein einfaches Widerstands- /> 12-V-Zenerdiodensystem mit einem Transistor direkt nach dem Widerstand ist in Ordnung. Ein PMOS mit dem Gate zum Ausgang Ihrer Schaltung sollte diese Quelle kurz nach Beginn der Arbeit Ihres Reglers ausschalten. Sie sollten sicherstellen, dass Ihre Last beim Starten nicht angeschlossen ist, da dies dazu führen kann, dass Ihr Shunt-Regler nicht mehr reguliert wird.

Teilen Sie Ihr Problem in zwei Schritte auf:

1. Erzeugen Sie 12 V aus 200 V, während Sie von einer externen 12 V-Quelle gespeist werden.
2. Erzeugen Sie 12 V aus 200 V für einige Millisekunden ohne externe Quelle.

Dann kombinieren Sie die beiden. Das erste ist wohl interessanter, viele Lehrbücher werden das zweite Problem überspringen. Mein Professor erwähnte es als Randnotiz bei der Vorlesung.

Andere Antworten haben darauf hingewiesen, dass Sie nach dem Gleichrichtungskreis wahrscheinlich nur auf einen AC-Schaltregler tippen können, aber ich vermute, dass Sie auch wissen möchten, wie er funktioniert.

http://www.sparkfun.com/products/10214

Während dieses Ladegerät für 100 - 240 VAC ausgelegt ist, korrigiert eine Schaltmodusversorgung zunächst die Eingangsspannung, sodass 200 VDC für die Stromversorgung einwandfrei funktionieren.

(Sie können diese Art von Versorgung natürlich in verschiedenen Ausgangsspannungen kaufen.)

Entsprechend dem Vorschlag von @markranges ist hier bei Digi-Key einer , der 85-264 V AC 110-340 V DC-Eingang und 12 V, 420 mA Ausgang liefert.

Erstens, können Sie Ihren Controller auf + 176V schweben lassen? Auf diese Weise müssten Sie die Spannung nicht abfallen lassen. E / A-Schaltkreise müssten ausgefallener sein.

Es gibt zwei Möglichkeiten, Spannungen abzusenken: Verlustleistung (lineare Regelung) oder Schalten und Glätten des Ausgangs (Buck). Idealerweise würde man nur 6 mA aus der 200-V-Leitung ziehen, aber es wird Verluste in einem Tiefsetzsteller geben. Ich habe noch nie einen HV DC-DC-Buck gesehen, der für geringen Stromverbrauch ausgelegt ist. Möglicherweise müssen Sie eine selbst erstellen, wenn es sich lohnt.

Ich bin mir nicht sicher, welche größere Verluste haben werden. Wieviel ist es wert? : D.

Was Sie suchen, denke ich, ist ein Hochspannungs-DC / DC-Wandler. So etwas wie die hier gefundenen: http://www.powerstream.com/dcdc.htm

Für die Betriebstheorie empfehle ich, http://en.wikipedia.org/wiki/Buck_converter und http://en.wikipedia.org/wiki/Switched-mode_power_supply zu lesen . Die kurze Antwort darauf, wie es mit Strom versorgt wird, ist eine Rückkopplungsschaltung.

Die Wandwürze im Schaltmodus sind ziemlich einfach. Das Gleichrichten der Eingangsspannung (über die Sie sich keine Sorgen machen müssen, da Sie bereits 200 VDC haben) wandelt sie dann in eine PWM-Wellenform mit ziemlich hoher Frequenz um. Der Transformator kann dann ziemlich klein und leicht sein, da er bei der PWM-Frequenz arbeitet. Das Windungsverhältnis des Transformators wird verwendet, um auf die gewünschte Spannung abzusenken, und dann wie bei jedem Schaltregler gefiltert oder weiter geregelt. Die Rückkopplungsschleife zum PWM-Controller (der mit Netz- / Hochspannung betrieben wird) erfolgt normalerweise mit einem Optokoppler, sodass eine vollständige Trennung zwischen der Hochspannungs- und der Niederspannungsseite besteht. Möglicherweise können Sie dies in Ihrem Fall überspringen.

Ideal wäre ein Flyback oder ein Feed-Forward-Schaltregler. Hier sind einige Beispiele aus linear. Aber Ihr Problem wird sein, dass 200VDC wirklich hoch sind. Ich habe noch nie einen DC-DC-Controller gesehen, der mehr als ~ 100V Eingang unterstützt.

Sie sollten jedoch in der Lage sein, einen AC-DC-Schaltregler anzupassen, der normalerweise für die Verwendung mit gleichgerichteten Netzspannungen ausgelegt ist, die viel höher als 200 V sein können.

Zum Beispiel stellt ST eine Reihe solcher Steuerungen her . Ich denke, dass Sie diese Art von Topologie mit 200 VDC mit minimalen Änderungen verwenden können, obwohl ich es noch nie versucht habe, sollten Sie die Betriebsmodi weiter untersuchen. Ich bin sicher, es gibt noch viel mehr Hersteller für ähnliche Teile.

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