Дано: входное напряжение в диапазоне 8-400в, нагрузочная способность источника неизвестна (десятки миллиампер - десятки ампер. выясняется экспериментально).
Задача: получить из этого регулируемое напряжение 9.6-14.4в с силой тока от "сколько вытянет источник" до 2х ампер.

Полдня мозгую над оптимальной архитектурой чудо-девайса решающего такую задачу. Ясен пень, управление программное, вся логика в МК. Но затыки возникают с достаточно универсальной аппаратной базой. Каким-то одним режимом работы и набором реально существующих деталей диапазон условий не покрывается.

Что уже придумалось: выбранная архитектура преобразователя - Sepic, т.е. две индуктивности, диод, переходный конденсатор, и нижний ключ. Индуктивности будут порядка 20мкгн на ток насыщения до 8а, переходный конденсатор 100в * 10мкф.

Дальше сплошной сон разума родивший два частотных режима и два разных ключа. Для диапазона входных напряжений 5-24в используем 100 вольтовый полевик IRLR3110 с низким gate thresold voltage, что позволяет драйвить его сигналом логического уровня через двухтактный эмиттерный повторитель на биполярных транзисторах BISS типа (с низким напряжением насыщения). Частота преобразования 150кгц, рабочий диапазон коэффициентов заполнения ШИМ 0.3-0.6 и в нём коммутационные потери до 1.2вт при входном токе 8а.

На высоких вольтах эта схема сливается. Ибо нужно либо повышать индуктивности (что не лезет в габариты проекта), либо ШИМить с заполнением в доли процента (что требует бешеной крутизны фронтов сигнала на затворе). Фтопку полевик, добавим второй нижний ключ на биполярном транзисторе и увелчим частоту преобразования до 500кгц. Биполярник имеет малую ёмкость и с фронтами всё в ажуре, а ток в базу можно вкачивать из того-же самого эмиттерного повторителя. На биполярнике коммутационные потери = (Vsat * I) + (I / H21э). Когда напряжение на входе большое а ток наоборот, выигрываем у полевика даже без учёта частоты преобразования.

Принципиальная схема силовой части (показан только полевой ключ): https://diskcryptor.net/_temp/SepicConvertor.png. Управляться эта шняга должна с микроконтроллера, сложным способом.

Позырьте кому не лень, какого бреда я нагородил. Может есть простое и годное решение?

-----
PGP key <0x1B6A24550F33E44A>

| Сообщение посчитали полезным:

Дано: входное напряжение в диапазоне 8-400в,
Задача: получить из этого регулируемое напряжение 9.6-14.4в с силой тока до 2х ампер.

тут схема блока питания https://dropmefiles.com/4Jodm

в блоке стабилизации на резисторе R6 2.2к настроите выходное напряжение которое вам нужно.

| Сообщение посчитали полезным:

Ваша невнятная фотография древней советской схемы импульсного блока питания (сетевого, по принципу обратнохода) не имеет к моей задаче ни малейшего отношения.

-----
PGP key <0x1B6A24550F33E44A>

| Сообщение посчитали полезным:

тогда вам нужно собрать два преобразователя
первый с 400 вольт на 9.6в с небольшим потреблением
а второй с автомобильного аккумулятора 12 в 55А на 14.4 в
объедините эти две схемы на одну нагрузку через диоды и держите резонанс

| Сообщение посчитали полезным:

Эх, вы наверное гений. В задаче написано что преобразователь по-возможности один. Вход - от 8 до 400 (может быть любое промежуточное число и должно работать. Вероятный ряд: 5, 8, 12, 24, 48, 64, 312), выход от 9.6 до 14.4 (должен регулироваться от и до в любом случае. Регулироваться не ручкой ЛАТРа или чем-нибудь подобным, а электрическим сигналом). Желательно схема простая, дешевая повторяемая, не требующая наладки.


Вот это, что я выложил, удовлетворяет половине требований. Я поделился мыслью как сюда прикрутить высоковольтную часть, но мне решение кажется "черезжопным". Может я ерунду придумываю и есть схемотехническое решение покрывающее весь диапазон требований одним способом.

Пожалуйста не предлагайте переделывать блоки питания от ПК, телевизоров, покупать десяток китайских преобразователей и прочую ерунду. Нужны советы от тех кто разбирается в электронике.

Добавлено спустя 25 минут

Вот, нарисовал "широкими штрихами" (опущена мелкая обвязка транзюков) то решение о котором говорил. Вкратце: добавляется второй силовой ключ на биполярном транзисторе Q4. Добавляются два полевика переключающие силовые ключи (что управляется сигналами HV-Select и LV-Select). Если напряжение на входе > 48, включаем сигнал HV-Select, выключаем LV-Select и удваиваем-утраиваем частоту преобразования (это сигнал DRV-logic). Биполярники хорошо держат короткие фронта импульсов и высокое напряжение.

Но в этой схеме сгорит низковольтный ключ IRLR3110Z, т.к. будет превышено напряжение исток-сток в закрытом состоянии (держит максимум 100в). Нужно ещё как-то защитить его канал от пробоя. Есть идеи? Не релюху же ставить на самом деле...

-----
PGP key <0x1B6A24550F33E44A>

| Сообщение посчитали полезным:

Если я правильно понял задумку, то мосфет и биполярник будут стоять параллельно, а значит они оба будут на высокое напряжение. Высокольтный мосфет будет иметь большое сопротивление Rdson, поэтому и на низких напряжениях у него будут большие потери, тем более что ток ключа в сепике будет суммой входных и выходных токов.
В таком случае нет смысла делать два ключа.
Если нужны маленькие габариты, то стоит расмотреть ганфеты или карбид кремния.

| Сообщение посчитали полезным:

Orlyonok пишет:
мосфет и биполярник будут стоять параллельно, а значит они оба будут на высокое напряжение
Вот этого и хочется избежать. Чтобы мосфет поставить на низкое напряжение, но как-нибудь отключать при активации HW mode. Рещение через жопу - отключать низковольтный мосфет пачкой параллельно включенных высоковольтных (снижаем суммарный Rdson). Эта пачка по-сути статический выключатель, пофиг что будет бешеная ёмкость затворов. Когда низковольтный ключ неактивен, его выключатель запирается а сам IRLR3110Z наоборот отпирается (гарантированно всё напряжение падает на дополнительных ключах).

Минусы очевидны: размер, цена.

Добавлено спустя 9 минут
Ещё ключи можно соединить так:



В HV mode IRLR3110 всегда открыт. Пачка полевиков сверху - закрыта. Управляет током биполярный ключ. В LV mode пачка полевиков сверху открывается, биполярник отключается, управляет током IRLR3110. Как-то не красиво выходит.

-----
PGP key <0x1B6A24550F33E44A>

| Сообщение посчитали полезным:

Такой ключ дороговат? По-моему на биполярном ключе потери будут не меньше...
https://www.digikey.com/product-detail/en/transphorm/TPH3212PS/TPH3212PS-ND/6557328

| Сообщение посчитали полезным: ntldr

Спасибо, пошёл читать матчасть и разбираться в ассортименте GANFETов. Никогда раньше их не применял.
Навскидку, нифиговые у них параметры. Технологии не стоят на месте...

-----
PGP key <0x1B6A24550F33E44A>

| Сообщение посчитали полезным:

ntldr пишет:
400V AC? in (...)
Задача: получить из этого регулируемое напряжение 9.6-14.4в с силой тока от "сколько вытянет источник" до 2х ампер.
имхо такого в маленьких габаритах не существует, тот же блок питания atx

есть поиск дизайнов но там они обычно не детские
ti.com/reference-designs/
digikey.com.mx/reference-designs/

| Сообщение посчитали полезным:

Мщность тут совсем небольшая, вся проблема в диапазоне потребляемого вольтажа. Изоляции от источника не требуется. Вопрос - в запасе параметров силовой части, таких как индуктивность катушек, их ток насыщения, напряжение пробоя изолирующего конденсатора, и самое главное - хороший КПД ключа во всех режимах. В этом как раз и проблема...

hash87szf пишет:
тот же блок питания atx
Устроен совершенно иначе и решает мало похожие задачи.
Там сетевое напряжение сначала повышается в ККМ (корректоре коэффициента мощности, которого в дешевых БП может и не быть) вольт так до 370-400 (он устроен как step-up конвертор), а затем эти вольты вкачивают в трансформатор (по схеме полумост с конденсаторной средней точкой, реже - по схеме полномостового коммутатора). Напряжения со вторичных обмоток в дешевых БП выпрямляют диодами Шоттки, в дорогих - синхронным выпрямителем.

Запускается вся эта машинерия - вольт так с 60-100. Гарантировано работает - со 128ми вольт.

-----
PGP key <0x1B6A24550F33E44A>

| Сообщение посчитали полезным:

ntldr, а вы случайно не увлекаетесь (увлекались) сборкой, пайкой аудиотехники?
Усилителей на полевиках, лампах. Ну в общем, всем тем, что касается хай энда (High End или Hi-End).
Шнуры за 1000$ метр и прочая религия .
Думаю, многим бы было интересно про это почитать и узнать именно вашу точку зрения на эти вещи.
Это ведь, действительно, целая религия в которой, местами есть и какие-то здравомыслящие вещи.

| Сообщение посчитали полезным:

dma
Да ты, дремучий тролль, малыш мой..

| Сообщение посчитали полезным:

dma пишет:
а вы случайно не увлекаетесь (увлекались) сборкой, пайкой аудиотехники?
Это было увлечение в детском возрасте. Тогда много чего собирал из мусора, как придётся и как попало. По параметрам это тянуло в лучшем случае на 1й советский класс качества (если вы знакомы с классификацией звукозаписывающей аппаратуры того времени). Моя религия того времени - "усилок чтоб погромче орало", а слушать пофигу что.

Позже, в зрелом возрасте, спроектровал и собрал до стадии работающей печатной платы 2 усилка (таких какие хотел в детстве, мощных и качественных уже по современным меркам). Но даже ни разу их не слушал. Включал только на эквиваленте нагрузки, мерял ТТХ тестовыми сигналами с нормальной звуковухи. К усилку нужны колонки, в квартире за стеной соседи, сотни ватт мощи слушала резисторная сборка и спектралаб. На этом моя аудиофилия закончилась а платы заброшены.

dma пишет:
Усилителей на полевиках, лампах.
Лампы не уважаю, это бессмысленная архаика. Всё прочее - оцениваю только по объективно измеримым ТТХ. Субъективно - я хоть убей не слышу разницы между 0.05% и 0.0008% THD+N у усилителей мощности, но вторая цифра реально вызывает уважение. Если THD на 20кгц немногим больше чем на 1кгц - двойное уважение к тому кто проектировал и возился с наладкой. Это считай что особый род технического искусства, которое делают только ради искусства.

dma пишет:
Шнуры за 1000$ метр и прочая религия
Развод лохов на устойчивых шаблонах верований + эффект плацебо + техническая неграмотность. Чтобы делать такой бизнес нужны не технические навыки, а социальные. Разубеждать людей в их вере бесполезно.

Спрос рождает предложение любой степени неадеквата (с джиттером CD дисков в дорогих CD проигрывателях героически борятся прецизионной механикой, тогда как очевидное любому технарю решение было бы загрузить трек в память типа SRAM и воспроизводить оттуда с джиттером равным таковому у тактового генератора. Однако в первом случае миллионную цену есть чем обосновать, а обычный сиди ридер и чипы памяти - считай ничего не стоят. На то она и цифра...

Провода - любимая тема фетиша конченных аудиоманов. Провод, он и в африке провод. Должен соответствовать своей технической спецификации, только и всего.

Единственно: от усилителя мощности на колонки должен быть толстый, короткий, медный. По моему мнению лучшая длина такого провода - ноль (активные колонки, усилитель напрямую работает на динамик). Значимый фактор - омическое сопротивление, а именно соотношение сопротивления провода к сопротивлению динамических головок. Лишние 0.2 ома провода на 4х омной головке ухудшают коэффициент демпфирования (способность усилителя останавливать самопроизвольные колебания диффузора противоположным ему током) в 20 раз. Так что провода берите самые короткие и самые толстые, какие получится подключить. Из меди и в нормальной изоляции. Хочется красиво — бери аудиокабель за тыщу рублей метр. Хочется дешевле - бери гибкий кабель за 50 рублей метр в строймаге, он ничем не хуже (если конечно медный. Подделки бывают, легко отличаются по цвету жилы.).


Правильный провод для слаботочного аналогового сигнала — витая пара в общем экране. Подключать по балансным входам-выходам аппаратуры. Если сигнал не балансный. то правильный провод - самый короткий и тоже экранированный. Сечение не важно. если не используется фантомное питание. Как минимум - чтобы тапком не рвалось.

Фиг знает что ещё на эту тему можно сказать.

-----
PGP key <0x1B6A24550F33E44A>

| Сообщение посчитали полезным: dma

ntldr, вообще есть какая-нибудь тема в которой вы не разбираетесь ?
Браво и спасибо за ответ ! Мне тут даже добавить нечего. Подписываюсь под каждым словом.
Вот у кого никогда не будет проблем с работой - так это у вас.
Если прижмет, можно пойти в любую студию звукозаписи - думаю с радостью примут .
Я по роду своей дейтельности, занимаюсь музыкой - пишу фонограммы.
Плюсовки, минусовки (ну слышали наверное такие термины).
Столько перечитал на эту тему и много чего знаю, а добавить к вашему посту нечего.
Да, есть дебилы кто даже окрапляет святой водой свои усилители
и они по их мнению начинают звучать лучше. Ну я уже писал выше - религия .

sefkrd пишет:
Да ты, дремучий тролль, малыш мой..

Уважаемый, rev..., sefkrd !!!
Вот не поверите, с сегодняшнего дня - встал на путь исправления и начал новую жизнь .
Можете почитать мою исповедь в соседней ветке .
Надеюсь, в этой ветке вы меня в троллинге и провокациях на флуд не подозреваете?

| Сообщение посчитали полезным:

dma пишет:
вообще есть какая-нибудь тема в которой вы не разбираетесь
Дофига и больше. На лавры энциклопедиста не претендую.

dma пишет:
можно пойти в любую студию звукозаписи - думаю с радостью примут
Вот в этом - разбираюсь совсем по верхам. Одно дело знать как устроена аппаратура, другое дело - уметь профессионально ею пользоваться. Третье - петь и танцевать.

К слову, конструировать эталонную аудиоаппаратуру может даже глухой от рождения. Для этого слышать совсем не обязательно. Это обычная техническая работа. Во многом - проще программирования.

-----
PGP key <0x1B6A24550F33E44A>

| Сообщение посчитали полезным:

ntldr пишет:
К слову, конструировать эталонную аудиоаппаратуру может даже глухой от рождения. Для этого слышать совсем не обязательно.

ntldr, ну вот вы и попались! Сейчас я вас буду поправлять !
Конструировать - согласен, а вот потом ее же нужно настроить - особенно колонки (мониторы).
Где слышать - еще как обязательно. Еще не придумали такого прибора как человеческое ухо.
Есть такая область в звукорежессуре (ну или в области звукозаписи) называется - мастеринг.
Это такая особая элита - куда попадают единицы. Естественно, я имею в виду настоящих мастеров
своего дела - которые работают с большими звездами, а не тех которые у себя дома поставили
колонки 35АС-90 и рассказывают всем как они хорошо отмастерили фонограмму.
Так вот, все отсраивается исключительно - только на слух, предварительно грубо настроив все по приборам.
Работают такие "спецы" в таких среднего размера комнатах, где стоят несколько пар колонок (мониторов).
Стоимость каждой пары от 100 000 $ до 300 000 $. Цена зависит от фирмы и дальности поля (ближнее, среднее, дальнее).
Ну, естественно, они все - активные.

| Сообщение посчитали полезным: ntldr

ntldr пишет:
Шнуры за 1000$ метр и прочая религия
Развод лохов на устойчивых шаблонах верований + эффект плацебо + техническая неграмотность. Чтобы делать такой бизнес нужны не технические навыки, а социальные. Разубеждать людей в их вере бесполезно.
На эту тему вспомнилось:
_ttps://habr.com/ru/post/14904/

-----
ds

| Сообщение посчитали полезным:

Тред не читал и оп пост тоже
Такого рода штуки делаются на реле и трансформаторах
ацп смотрит вход и комутирует релюшками соответствующие входы выходы трансформатора а дальше любой стабилизатор "хоть верх хоть низ"

сам мк питается от батарейки\акка\сети


транс с отводами на ~10 напряжений первички и 2 ампера по цене будет стоить как пару фетов

| Сообщение посчитали полезным: difexacaw, punxer

mdscorp пишет:
ацп смотрит вход и комутирует релюшками соответствующие входы выходы трансформатора
это процессор от пк умеет с обвязкой дайте схему этого чуда)

| Сообщение посчитали полезным:

Нужный ответ получен, тему можно закрывать.

-----
PGP key <0x1B6A24550F33E44A>

| Сообщение посчитали полезным: