Самодельный ИБП

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Это нечто "сферическое в вакууме", способное запитать 25 процессоров по 77 Вт, но имеет всего 1 сокет.


GIGABYTE Z77X-UP7 2000W CPU Power Delivery

http://sinhardware.com/index.php/vrm-articles/82-vrm-guide

"32 phase VRM is based off of a IR3563A which is 8 phases, then each of those phases is routed to a IR3599 a quadrupler"

"However they did a live demo at 2000W output, each of these SMD mounted inductors is capable of 25-30A per phase, because to do 2kw at 2.4v you need at least 26A per phase."

 

Вопрос по архитектуре модульного DC/DC повышателя.
Допустим я хочу сделать "мультифазный" "баян" из 6-10 однотактных DC/DC пребразователей 12В/350В по 150 Вт.
Чтобы импульсы потребляемого тока по низкой стороне случайно усреднялись-перекрывались и меньше "кипятили" входные кондёры.

Примерно такая схема (верхняя часть)


На её 12В входе удобно ставить кучу полимерных кондёров на 16В (180-330 мкФ) которые у меня образовались из горелых видеокарт, купленных по 10 руб./шт. Кондёры точно живые, их ESR лучше обычных (жидких, брэндовых, высокочастотных long life) электролитов на 1000-2200мкФ. И есть много керамики 47uF*16V Murata X5R MLCC.

Вариант на 12В - см. во вложении 6x150, требует изолированных преобразователей.
Развязка в петле ОС по напряжению на TL431 и оптроне многовато жрёт (3 мА от 350В = 1 Вт).

Резисторная ООС (как на схеме1, P1=220к + 560k 1W) попроще и поэкономнее.
Но не даст легко переходить с 12 на 24В и обратно в случае нужды или отказа части акков.

Электролиты на 35В полимерные - редкие и дорогие. Обычные жидкие банки вскипят "при трамвайных токах" через N лет автономии.

Может делать вход на 24В при той же мощности, вх. кондёры 2 шт по 16В соединять последовательно, с резисторным выравнивающим делителем параллельно им и использовать резисторную ООС?

Но тогда возврат к 12В потребует немалой возни с паяльником.
Щёлочью не балуюсь.

Спасите буриданова осла, как лучше делать - 6 шт параллельно на 24В или 3 параллельных на 12В, в 2 последовательных группы?

 

На заметные конденсаторы со стороны низкого напряжения мож лучше вообще забить. Чем они вообще помогают ? А кпд на перезарядку валят даже при идеальном собственном еср - на сопротивлении источника зарядного тока.

Если делать многофазность, то уж лучше жестко фазировать каждый кусок иначе вместо ожидаемого расхождения будет иногда наоборот одновременное потребление и опять провал кпд из-за тока больше возможного среднего. Если уж надо сглаживать ток потребления от батарейки в сторону постоянного - мож вместо С начать с L фильтра. Его можно сделать на вакууме и с малыми потерями и малым сопротвлением лично вместо покупки чужих конденсаторов. И главное эль само против импульсов сверхтоков и сопротивляетцо чем больше эль, а це с радостью готово гонять сверхтоки валящие кпд и чем больше це тем больше могут быть вредные сверхтоки.

 

Выбросы напряжения при пропадании нагрузки отнесём к бонусам?
А провалы при появлении нагрузки к чему?

На эфире слишком большие габарито-витки нужны. Особенно габариты.

 

А это уже искуссьтво схемотехники положеное при богоугодном прогрессе. Куда и как аккуратно и по возможности безпотерьно девать выброс тока из эль при сбросе мощщи нагрузки. Но это ж переходный режим - на котором даже если будет провал кпд - то в среднем будет мало заметен, а вот плохой кпд при длительном режиме постоянной нагрузки режиме это ой плохо.
Ато понаставить глупых унылых це на входе нужно совсем чуть прогресса зато тупик с кпд.

Когда фаз много - есть чем порулить имхо. Для уменьшения провала можно успеть времено включить более глупую менее наукоемкую и менее кпдшную фазу на короткое время до разгона тока в основной эль.

Это типовые страхи инженегров внедренные при обучении разработчиками че-то очень подвижного или очень ограничеными по имеющемуся жизнепространству. В стационаре да у успешно захватывающей жизнепространство биомассы объема захваченого и годного к использованию тоже много и есть куда катушку вмотать и положить.

Ну и этта - у эль сделаной из куска металпровода на вакууме патроны не кончаютцо нету проблем с высыханием и подыханием сопсно энергохранящего диэлектрика и с потерями в диэлектрике динамицскими на качание электризации даже при еср ну совсем нулевом - таки тангенс дельты на частотах вч преобразования опаньки.

Таки це-фильтр эт тупиковая технологицская отсталость.

 

1) из-за индуктивности кабеля и ESR аккумулятора преобразователь начнёт с многокилогерцовой частотой попадать в 2 аварийных состояния. Первое - выключение из-за пониженного вх. напряжения (для защиты акка от переразряда и схемы от сверхтоков). Второе - выключение из-за повышенного напряжения (или пробой ключей от высокого питания сложенного с ЭДС самоиндукции ферритового транса).

2) Электромагнитная совместимость улучшается.

Нет. Почитайте тут бывалого1406 в ветке "ремонт...".
Все импульсные преобразователи любят отлынивать от работы и сгорать при пересыхании входного или выходного "электролитов".

Тогда нужны 2-4 фазные контроллеры, но готовые часто заточены на низкие напряжения для CPU и сложные печатные платы.
А сколько раз в году 3-10 несинхронных преобразователей с разной частотой смогут стать синхронными?

При резком съёме полной нагрузки получим на 12-вольтовом входе ИБП выброс в вольт в 60.
Полевики на 55-75В и их 30-вольтовый ШИМ-контроллер будут "в восторге", а затем в дыму.
Производители motherboard давно уже всё это решили и отладили на 4х канальных осциллографах и по результатам многолетних наблюдений.
Для 100-150 Вт нагрузки ставятся 1-2 кондёра по 1000...2200 мкФ в блоке питания, затем провода и индуктивность на ферритовом стержне 640нГн...2мкГн и 3 кондёра 1200...1800*16В.

 

Это ж можно интегрировать на совершенно отдельном це от основной силовой цепи перед анализатором напряжения выключения.

Дык они исходно спроектированы ущербно и требуют наличия на входе исправного це-фильтра. Фтопку такой дизайн уже пора.

Даже много раз в секунду.

Без понимания электродинамики хотя бы на уровне школы средней конечно мало вероятности чего-то годного. Многоканальные осциллографы дорогие без надобности - можно и программным моделировщиком для начала посмотреть.

 

Во как, ну предложите свой супердизайн DC/DC повышайки

Устанете там всё учитывать. "Глупые" интеловцы, нарисовав и рассчитав схемы замещения, убирают-добавляют разные кондёрчики по 1-2 шт и снимают получившиеся переходные характеристики реальных плат. Потому что смоделировать, что с чем и как срезонирует при реальных индуктивностях и зависимостях ёмкости от приложенного напряжения и температуры - маловероятно.

И ещё см. толщину меди, 6 унций на кв. дюйм в земляных слоях (или 210 мкм суммарная толщина) - нам не повторить дёшево.
Зато суммировать высоковольтную постоянку меньше ампера - плёвое дело.

 

Я тут уже кучу деталей перепал делая мощный преобразователь на несколько киловатт, пока не понял что дело в дросселе. На самом деле вроде все просто преобразователь 12-350, 24-350, 48-350, а потом режем синус. Ну если сразу на НЧ транс, но такой 50килограмовый вариант я не рассматриваю. Сделать маломощный просто, а вот мощный уже проблема, нужно все правильно экранировать, разводить, шунтировать. Пока я собрал преобразователь 48-330в вроде 3кило тянет, особо нагрузить было нечем, всё что под рукой на 220, а не на 330 рассчитано. А дальше подсоединил собранный конструктор из Южно-Сахалинска...и всё накрылось...собсно заказывал без выходного дросселя, а дроссель сделал на феррите с зазорами...толь чет не то включил, короче микроконтролер спалил, хотя на малом напряжении всё работало. Теперь жду мозги из Китая...но сделаю все по надежному...суть в том что нужен качественный выходной фильтрующий дроссель на сендастре или ещё чем, но в РФ хорошего материала нет, везде только желто-белые комповые колечки которые жутко греются, а если феррит-то дюжа чемоданно, а если чуть не чемоданно но увеличить размер зазора, то он очень остаточную индукцию портит...короче мне бы для счастья желто-красные большие колечки достать, но пока жаба душит, что они в Китае копеечные, но доставка дорогая(

 

А на чём его делали?
Уверены, что только плата процессора сгорела?

Измеритель индуктивности есть?
Сделайте на сердечнике от трансов ТВС с мелким зазором. "Чемоданность" при таких мощностях допустима, карманный инвертор вряд ли получится

После первой LC ступени можно ещё "доводочный" дроссель на железе поставить (первичку UPS транса на 300Вт допустим), чтобы ток КЗ ограничивать и его скорость нарастания. Тогда электронная защита будет успевать реагировать на перегрузки.

Где-то на форуме любителей сварки советовали вых. дроссели мотать на высоковольтных трансформаторах ТДКС от ЭЛТ телевизоров или мониторов. Туда толстый провод входит, много.
http://moskatov.getbb.ru/viewtopic.php?f=16&t=16&st=0&sk=t&sd=a&start=1800

Там ещё где-то инструкция по сборке была:

Дроссель 116 мкГн: 4 сердечника тоже от TDKS, зазор в пределах 1.5 – 3 мм, пакет из 10 проводов, диаметром по 1.5 мм каждый, число витков = 30. Дроссель можно сделать, конечно, и на том, что будет под рукой, например, намотать изолированной медной шиной.

 

При повышении многофазности без входного це частота пульсаций тока с батарейки будет расти, а относительная амплитуда будет падать и кпд будет выше при том же значении среднего тока. Итого у достаточно многофазной схемы обходится без входного це и его проблем.

Однофазность это унылое наследие сильно торопившихся и ленивых.

Фундаментальный принцип повышающего напряжение дцдц как обычно простой - надо преобразовать энергию большого потока заряда с малого потенциала в энергию малого потока заряда с большого потенциала.

 

@user343, Схема обычная мостовая, хоть на tl494 лепи, но я от нее отказался по причине глючности этой микросхемы, она от наводок каких в мощных инверторах не мерено, из двухтактного в однотактный режим переключалась со всеми вытекающими. В качестве ШИМ у меня ucc28083 помещена в экран, довольно шустрая штука с минимальной обвеской и со встроенным компенсатором пилы, с потактовой регулировкой от токового трансформатора. Вот еслиб в ней ещё регулировка dead-time была ей бы цены не было) поэтому для получения нужной задержки используется драйвер полного моста hip4082 выход которой умощнен парой 2SB1204/2SD1804 которые для подавления эфекта Миллера расположены рядом с мосфетами. Мосфеты были выбраны irfp2907 (хоть у меня валяется штук 20 irfp4368 у которых сопротивление в 2,5 раза меньше, но они в 1,5раза медленней, поэтому проигрывают в суммарных потерях по сравнению с irfp2907 при частотах более 15кгц, если верить моим подсчетам) Собсно силовая часть разделена как бы на 2 инвертора, т. е. у меня 2 полных моста с отдельными трансформаторами на кольцах epcos №87 Ф60 (первичка толь 8 толь 10 витков, вторичка 40 с хвостиком). Сделано это для того чтобы увеличив кол-во витков первички трансформатора, разнеся их и ограничив рабочую частоту в районе 46кгц - уменьшить выбросы на шинах. Выходной дроссель на колечке Т200-2 и 4шт 30EPH06 в выпрямителе. Осталось только вентилятор прилепить и сделать отключение при разряженных аккумуляторах.

 

В сварке то частота выше, да плюс после выпрямителя она удваивается, там индуктивность небольшая нужна, а для синуса с несущей 24кгц на феррите - чемодан.

Уверен, сначало транзисторы в плечах коротнули, а потом уже и плата с мозгами...

 

А сколько получился ток покоя DC/DC повышателя?
Это готовая плата была или вы сами схему и плату рисовали?
Подробности можете рассказать и показать?

Чего-то ваша любимая антиэлектроника не спешит выше одной фазы делать.
Наверное потому, что им долгий срок службы не интересен. И у самодельщиков на логике К561ЛА7 это тумбочка получится, а новые микрухи для стабилизаторов питания процессоров на слишком высоких частотах работают.
Без многослойных плат, с самодельными трансами на рабочих частотах 300-600кГц у нас получится глюкодром.
Но с избавлением от электролитов, установкой рулона SMD керамики.
В принципе ещё остались в продаже двухфазные HIP6302 2003 года разработки, с мин. частотой 30 кГц.
Но как её применить без конденсаторного делителя питания и полумостовой схемы?
Двумя пуш-пуллами она управлять не можёт, на мой первый взгляд.

 

Действительно, чёт меня этот вопрос раньше не волновал, аж ради интереса сейчас до бани, до своего кабинета дошел...короче запускается он уже от 24, но на выходе при этом вольт 200 постоянки, изначально он на 48расчитан. Итак при 24в-0,18а при 36-0,23а или наоборот уж забыл, а при 48в-0,07а там уже ограничение напряжения на выходе включается. Теперь сам удивляюсь: в нормальном режиме 3,5вт, а максимум 8,5 (пару ватт на вентилятор в счет не берем, он только при нагреве будет включаться) Блок питания у меня обратноходовик на uc3845.
разрабатывал сам методом проб и ошибок, изначально я на 96в делал но потом решил на безопасных 48остановиться. Как-нибудь потом схемку на бумажке накатаю, отсканю...я так сильно не загоняюсь чтоб платы на компе рисовать)