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Convertidor DC-DC, 12V a 400V? es posible?

Solución:

En general, es preferible un solo circuito de refuerzo a utilizar dos amplificadores en serie. Digo esto porque, dadas las potencias que necesita, un transformador es la forma más eficiente de hacer el aumento de 12V a 400V.

No usar un transformador limitará la potencia que puede manejar para aumentar el voltaje. En este tipo de niveles de potencia, sería difícil encontrar un amplificador que no use uno. Una vez que se acepta que un transformador es un requisito, cualquier relación de vueltas de 100: 1 (reductor) a 1: 100 (incremento) es solo una cuestión de hecho (vea el comentario debajo del siguiente párrafo).

Debido a que un transformador es necesario para lograr económicamente la potencia de salida, la relación de vueltas será fácilmente alcanzable de 40: 1. Una entrada de 24 Vp-p a una frecuencia de (digamos) 10 kHz producirá, en condiciones sin carga, una salida de 960 Vp-p que, después de la rectificación / suavizado, será de unos 475 V CC.

Pero, las altas relaciones de giro y las eficiencias no siempre van de la mano; estoy pensando en las fuentes de alimentación de tubos de rayos X que he usado; tenían una salida de 50KV / 4mA (200W). El transformador elevador era una ferrita grande que operaba a 50 kHz y, con alrededor de 1200 vueltas en el secundario, comenzaba a alcanzar la autorresonancia. Eso era un circuito de transformador resonante de modo que no fue un problema, pero más de 1200 vueltas y estaba en la pendiente descendente de eficiencia decreciente. Los giros de entrada, desde la memoria, fueron aproximadamente 6, por lo que la relación de giro fue de aproximadamente 1: 200. La salida alimentó un multiplicador de voltaje cockcroft-walton de múltiples etapas para elevar la salida de aproximadamente 2000 Vrms a 50 kV.

Lo más probable (dada la potencia), necesitará un controlador de puente H que aplicará casi 24Vp-p a su devanado primario y la relación de vueltas será 40: 1 para producir + 400VDC. Necesitará un sistema de control razonablemente sofisticado que implique la modulación del ancho de pulso del variador al control primario y decente de la salida para garantizar que se mantenga regulado. También diría que se necesitaría un circuito de apagado secundario en caso de que surgiera una falla única. Precaución: peligro de incendio, peligro de descarga eléctrica

Dada la sofisticación de la fuente de alimentación, dudaría mucho en creer que dos amplificadores serían más efectivos que uno por motivos de eficiencia, rendimiento, tamaño físico o costo.

LT3751 es un Cargador de condensador de alto voltaje (y supongo que se puede usar para baterías con la ayuda de algunos circuitos integrados de protección). He hojeado la hoja de datos y parece que puede manejar varias decenas de amperios como entrada y puede ir a una salida de 400V. En cualquier caso, tendrá que dedicar algo de tiempo a seleccionar los imanes e interruptores que se adapten a su aplicación:

Aplicación de ejemplo

Puede lograr esta proporción de muchas formas. El impulso de dos etapas es una opción, definitivamente es la opción fácil ya que puede usar controladores estándar y no necesita diseñar un transformador. El impulso de una etapa probablemente también sea una opción, pero requerirá más conocimientos y semiconductores y magnéticos de última generación (para obtener una buena eficiencia). Si opta por utilizar una topología aislada, probablemente pueda optar por un convertidor directo o push-pull.

También puede utilizar topologías de impulso de convertidores más complejos como este impulso de dos conmutadores con magnetismo integrado: convertidor boost con magnetismo integrado

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