Преобразователь 3.2V -> xx V

[qxov]

Как многие интересующиеся помнят, Николас и его коллеги разработали >1КВт DC/DC преобразователь с 3В до, скажем, 60. Я задумался: как же можно такую штуку сделать?

Как человек, далекий от силовой электроники, смог придумать лишь одну схему, которая позволила бы осуществить подобное - коммутация N конденсаторов параллельно на батарею, затем последовательно. Правда, не знаю, какой КПД так получится, но, учитывая то, что существуют преобразователи, построенные по подобной схеме, обладающие хорошим КПД, думаю, что данная схема также будет достаточно эффективна. Из минусов - надо кучу транзисторов на зарядку кучи конденсаторов 

Как вы думаете, какие еще пути решения данной задачи существуют?

[anonim456]

Как вариант - сделать ток переменным (пару мультивибраторов?) а потом просто пропустить его через катушку на выходе поставит диодный мост, и вуаля..

Сам долго думал над этим вопросом, других вариантов не нашел
а вариант с коммутацией мне кажется монструоидным )

[qxov]

Как вариант - сделать ток переменным (пару мультивибраторов?) а потом просто пропустить его через катушку на выходе поставит диодный мост, и вуаля..

Сам долго думал над этим вопросом, других вариантов не нашел
а вариант с коммутацией мне кажется монструоидным )

Получится гриль 

[aL75]

Как человек, далекий от силовой электроники...

Если далеки от силовой электроники, почитайте эту книжку
Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов
Скачать можно здесь - http://depositfiles.com/ru/files/h6rrf4m48 или найти в гугле другой источник.

[mastercap]

Для начала необходимо оценить преимущества, которе может дать такая схема питания. Например при одинаковой энерговооруженности насколько дешевле одна ячейка, чем цепочка маленьких. Учитывая, что китайцы свои BMS отдают на сдачу, необходимо прикинуть затраты на такой инвертор ( думаю не меньше 200$) при штучном производстве. Плюс КПД преобразования во всем диапазоне работы не менее 92-95%, иначе зачем все это. Вобщем чувствую, что шкура выделки не стоит. Может кто возьмется за расчеты, если это действительно кому-то интересно.

[qxov]

Если далеки от силовой электроники, почитайте эту книжку
Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов
Скачать можно здесь - http://depositfiles.com/ru/files/h6rrf4m48 или найти в гугле другой источник.

Эту книгу я бегло просматривал - очень понравилась. Схемы, которые там рассматриваются, на мой взгляд, мало пригодны для этой задачи: даже если предположить, что у нас получилось коммутировать такие токи на входе, то страшно представить, что из себя представляет первичка трансформатора  Поэтому и подумал, как можно решить данную проблему. Интересно узнать минусы моего решения и другие варианты решения.

[qxov]

Для начала необходимо оценить преимущества, которе может дать такая схема питания. Например при одинаковой энерговооруженности насколько дешевле одна ячейка, чем цепочка маленьких. Учитывая, что китайцы свои BMS отдают на сдачу, необходимо прикинуть затраты на такой инвертор ( думаю не меньше 200$) при штучном производстве. Плюс КПД преобразования во всем диапазоне работы не менее 92-95%, иначе зачем все это. Вобщем чувствую, что шкура выделки не стоит. Может кто возьмется за расчеты, если это действительно кому-то интересно.

На мой взгляд, подход очень грамотный. КПД, согласно тем крохам информации, доступной о данном проекте, как раз и лежит в диапазоне .92-.95.  Стоимость изделия, к сожалению, пока не ясна. 100$ я бы отдал даже предоплатой. Ну гадать не буду, тем более, что за 100$ его мне и не продадут 

[mastercap]

Я знаю о каком проекте Вы говорите. Так вот заказчик при выдаче задания выдал необходимое КПД преобразователя при заданной мощности ( пусть будет 1КВт ), и сейчас, получив результат, т.е. готовое изделие, сам не знает какое КПД имеет при других токах. А велосипед далеко не всегда жрет 1КВт. И зачем Вам это устройство ? У вас есть халявная ячейка на 300Ач ? Покупайте нормальные ячейки 20-40Ач и BMS плюс зарядник к ним. Выйдет недорого, наверняка дешевле, чем этот вариант, о котором мечтаете так безосновательно.

[qxov]

Я знаю о каком проекте Вы говорите. Так вот заказчик при выдаче задания выдал необходимое КПД преобразователя при заданной мощности ( пусть будет 1КВт ), и сейчас, получив результат, т.е. готовое изделие, сам не знает какое КПД имеет при других токах. А велосипед далеко не всегда жрет 1КВт. И зачем Вам это устройство ? У вас есть халявная ячейка на 300Ач ? Покупайте нормальные ячейки 20-40Ач и BMS плюс зарядник к ним. Выйдет недорого, наверняка дешевле, чем этот вариант, о котором мечтаете так безосновательно.

Вы про Вал Васа? Если да, то Вы искажаете информацию.
"Халявной" ячейки у меня нет. Советов, что покупать - множество. Считаю данный проект очень интересным. На текущий момент, решение, скорее всего, не самое дешевое, что, впрочем, не означает, что оно не самое хорошее. Взгляните сами, Тиамо предлагает элементы lifepo4 10Ah по 25$. Киловатт более 800$. Использовавшаяся Николасом ячейка стоит здесь около 500$. К элементам от Тиамо добавить требуется сборку (считаем бесплатно) и BMS. К ячейке Николаса - преобразователь. Тупо разница в цене только за батарею - 200$. Плюс BMS. Если выбирать из этих двух вариантов и считать, что стоимость преобразователя не превысит 250$, то я голосую за вариант Николаса. А еще, если бы такой вариант предлагался, я бы остановился на варианте 4S ячейки с хорошей BMS + преобразователь. Так я бы получил 12V аккумулятор общего назначения + питание велосипеда в одном флаконе.

[Nickolas]

Добавлю пять копеек от себя, коль уж меня упомянули...
Было выбрано решение с преобразователем по нескольким причинам :
1. Все батарейки в "гирлянде" разные, БМС их не "лечит", а загрубляет все под самую слабую. С одной ячейкой данной проблемы нет.
2. Допустимые импульсные и номинальные токи в одноячеичном варианте значительно выше, то есть ячейка должна прожить дольше "гирлянды". Так например 800 Ач батарейка будет иметь 0.5С разрядный ток при пиковом потреблении от преобразователя (2.4 кВт)
3. Закрепить одну ячейку значительно проще.
4. Провода. Не буду утверждать численно, но потери на проводах "гирлянды"...
5. КПД мы замеряли, правда без учета падения в батарее. Между батареей и  преобразователем вставили ШУНТ, соответственно был замер тока и напряжения перед преобразователем и выход преобразователя грузили резистором, замеряли ток и напряжение. КПД в номинальном режиме 60В, 20 А (выходные) составил 95%. При снижении нагрузки КПД естественно растет. На ХХ преобразователь потребляет 12 Вт.
Решение с моей точки зрения хорошее, но дорогое. Пока выйти на серию не получается. Будем работать...

[qxov]

3. Закрепить одну ячейку значительно проще.

Вот этот момент считаю спорным: мало в какой велосипед влезет элемент на 300Ah Или около того. В данном случае более предпочтительным выглядит использование двух-четырех элементов меньшей емкости, что, впрочем, не мешает использовать их параллельное соединение. Правда, придется постараться для того, чтобы обеспечить качественное соединение пары ячеек.

При снижении нагрузки КПД естественно растет. На ХХ преобразователь потребляет 12 Вт.
Решение с моей точки зрения хорошее, но дорогое. Пока выйти на серию не получается. Будем работать...

Несколько удивило высказывание про рост КПД в случае отклонения от номинальной нагрузки... Или это следует воспринимать как "максимальная долговременная"?
Потребление ХХ заставляет задать вопрос о том, присутствует ли режим пониженного энергопотребления (sleep) и сколько времени может занять выход из этого состояния?
По поводу дороговизны, как я писал выше, разговор особый. Весьма относительно все.

[Nickolas]

С КПД все просто. Потери пропорциональны току, его квадрату.
А на переключение в современных транзисторах почти ничего не теряется (12 Вт) ХХ.
Режимом "слип" пока не заморачивались, просто руки не дошли. Теоретически можно просто выключать преобразователь (такая функция заложена) при остановке и включать при повороте ручки газа. Надо подумать, пока это не самая главная проблема...

[qxov]

Режимом "слип" пока не заморачивались, просто руки не дошли. Теоретически можно просто выключать преобразователь (такая функция заложена) при остановке и включать при повороте ручки газа. Надо подумать, пока это не самая главная проблема...

Это важно по той причине что уставший человек забудет отключить преобразователь и через пару дней его батарея пуста. Во время катания не критично, на мой взгляд.

[Nickolas]

Режимом "слип" пока не заморачивались, просто руки не дошли. Теоретически можно просто выключать преобразователь (такая функция заложена) при остановке и включать при повороте ручки газа. Надо подумать, пока это не самая главная проблема...

Это важно по той причине что уставший человек забудет отключить преобразователь и через пару дней его батарея пуста. Во время катания не критично, на мой взгляд.

Если об остановках и хранении, так есть ключ зажигания, при выключении ключа, все умирает.

[Alex_Soroka]

КПД в номинальном режиме 60В, 20 А (выходные) составил 95%. При снижении нагрузки КПД естественно растет. На ХХ преобразователь потребляет 12 Вт.
Решение с моей точки зрения хорошее, но дорогое. Пока выйти на серию не получается. Будем работать...

Николас - а в чем проблема с серийностью?
Если вы сразу хотите 1000 шт выпустить - то да, это надо богатого инвестора искать а если паять их понемногу самим - то все вполне будет.

[b-b]Могу помочь с "мелкими партиями" по изготовлению - пишите в личку - обсудим.[/b-b]
Обещаю "ноухау" и прочее не разглашать. Даю слово.
...не вижу проблем выпускать преобразователь хоть единичными экз. - было-бы ваше желание на то.

[Nickolas]

Проблем с платами нет. Есть проблема с трансформаторами. Хотя похоже и ее уже решили. Приехал пилот  по приличной цене и достойного изготовления. Так что шанс выйти на серию уже более реален.
За предложение спасибо. Оценил!

[anonim456]

Не думал, что решение этого вопроса оценивается в 100-200 долларов..
Можете хотя бы примерно сказать из каких узлов вы хотите собрать это устройство?

[Nickolas]

Не думал, что решение этого вопроса оценивается в 100-200 долларов..
Можете хотя бы примерно сказать из каких узлов вы хотите собрать это устройство?

А я сумму и не озвучивал. Примерную структуру обозначить конечно могу!
Батарея- низковольтный мост-трансформатор- высоковольтный мост (два для варианта с зарядником)- контроллер- корпус.