高压电源之研发计划方案与问题

接触了3个来月的摸电和电源,突然也冒出了一个研发高压电源的想法,所以想来想去,还是先立个项,至于以后做的出来做不出来,不重要了,重要的是,可以学到做开关电源和模拟电路的一些知识,即使是做不出来,也无所谓。就当练手了。
 
这次电源项目研发的具体细节如下:
 
1,电压:1万伏,电压可调。
 
2,电流:脉冲型,1000安,可持续500毫秒到1.5秒间,恒流型,1A
 
3,功率:10KW以上
 
4,效率:50%-85%
 
5,拓扑结构:目前还没有想好,待定
 
6,供电:DC 24V 或 AC 220V
 
7,控制:基于dsp或fpga的芯片控制,
 
8,标准:暂无标准,由于自设计,所以安规,EMI,EMC等规范不用考虑
 
9,时间:1-3年
 
10,制作方式:变压器手绕,硅胶封料
 
11,通信方式,无线遥控或有线遥控。
 
基本上就这么多,目前还需要很多准备工作。其他待定。

这个项目是有难度的,很多问题,在网上都没有很好的解决方案,所以还是很有挑战的,能做出来当然好,做不出来,也很正常,但不能因为做不出来,就不敢想,这是不可以的,就像莱特兄弟造飞机一样,造着造着,没准一不留神就造出来了,如果造不出来,就当娱乐了,呵呵。好了,闲话少说,现说说问题。

1,电路的拓扑结构,目前来说,有正激,反激,推挽,半桥,全桥等方式,至于哪种效率更高,哪种支持大电流,目前还待定

2,关于布线,这么大的电流,如果要是做pcb的话,大电流流过pcb,肯定会有损耗,致使电路板发热造成烧毁板上走线,所以大功率这块,我想用直接用管脚加焊锡相连的方式,这也是以前看别人做过的。

3,大电流的驱动元件,我想应该用mos管或者IGBT,这么大的电流,这么大的电压,我想应该用多路的并联才行。

4,关于散热,对于大功率开关电源来说,热量主要由,变压器,电感和二极管发散出来,而且功率越高,热量就越大,所以对于散热,应该采用新型材料来导热,至于新型材料是什么,目前还没有想好 

5,体积,目前来说,体积越小越好,但小体积意味着爬电,所以封料一定要到位,目前最好是环氧树脂,但不知道散热怎么样。

6,关于变压器的计算与绕制,这是成功的关键,变压器搞好了,这个项目就成功一半了,如果搞不好,那就不好说了。变压器的问题,有线径,初级圈数,和次级圈数,骨架和磁芯的选择,频率的确定,绕制方法。

目前,能想到的问题,只有这么多,其他的问题,肯定是在实际试验中遇到的,那就遇到了再说吧。 

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单变压器,多组次级级联方式

单变压器,绝缘磁芯多组次级级联方式

多变压器,共初级,次级级联方式

半波多倍压电路,全波多倍压电路,抽头式双半波多被压电路

储能电容阵列,电流检测手段,塔表

整个电源,需要几个模块,首先是输入储能,控制电路,高压变压,高压驱动,反馈电路,倍压模块。

元件:整流桥或整流二极管,高压硅堆,高压电容,vf转换芯片,高速光耦,fpga控制或dsp控制部分,mos或IGBT模块,高速ad,高精度运放。
 
还有一些大功率的电阻,大容量电容,至于电感,还是决定自己绕。所有器件保证耐压3万V以上
 
变压器:磁芯,骨架,漆包线(包括粗线和细线)
 
其他的:铝壳,绝缘膜,502,环氧树脂,散热片
 
目前,还需做的工作,首先确定电路的拓扑结构,然后是变压器是单的还是多串的,还有就是反馈电路的设计,确定采用线性光耦还是vf变换的方式进行反馈。
 
程序的方面是,目前还没有确定是dsp好,还是fpga快,所以还不知道是c还是hdl语言。还有就是算法的确定。
 
总体两个原则,大功率,低散热。
永不止步步 发表于11-14 10:44 浏览65208次
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