Thiết kế DCDC 12V -> 0.1V 100-500A

Tôi cần xây dựng bộ nguồn 0,1V@100-500A - và tôi tự hỏi cách tốt nhất để tiếp cận nhiệm vụ này là gì? Tôi đoán ở đây không có nhiều IC cụ thể phù hợp với DCDC như vậy ... Nên ổn định hiện tại, gợn 10% là ổn, không yêu cầu về tần số chuyển đổi ...

Ước tính sơ bộ về kích thước / số lượng linh kiện chúng ta luôn cần trong DCDC (cuộn cảm / mũ / số kênh) cho PSU đó là gì?

Đây là để sưởi ấm sọc kim loại, có sức đề kháng rất thấp. Kết nối đồng 20 mm không phải là vấn đề.

Một vài suy nghĩ:

Ngay cả dây AWG4 của tôi cũng cung cấp cho tôi 0,8mOhm mỗi mét ... Nếu tôi đặt DCDC ngay bên cạnh người tiêu dùng, tôi có thể có các kết nối 0,2m và điện trở 0,16mOhm ... Nhưng nếu tôi muốn có bộ điều chỉnh chuyển mạch, tôi sẽ cần Rất nhiều FET và cuộn cảm ... May mắn thay, tôi đã có bó 5mOhm N-FET, vì vậy tôi có thể chạy song song 20-30 trong số chúng và một loạt cuộn cảm 1uH trong số 1,5mm ^ 2 dây mà tôi cũng có thể chạy song song (tất cả điều này từ một loạt bo mạch chủ PC bị hỏng) ... Câu hỏi đặt ra là cách lái xe thực tế nhất trong tất cả những điều này - Tôi đang nghĩ về việc có vi điều khiển điều khiển tất cả các FET này (sử dụng các mạch lái xe rời rạc đơn giản) và phản hồi thông qua trên bo mạch 1msps .. Tôi tự hỏi nên chuyển đổi tần số nào khi cuộn cảm chỉ có 1uH?

Nhận xét về tiền thưởng : Vẫn muốn nghe suy nghĩ về cách DCDC, không có máy biến áp. DCDC nhỏ gọn có thể vừa khít bên trong buồng chân không, điều này là không thể đối với máy biến áp. Và đúng vậy, nhiệm vụ là làm nóng lá vonfram có hình dạng khác nhau trong chân không (lên đến 1000C).

Nếu nó là để sưởi ấm, tôi đoán AC cũng tốt như DC. Tôi sẽ xây dựng một máy biến áp hình xuyến chỉ với 1 cuộn dây thứ cấp (tùy thuộc vào điện áp đầu vào). Để đạt được vị trí hiện tại cao, một số cuộn dây thứ cấp song song và đảm bảo chiều dài dây của chúng giống hệt nhau.

chỉnh sửa
Bạn có thể thực hiện để biến điện áp / biến hiện tại bằng cách cung cấp đầu vào của bộ biến đổi từ một variac:

chỉnh sửa 2 (lại là quy định kỹ thuật số của bạn)
Tôi đã suy nghĩ về điều này trong một thời gian và tôi nghĩ rằng ý tưởng tốt nhất là không phải chuyển đổi dòng điện cao ngay từ đầu. Bất kỳ thành phần nào khác ngoài chính các dải kim loại và các kết nối với chúng sẽ gây ra tổn thất ít nhất hàng trăm Watts.
Có lẽ chúng ta vẫn có thể sử dụng máy biến áp của mình và thực hiện chuyển đổi ở phía chính, sau đó chúng ta sẽ không phải lo lắng về điện trở chuyển tiếp của milliohm. Tôi sẽ sử dụng một điện áp DC trên sơ cấp của bộ biến đổi, được cắt bởi MOSFET. Chu kỳ nhiệm vụ sẽ xác định hiện tại của thứ cấp.

chỉnh sửa 3 (hợp nhất với câu trả lời khác theo đề xuất của KV)

Điều đầu tiên cần lưu ý là chân không . Điều đó có nghĩa là tất cả việc làm mát sẽ phải trải qua sự dẫn truyền qua thành buồng chân không của bạn, vì nhiệt độ của bạn sẽ không đủ cao để mất nhiều nhiệt qua bức xạ, và dĩ nhiên không có sự đối lưu trong chân không. Đây cũng là một vấn đề đối với nhiệt lượng tiêu tan trong tải (lá kim loại).

Đi từ DC DC là một thứ tự cao. Cách tiêu chuẩn để đi từ điện áp cao hơn và dòng điện thấp hơn đến điện áp thấp hơn ở dòng điện cao hơn tất nhiên là SMPS . Ngay cả với hiệu suất thấp 66%, nguồn cung cấp 12V chỉ cần cung cấp 6,25A (cho 75W). Miếng bánh, dường như. Tuy nhiên, dòng điện cuộn dây nằm trong phạm vi của dòng điện đầu ra, với các đỉnh sẽ cao hơn. Có những cuộn dây điện có thể xử lý 100A , nhưng chúng có độ tự cảm thấp đến mức chúng cần chuyển mạch rất nhanh , gây ra tổn thất chuyển mạch rất cao trong MOSFET. Và sau đó cũng mất điện do bức xạ, có thể rất nhiều . Điốt Schottly bình thường cũng không có, vì vậy bạn sẽ cần chỉnh lưu đồng bộ sử dụng MOSFE.

Nói về chỉnh lưu đồng bộ: đây cũng là một tùy chọn cho nguồn điện AC. Bạn sẽ có một vài lần sụt điện áp, tuy nhiên thấp, vì vậy bạn sẽ phải bắt đầu với điện áp cao hơn một chút so với 0,1V. Hiệu quả sẽ không cao, mặc dù thậm chí giảm thêm 100mV sẽ chỉ gây ra tổn thất 50W, vì vậy tôi nghĩ điều này có thể chấp nhận được. Một bộ chỉnh lưu diode cổ điển bị loại do tổn thất điện năng cao và đó là nơi có bộ chỉnh lưu đồng bộ . Bạn sẽ nhận được một sin chỉnh lưu, là nguồn gần nhất bạn sẽ có được nguồn DC thích hợp. (Thậm chí đừng nghĩ về tụ điện để làm trơn dòng điện 500A!)

Để đo hiện tại, bạn có thể sử dụng một vài trong số các điện trở cảm giác này từ Isabellenhütte.

$\Omega$
$\Omega$ sẽ giúp bạn mang điều này đến một mức độ dễ dàng hơn cho máy băm PWM hoạt động.

Phần còn lại nằm trong bộ điều chỉnh phản hồi, thực sự là bộ khuếch đại loại D , sau khi dòng đo được lấy trung bình bằng bộ lọc thông thấp.
Đừng sử dụng tần suất cắt quá cao; nó sẽ chỉ làm tăng sự phân tán chuyển mạch trong MOSFET và bên cạnh đó nhiệt độ chậm, do đó bạn sẽ không cần chuyển đổi dưới một phần nghìn giây.

Hệ thống nước: Bạn sẽ cần một pin MOSFET song song, mà tôi sẽ hàn càng nhiều càng tốt trên các thanh đồng, để giảm điện trở ký sinh càng nhiều càng tốt.

Bắt đầu với một thợ hàn có thể là một ý tưởng rất tốt. Đó là một lượng lớn hiện tại theo hầu hết các tiêu chuẩn. Một thợ hàn có sức mạnh dự phòng (như bạn lưu ý) và tua lại máy biến áp thợ hàn có thể dễ dàng như bất cứ điều gì bạn có thể làm. Ừm. Cào đó, có lẽ. Máy hàn sẽ là "volt mỗi lượt" và bạn cần ít nhất 5 lượt mỗi Volt (đầu ra 0,2V để cho phép mất 50% trên đường đi. Có thể nhiều hơn thế một chút.

Đi thợ hàn dựa trên bán dẫn hiện đại. Đếm bật thứ cấp HOẶC đặt một lượt bật thứ cấp (có thể là "không quá khó để tìm ra cách để làm điều này) và xem vôn trên mỗi lượt là bao nhiêu. Nếu bạn có <~ = 0,5 V / lượt, bạn có thể có bộ khởi động. Nếu vậy nó có thể dễ dàng hơn nhiều so với hầu hết các lựa chọn thay thế.

Tôi thấy bạn đang bắt đầu với DC DC, vì vậy bạn không thể sử dụng máy biến áp. Steven nói đúng rằng đầu ra có thể là AC nếu nó chỉ để sưởi ấm. Một máy biến áp hình xuyến kích thước khá nên làm điều đó. Chính được điều khiển bởi một cầu H từ 12V, và thứ cấp được sử dụng trực tiếp làm đầu ra AC hiện tại cao.

Đừng mong đợi siêu hiệu quả. Các đặc tính của máy biến áp sẽ là chìa khóa. Nó sẽ cần phải được thiết kế cho đầu ra dòng điện cao và thấp.

Có thể xem xét lại các yêu cầu thiết kế của bạn và sử dụng kim loại (bi-) khác cho phần tử gia nhiệt không? Dây niken là một vài ohms mỗi mét, và có sẵn trong nhiều đồng hồ đo. Tôi sử dụng một mảnh 16 máy đo với một máy biến áp cung cấp cho tôi 30A AC ở mức 2v hoặc hơn, vì vậy đó là 60W, cùng một sân bóng như bạn đang nói. Có lẽ bạn có thể sử dụng một phương pháp khác để hoàn thành cùng một nhiệm vụ. Làm nóng vật hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp để làm nóng vật khác của bạn.