9 votos

El diseño de 12V -> 0.1 V 100-500A DC

Necesito construir 0.1V@100-500A fuente de alimentación - y me pregunto ¿cuál es la mejor manera de abordar esta tarea? Supongo que aquí no son muy específicos IC adecuado para DC... Debe ser actual estabilizado el 10% de la ondulación es ok, no hay requisitos de frecuencia de conmutación...

¿Cuál es la estimación aproximada para el tamaño y cantidad de los componentes que siempre se necesita en DC (inductores/gorras/número de canales) de la fuente de alimentación?

Esto es para la calefacción de metal rayas, que tiene una resistencia muy baja. 20 mm^2 conexiones de cobre no es un problema.

Algunas ideas:

Incluso mi AWG4 alambre me daría 0.8 mOhm por metro... Si pongo DC justo al lado de los consumidores, puedo tener como 0.2 m conexiones y 0,16 mOhm resistencia... Pero Si quiero tener un regulador de conmutación, voy a necesitar un montón de FETs e inductores... por suerte, ya tengo montón de 5mOhm N-Fet, para que yo pueda correr 20-30 de ellos en paralelo, y montón de 1uH inductores de unos 1,5 mm^2 alambre de que yo también se pueden ejecutar en paralelo (todo ello a partir de un lote de los daños en las placas base de PC)... La pregunta es ¿cuál es la manera más realista de la conducción de todas estas cosas - estoy pensando en tener un microcontrolador de la conducción de todas estas Fet (utilizando discreta sencilla circuitos de conducción) y la retroalimentación a través de a bordo 1msps ADC.. me pregunto ¿cuál debe ser el cambio de frecuencia dado que los inductores son sólo 1uH?


Recompensa comentarios: Todavía quieren oír los pensamientos de DC manera, sin transformadores. Compacto DC podría ajustarse a la derecha dentro de la cámara de vacío, lo cual es imposible para el transformador. Y sí, la tarea es el calor de tungsteno de aluminio de diferente geometría en el vacío (hasta 1000C).

4voto

lillq Puntos 4161

Si es para la calefacción supongo que AC es tan buena como la de DC. Me gustaría construir un transformador toroidal con solo 1 bobina secundaria (dependiendo de la tensión de entrada). Para lograr el alto nivel actual de varios devanados secundarios en paralelo, y asegúrese de que su longitud de cable es exactamente el mismo.

editar
Usted puede hacer que el voltaje de salida/corriente variable por la alimentación del transformador de entrada de un variac:

variac

edición 2 (re su regulación digital)
He estado pensando en esto por un tiempo y creo que la mejor idea es no tener que cambiar la corriente de alta en el primer lugar. Los otros componentes de las tiras de metal de sí mismos y de las conexiones a ellos causará pérdidas de cientos de Watts, por lo menos.
Tal vez todavía podemos utilizar nuestro transformador, y hacer el cambio en el lado primario, entonces no tendrá que preocuparse de sub-milliohm transición resistencias. Me gustaría utilizar un voltaje de CC en el transformador principal, picado por un MOSFET. El ciclo de trabajo determinará la secundaria actual.

edición 3 (en combinación con otras respuesta a KV de la sugerencia)

La primera cosa a hacer una nota de es el vacío. Esto significa que todos los de refrigeración se tiene que ir a través de la conducción a través de la pared de la cámara de vacío, ya que sus temperaturas no serán lo suficientemente alta como para perder mucho calor por radiación, y por supuesto que no hay convección en un vacío. Este también es un problema para que el calor se disipa en la carga (el de la hoja de metal).

Va de 12V DC es una orden de alto. La manera estándar de ir a un voltaje superior y la inferior de corriente a un voltaje menor a mayor actual es por supuesto un SMPS. Incluso en un nivel bajo-ish 66% de eficiencia en el suministro de 12 v sólo tendría que entregar Un 6.25 (para 75W). Pedazo de la torta, lo que parece. Sin embargo, la bobina de corriente en el rango de la corriente de salida, con picos de subir más. Hay alimentación de las bobinas de las que puede manejar 100A, pero estos tienen tan baja inductancia que necesitan muy rápido de conmutación, lo que hace muy altas pérdidas de conmutación de los MOSFETs. Y luego está también la potencia perdida como la radiación, que puede ser mucho. Normal Schottly diodos son también, así que usted necesitará rectificación sincrónica utilizando MOSFETs.

Hablando de rectificación sincrónica: esta también es una opción para una fuente de alimentación de CA. Usted tendrá un par de caídas de tensión, sin embargo la baja, por lo que tendrás que empezar con un voltaje un poco más alto que el de 0.1 V. La eficiencia no será alto, aunque incluso un extra 100mV caída hará que solo 50W pérdida, así que creo que esto es aceptable. Un clásico del diodo rectificador es debido a las altas pérdidas de energía, y que es donde la rectificación sincrónica . Usted obtendrá un rectificado sinusoidal, que es el más cercano que llegaremos a una adecuada fuente de CC. (Ni siquiera pensar acerca de condensadores para suavizar 500A corrientes!)

Para medir la corriente que usted puede usar un par de estos sentido resistencias de Isabellenhütte.

Current sense resistor

(A pesar de varios parásitos caídas de voltaje ninguno de ellos es adecuado para la medición de corriente ya que no tenemos ningún control sobre las resistencias que intervienen.) El 0,1 m\$\Omega\$ actual sentido de la resistencia especificada para 200A, así que usted necesitará un número de ellos en paralelo. La potencia en la resistencia es baja, están especificados en 5W máximo, pero contar con un múltiplo de que para las resistencias. Mejor sería para soldar tanto como sea posible, y su montaje en una pared metálica de la cámara de vacío.
Si utiliza tres 0.1 m\$\Omega\$ de resistencias en paralelo, teóricamente, usted tendrá 17mV en 500A. Que no es mucho, pero en la práctica el valor puede ser mayor, así como de 25 o 30mV, debido a las resistencias parásitas. En 100 de que va a ser de 5 a 6mV. Un amplificador de instrumentación le ayudará a llevar esto a un nivel que es más fácil para el PWM a chopper a trabajar.

El resto está en el regulador de retroalimentación, que en realidad es un amplificador clase D, después de que la corriente medida es un promedio de un filtro de paso bajo.
No use demasiado alto picar frecuencia; sólo aumentará la conmutación de la disipación en los MOSFETs, y además el calor es lento, por lo que no necesita sub-milisegundos de conmutación.

Plomería: necesitarás una batería de MOSFETs en paralelo, que yo calificaría de soldadura tanto como sea posible en barras de cobre, para reducir las resistencias parásitas tanto como sea posible.

3voto

RelaXNow Puntos 1164

Veo que estás empezando con 12V DC, por lo que no sólo puede utilizar un transformador. Steven tiene razón en que la salida puede ser de CA si es sólo para la calefacción. De un tamaño decente transformador toroidal debe hacerlo. La principal es impulsado por un puente H de la toma de 12 voltios, y el secundario se usa directamente como a la alta corriente de salida de CA.

No esperes super eficiencia. Las características del transformador será clave. Tendrá que ser diseñado para la alta corriente y bajo voltaje de salida.

2voto

aryeh Puntos 1594

Comenzando con un soldador puede ser una muy buena idea. Que una inmensa cantidad de corriente que la mayoría de las normas. Un soldador tiene potencia de sobra (como se nota) y un rebobinado de un soldador transformador puede ser tan fácil como cualquier cosa que usted puede hacer. Um. El principio de que, probablemente. Soldador será "v por turnos" y necesita al menos 5 vueltas por Voltio (0.2 V de salida para permitir la pérdida del 50% a lo largo del camino. Tal vez un poco más que eso.

Tomar modernos semiconductores basados en la soldadora. El conteo de vueltas en el secundario O en su lugar de una vez en secundaria (sujeto a ser "no es demasiado difícil encontrar una manera de hacer esto) y ver qué voltios por turno. Si usted tiene < ~= 0.5 V/vuelta usted puede tener un motor de arranque. Si es así, le es mucho más fácil que la mayoría de las alternativas.

0voto

Jason Dagit Puntos 5998

Es posible reconsiderar sus requisitos de diseño, y el uso de diferentes (bi-)de metales para el elemento de calefacción? Alambre de nicromo es un par ohmios por metro, y está disponible en varios calibres. Yo uso una pieza de calibre 16 con un transformador que me da 30A CA en 2v o así, así que eso es de 60W, en el mismo estadio de béisbol como de las que están hablando. Tal vez usted podría utilizar un método diferente para realizar la misma tarea. Calentar la cosa, ya sea directamente, o indirectamente a calentar su otro objeto.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X