Trích xuất điện áp thấp 5W từ nguồn điện áp cao 3000W

Tôi có một mảng solarpanel tạo ra 600V, 5A (3kW). Tôi muốn tạo ra một đơn vị điện tử nhỏ để đo dòng điện và điện áp DC và truyền không dây này. Đối với điều này, tôi có một bảng điện tử với ADC và máy phát. Bảng này sử dụng tối đa 3,3V và 100mA. Tôi muốn sử dụng một phần năng lượng được tạo ra bởi các bảng cho bảng này.

Tôi đã tìm thấy một số thành phần như LR8 từ Supertex, nhưng điều này không cung cấp đủ dòng điện và có tối đa 400V. Có vẻ như bất cứ điều gì tôi làm để chuyển đổi điện áp này xuống 3,3V, tôi mất rất nhiều bằng cách làm nóng các bộ truyền động hoặc mosfet. Vì bảng có thể nổi, tôi tự hỏi liệu có phương pháp thông minh hơn để cung cấp năng lượng cho bảng này không?

Bất kỳ ý tưởng sẽ được đánh giá rất nhiều!

Bộ chuyển đổi buck siêu rộng dựa trên đầu vào VIPer16
ST AN2872 - 500 VAC / 700 VDC

Thấp − Chi phí 100 mA Cao Buck Buck và Buck − Tăng cường sử dụng NCP1052
ONSEMI NCP1052 - AN8098D
<= 700 V trong

Đẩy giới hạn - Bộ điều khiển NXP AN11136 SSL2109T / AT / SSL2129AT xếp hạng 600 V cho các ứng dụng SSL

Liên quan

Cân nhắc thiết kế cho tỷ lệ bước xuống cao Bộ điều chỉnh Buck

Bạn sẽ có một số sụt áp giữa đầu điện áp thấp và pin hoặc tải. Một IC thu hoạch năng lượng hoặc bộ chuyển đổi tăng tùy chỉnh chạy từ một phần của volt sẽ có thể cung cấp năng lượng bạn cần.

Để tạo ra 3v3 @ 100 mW = 330 mW giả sử bạn cần 500 mW.
Ở 5A, để tạo ra 500 mW, bạn cần có tiềm năng 0,5 W / 5A = 0,1 V. Điều đó sẽ được sử dụng cho bộ chuyển đổi. Nếu bạn có sẵn 0,5V, bạn cần 1A. Đầu tiên về cơ bản yêu cầu ngắt cáp nguồn cấp và thứ hai vẫn là một tỷ lệ đáng kể của dòng tải 5A.
Nếu bạn giới thiệu giảm điện áp điểm, ví dụ như MOSFET, nó sẽ dễ điều khiển hơn.
Nói 0,5V ở mức tối đa 5A có sẵn = 2,5W.
Dòng MOSFET, điều chỉnh giảm 0,5V.
Hiệu suất giảm = 0,5V / 600V = 0,08%

NHƯNG

Bạn nói

• ... Tôi muốn sử dụng một phần năng lượng được tạo ra bởi các bảng cho bảng này.

• ... nhưng tôi không có tùy chọn để sử dụng một bảng điều khiển duy nhất cho việc này.

• ... Vì bảng có thể nổi

nhưng bạn không nói lý do tại sao những điều kiện này áp dụng.
Đưa ra một định nghĩa đầy đủ hơn về vấn đề của bạn sẽ giúp.

Bạn nói rằng tải mục tiêu của bạn là 3V3 x 100 mA = 330 mW.

Thêm một bảng PV nhỏ để cung cấp năng lượng cho hệ thống của bạn sẽ là chuyện nhỏ.
Có lẽ có một bộ chuyển đổi cung cấp nguồn điện và pin.
Có lẽ sử dụng những điều này là không thể chấp nhận được. Nói tại sao có thể giúp đỡ.

Có những phần sẽ dễ dàng chịu được đầu vào 600VDC. TI có thiết kế tham chiếu của bộ chuyển đổi sẽ xử lý đầu vào 800V và tạo ra đầu ra 25V / 0,25A (6W) có thể dễ dàng sử dụng để tạo ra công suất yêu cầu 3,3V của bạn.

Tôi khuyên bạn nên cân nhắc mua sắm một bộ chuyển đổi như vậy trên thị trường mặc dù vậy, việc chế tạo máy biến áp sẽ đòi hỏi một số kỹ thuật về an toàn cũng như chức năng và sẽ không hiệu quả về chi phí cho một lần (cung cấp từ tính tùy chỉnh với số lượng nhỏ Là).

Lưu ý rằng tỷ lệ 600V: 3.3V hoặc thậm chí 24V là cách xa hơn những gì bạn có thể mong đợi một cách hợp lý để đạt được mà không có một biến áp hoặc inductor khai thác (khoảng 10: 1 như một quy luật của), và điều đó có thể có nghĩa bạn cần một phần từ tính tùy chỉnh trừ khi bạn muốn làm điều đó trong một loạt các giai đoạn.

Tôi sẽ sử dụng 2 điốt công suất nối tiếp, tạo ra 1,2V, đủ để chạy một chip chuyển đổi tăng áp nhỏ để nói 3,3V để cấp nguồn cho phần còn lại. độ phân tán tối đa trong điốt là 5x1.2V = 6W nhưng đó không là gì so với 3kW. điều này có thể hoạt động ngay khi bạn rút ra hơn 100mA khỏi mảng năng lượng mặt trời (60W)

Những gì bạn muốn là một công cụ chuyển đổi buck . Đó là một loại cung cấp năng lượng chuyển đổi làm cho điện áp thấp hơn so với trong.

Vì bạn chỉ muốn lái một bộ vi điều khiển và một ít thiết bị điện tử xung quanh nó, bạn không cần hiệu quả cao. 100 mA ở 3,3 V (330 mW) sẽ rất nhiều cho mạch của bạn. Ngay cả khi tổng thể này rút ra 1 W từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời, điều đó không gây ra bất kỳ rắc rối nào.

Tôi sẽ giữ nguồn cung cấp năng lượng này đơn giản, có thể là một hệ thống theo yêu cầu. Phần khó khăn sẽ điều khiển công tắc phía cao trên 600 V. Điện áp cao cũng sẽ hạn chế rất nhiều các bộ phận có sẵn cho công tắc đó. Sắp xếp cho một cái gì đó tạo ra xung 500 ns, ví dụ, bất cứ khi nào điện áp nguồn bên thấp dưới ngưỡng sẽ đủ tốt. Tôi sẽ không cố gắng điều chỉnh 3,3 V trực tiếp. Tạo một cái gì đó như tối thiểu 4 V, sau đó có bộ điều chỉnh tuyến tính tạo ra 3,3 V. Mức tối thiểu 4 V đó có thể tăng lên đến 6 V ở mức cực đại ngay sau một xung, nhưng một lần nữa, mức năng lượng của bạn thấp đến mức hiệu quả thực sự không phải là một vấn đề lớn ở đây

Một điện trở có ý nghĩa 100 mΩ có thể được sử dụng để đo dòng điện và bộ chia điện áp để đo điện áp. Đầu ra của những thứ này sẽ được đo bằng micro, sẽ gửi thông tin bằng kỹ thuật số, có lẽ qua bộ cách ly quang.

Để cấp nguồn cho mạch của bạn, bạn có thể xem xét khả năng chạm vào mảng được kết nối nối tiếp. Thông thường các bảng riêng lẻ có điện áp thấp hơn nhiều so với điện áp hệ thống cuối cùng, ví dụ 12 hoặc 36V. Nếu bạn kết nối mạch của mình với chỉ một bảng, bạn có thể giải quyết được vấn đề về nguồn điện:

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Trong đó "CIRCUIT" sẽ là nguồn cung cấp mạch / nguồn của bạn trong khi hộp nét đứt thể hiện toàn bộ mảng bảng (bốn trong trường hợp này).

Việc đo 5A cũng không khó thực hiện, nhưng người khác sẽ phải gợi ý cho bạn các giải pháp khả thi để đo 600V một cách an toàn.

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Dự án của bạn có khả năng gây nguy hiểm cho bạn hoặc môi trường của bạn. Những gì tôi nói ở trên là ý kiến ​​cá nhân của tôi và có thể hoàn toàn sai. Tiến hành có nguy cơ của riêng bạn, nhưng làm như vậy rất cẩn thận.

Có thể tạo ra 5W thông qua cảm ứng ngoài đường dẫn chính không?

Nếu không, tại sao không đi theo cách tiếp cận đơn giản hơn và thêm một bảng điều khiển nhỏ hơn, riêng biệt, để tạo ra 5W cần thiết cho thiết bị điện tử?