Có thể xếp chồng một số bộ chuyển đổi DC-DC với đầu vào của chúng được kết nối nối tiếp để hỗ trợ điện áp đầu vào lớn hơn không?


7

Hãy tưởng tượng tôi có một bộ chuyển đổi DC-DC chuyển mạch một IC hỗ trợ điện áp đầu vào lên đến 16V, ví dụ như LM2727 .

Tôi có thể xếp chồng các đầu vào của bộ chuyển đổi đó thành chuỗi, ví dụ 64 trong số chúng và có thể áp dụng lên đến 1024V trên đầu vào kết hợp không?

Tôi vẫn cần rất nhiều đầu ra 3.6V ổn định (để sạc riêng từng ô trong pin đa cell).

Và về phía đầu ra, tôi có thể đặt một tế bào 3.6V giữa các đầu ra của mỗi bộ chuyển đổi DC-DC và sau đó kết nối tất cả các pin theo chuỗi - điều đó có ổn không, hay mọi thứ sẽ nổ tung?


1
Ồ, bạn muốn có đầu vào 1000V ... Bạn lấy 1000V này từ đâu?
jpc

@jpc: Tôi thực sự sẽ không áp dụng 1000V, nhưng một hoặc hai trăm volt từ một tấm pin mặt trời làm từ các tế bào được kết nối nối tiếp có thể ở đó. Tôi chỉ đang cố gắng tìm hiểu xem đây có phải là một cách khả thi để thực hiện các chuyển đổi như vậy không, và sau đó tôi sẽ tiếp tục chọn dải điện áp đầu vào chính xác. Tôi cũng cần một cái gì đó cho đầu vào nguồn chính được chỉnh lưu, nhưng có lẽ sẽ cần một biến áp cách ly, vì vậy mọi thứ trở nên phức tạp hơn. Ý tưởng là kết hợp chuyển đổi DC-DC và cân bằng tế bào trong một lần, nếu không tôi cần thiết kế một bộ cân bằng cho mỗi pin để tăng lên 3,6V trong khi sạc, không ít hơn, không hơn.
miernik

Nếu hệ thống cáp không giới hạn bạn thì có thể hai (hoặc ba) mạch pin mặt trời riêng biệt (với đầu ra 500V hoặc 340V) sẽ dễ xử lý hơn nhiều. Hầu hết các loại cáp phổ biến thậm chí không được đánh giá cho hoạt động 1000V. Thật không may Tôi không phải là chuyên gia về cân bằng hiện tại.
jpc

1
Đừng làm điều đó. Có nhiều vấn đề an toàn.
Brian Carlton

Câu trả lời:


8

Kết nối bộ sạc nối tiếp

Kết nối một số bộ chuyển đổi như vậy trong chuỗi sẽ là một vấn đề vì chúng sẽ phải chia sẻ cùng một nguồn cung cấp (tất cả sẽ phải rút ra cùng một dòng điện mọi lúc). Tất cả các bộ sạc có một số điện trở đầu vào khác nhau tùy theo nhu cầu trước mắt của họ. Nếu một trong các bộ sạc rút ít dòng điện hơn thì:

  1. Đó là điện trở đầu vào tăng nên nó sẽ nhận được ít dòng điện hơn.
  2. Điều này làm cho điện áp trên bộ sạc này tăng lên.
  3. Các bộ sạc khác có điện áp thấp hơn một chút và khi chúng "chú ý", chúng sẽ hạ điện trở đầu vào để có dòng điện yêu cầu.
  4. Hiệu ứng này rất không ổn định. Cuối cùng, chỉ có một bộ sạc (không may là bộ sạc yêu cầu ít năng lượng nhất) sẽ có được tất cả điện áp đầu vào và (rất có thể) sẽ bị phá hủy.

Để xác minh logic này, giả sử rằng một bộ sạc đã sạc xong và không cần bất kỳ dòng điện nào cả. Điều tương tự cũng xảy ra.

Cách duy nhất là tiêu tan năng lượng dư thừa (không cần thiết vào lúc này) nhưng đó có lẽ không phải là điều bạn muốn làm. :)

SMPS điện áp đầu vào cao

Một nguồn cung cấp SMPS duy nhất hoạt động từ đầu vào 1000V cũng khá khó thực hiện vì hầu hết các MOSFET và IGBT chỉ được đánh giá tối đa 1200V. Một nguồn cung cấp 600V nên được thực hiện.

Quy định hiện tại đầu ra trong SMPS nhiều đầu ra

Bạn có thể thực hiện một nguồn cung cấp chuyển đổi dựa trên biến áp đa đầu ra và điều chỉnh các điện áp và dòng điện đầu ra bằng một bộ khuếch đại từ tính ( tờ rơi Ferroxcube này là một bằng chứng cho thấy điều này được sử dụng trong các mạch thực)


Và điều gì sẽ xảy ra nếu pin phía sau một trong các bộ chuyển đổi rút ra ít dòng điện hơn những cái khác? Liệu những người khác sẽ điều chỉnh xuống mức thấp nhất hiện tại trong số họ, hay điều gì khác sẽ xảy ra? Đối với đầu vào, không có gì trên 600 V có thể xuất hiện trên đầu vào kết hợp.
miernik

@miernik Mình mở rộng câu trả lời. Hãy cho tôi biết nếu bạn muốn tôi thêm bất cứ điều gì.
jpc

1

Chỉnh sửa: Tôi hoàn toàn đọc sai câu hỏi của bạn. Tôi nghĩ rằng điều này vẫn được áp dụng, mặc dù:

Vì vậy, có vẻ như bạn muốn "xếp" đầu vào / đầu ra của các IC chuyển đổi này, mà tôi sẽ mô tả giống như một kết hợp song song hơn là kết hợp chuỗi, mặc dù tôi không nghĩ rằng thuật ngữ này thực sự mô tả sự sắp xếp này một cách hoàn hảo. Từ những gì tôi biết về các cấu trúc liên kết chuyển đổi DC-DC phổ biến khác nhau, trực giác của tôi cho tôi biết rằng điều này sẽ thất bại, mặc dù để giải thích đầy đủ lý do tại sao sẽ cần một chút đào và giải thích và lý thuyết mạch (có thể). Có lẽ người khác có thể cung cấp một câu trả lời súc tích.

Chỉnh sửa: Tôi thực sự không chắc chắn tất cả những điều sau đây sẽ áp dụng cho sự sắp xếp được đề xuất, vì các công tắc của bạn có thể chia sẻ 1kV kết hợp và do đó không một công tắc nào có cường độ đầy đủ của điện áp đầu vào trên nó.

Một lưu ý cuối cùng: 1kV thực sự rất cao và nói chung là siêu nguy hiểm. Để đối phó với loại điện áp này, tất cả các công tắc của bạn (có thể là hầu hết các thành phần khác của bạn) sẽ cần phải được đánh giá theo điện áp này, cũng như PCB của bạn, v.v ... Tôi đoán bạn đang phóng đại về số đó trong để có được điểm của bạn trên.


không ở đâu tôi đang cố gắng tăng cường điện áp ở đây, có lẽ bạn không hiểu câu hỏi của tôi. Những gì tôi đang cố gắng làm là tăng phạm vi điện áp đầu vào của bộ chuyển đổi DC-DC bằng cách xếp chúng thành chuỗi.
miernik

@miernik: Bạn hoàn toàn đúng, trả lời cập nhật.
Adam P

0

Tamura và CLC là các công ty sản xuất bộ chuyển đổi DC / DC với phạm vi đầu vào được xếp hạng là 200-1500Vdc. Cả hai đều được chứng nhận theo tiêu chuẩn UL1741 và / hoặc IEC62109-1, được yêu cầu cho mỗi điều 690 của mã điện. Cả hai đều có đầu ra được đánh giá là SELV (an toàn khi chạm vào) và được đánh giá là quá tải và quá nhiệt. Nếu bạn không phải là một nhà thiết kế cung cấp năng lượng có kinh nghiệm và cố gắng làm điều này và mọi thứ trở nên tồi tệ, một hoặc nhiều điều sẽ xảy ra:

  • ngôi nhà của bạn và / hoặc nhà hàng xóm sẽ bị thiêu rụi
  • thành viên trong gia đình bạn hoặc người phản ứng đầu tiên phát sinh sốc hoặc bỏng
  • công ty bảo hiểm của bạn từ bỏ bạn
  • AHJ địa phương trích dẫn bạn vi phạm mã, do đó, thiệt hại kết quả trở thành vấn đề dân sự và / hoặc hình sự.
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.