Преобразователь динамо->DC с максимальным КПД

Eats · 23.02.2009, 03:48

Сообщение от tauP10

Кроме того, если Ваш генератор выдает переменку, то преобразователь вообще нужно городить по топологии корректора мощности (PFC).

А вот, кстати, tauP10, посоветуйте что-нибудь низковольтное, да ещё и широкодиапазонное из PFC. У меня генератор (не ветро!) выдаёт 3-40 вольт переменки, но в силу индуктивного его импеданса оптимальный (для получения максимума выходной мощности) выходной ток находится в пределах 400...500мА, и вот пока ЭДС меньше 6-10 вольт RMS, весьма проблематично перевести её в напряжение. Нагрузка (светодиодная фара с преобразователем) нормально работает при любом напряжении от 11В и выше, посему тут на вход PFC сам просится, но 6В ЭДС - это же 3В напряжения... И жёсткое ограничение по току - генератор хоть накоротко замыкай, ничего ему не будет, но и мощи никакой не будет.
P.S. Цель всё та же самая: получение максимального кпд, только на малых мощностях, где чуть ли не каждый милливатт считать приходится.
PPS. А, забыл добавить, поскольку генератор синхронный, то у него ещё и частота изменяется пропорционально оборотам примерно от 15 до 100 Гц. Тоже, что ли, посмотреть в сторону 555 (только с буквой С, они вроде как уже от 2В должны генерить) ?

tauP10 · 23.02.2009, 16:06

Eats, в случае индуктивного характера источника, максимум мощности можно отобрать, езли задействовать накопление этой индуктивностью энергии и быстром высвобождении по типу флайбэка. То есть, если источник выглядит в виде последовательно соединенных ЭДС и индуктивности , просто замыкаем ключом об землю в течении всего полупериода , а затем размыкаем и за очень короткое время (чем короче тем теоритичски больше моща, вспомните флайбэк) забраем всю энергию, запасенную в этой индуктивности в первый накопительный конденсатор. В течении следующего полупериода опять замыкаем об землю и размыкаем в конце. Получится инверсное напряжение по отношению к первому полупериоду, эту энергию L*I*I/2 быстренько забираем в другой накопительный конденсатор. И строим полумост запитанный от обоих конденсаторов. Можно ключевать чаще чем 1 раз за полупериод, можно и 10 раз и 100. Зависит от энергоемкости индуктивности и механической инерции генератора.
При таком подходе не теряется напряжение на диодах входного выпрямителя, а полуидеальный ключ строится на двух полевиках N типа включенных последовательно истоками вместе.
Но можно на входе поставить и мостик (это плохо когда 3 вольта ЭДС) , в таком разе можно обойтись одним полевиком.

Eats · 23.02.2009, 16:28

Сообщение от tauP10

Но можно на входе поставить и мостик (это плохо когда 3 вольта ЭДС)

Нет, ЭДС у меня 6В, это напряжение 3В. При этом ток всё ещё 400 мА. Получается 1.2Вт (измерял на активной нагрузке), и на таких оборотах я бы ещё мог запитать один 1-ваттный светодиод, отдав 200 мВт на потери. А за совет синхронизировать частоту ШИМа с частотой генератора спасибо! Попробую, как только заберу велик со штрафстоянки.

Хотя, если подумать, то не превращается ли предлагаемая вами схема при замене ключей диодами в удвоитель Латура?
И с ключами не совсем понял: парой полевиков замыкаем переменку? А как сделать, чтобы накопительные конденсаторы не разряжались обратно на генератор и на замкнутый ключ? Это ж нужны ещё по одному ключу-диоду в каждое плечо! Итого 4 штуки? Или я чего не понял?

soladko · 23.02.2009, 19:03

Елси можно поподробнее, я так понял сейчас говорится как с велосипедной "динамки" взять больше чем то, что там написано? тоесть если у меня генератор в мотоцикле тоже такого же типа, то я могу повысить мощу?

tauP10 · 23.02.2009, 21:57

Eats, вот пример как выжать побольше мощи при индуктивном характере источника. Разница заметна.
Схема реальная посложнее будет, так как в данном варианте из симулятора источник 6V засинхронизирован с импульсным источником управления затворами, а в реале синхронизировать придется или пробовать на более высокой частоте ключевать. И конечно понижающий преобразователь далее требуется.

Во вложении - модель мультисима.

-- Прилагается рисунок: --

Прикрепленный файл: 282647.rar

Eats · 23.02.2009, 23:46

Сообщение от tauP10

Eats, вот пример как выжать побольше мощи при индуктивном характере источника. Разница заметна.
Схема реальная посложнее будет, так как в данном варианте из симулятора источник 6V засинхронизирован с импульсным источником управления затворами, а в реале синхронизировать придется или пробовать на более высокой частоте ключевать. И конечно понижающий преобразователь далее требуется.

А, ясно, спасибо. Я примерно так себе и представлял. И вот там как раз на схеме те самые два диода (пока даже не шоттки), о которых я и говорил. Типичный Латур. В реале-то, конечно, проще ШИМить на высокой частоте, потому что на 15 герцах (а именно там и надо умудриться выжать всё, так как на больших оборотах проблемы нет) уж слишком много надо будет железа и меди. Опять же, и синхронизировать не потребуется.

-- Прилагается рисунок: --

Прикрепленный файл: 282647.rar

Eats · 24.02.2009, 00:27

Сообщение от soladko

Елси можно поподробнее, я так понял сейчас говорится как с велосипедной "динамки" взять больше чем то, что там написано? тоесть если у меня генератор в мотоцикле тоже такого же типа, то я могу повысить мощу?

Да, у меня динамка в передней втулке, то есть механически неотключаемая, и раз так, то отчего бы и не использовать её по максимуму в прямом и в переносном смыслах. На картинке показаны экспериментально снятые: синими ромбиками - ЭДС, а красными квадратиками - напряжение в вольтах на нагрузке 22 Ома, желтыми треугольниками - получаемая при этом мощность в ваттах, голубыми крестиками - внутреннее сопротивление в Омах (оно, как и ЭДС, на этом масштабе не поместилось, ну да и ладно), а коричневыми крестиками показана рассчитанная теоретически достижимая мощность. По горизонтальной оси первая точка - это скорость приблизительно 5 кмч, далее с шагом приблизительно в 2.5 кмч (точные коэффициенты пересчёта сейчас не привожу, они не принципиальны). И вот видно, что в точке, где внутреннее сопротивление генератора равно моим 22 Омам, коричневая и жёлтая кривые касаются друг друга. У меня это примерно при 22.5 кмч. На бОльших скоростях происходит излишнее шунтирование генератора и слишком большие потери на нём (это реально ощущается педалями

), а на меньших из-за недогрузки происходит недобор мощности. Вот за эти копейки на малых оборотах я и пытаюсь побороться. Генератор что в велосипеде, что в мотоцикле, что в автомобиле одного и того же типа. Ну разве что в автомобиле он может быть трёхфазным, и выпрямительный мост может быть уже встроен внутрь корпуса генератора, да возбуждение может быть регулируемым, а не от постоянных магнитов. Но проблема у всех одна и та же: обеспечить на малых оборотах работу от генератора, а не от аккумулятора (ставить который на велик я принципиально не хочу). А поскольку у меня очень малые мощности, то и преобразователь мне нужен с максимально возможным КПД, да ещё и при низком напряжении!

-- Прилагается рисунок: --

soladko · 24.02.2009, 11:16

Мдя...неотключаемая это плохо, даже без нагрузки это чувствуется педалями, исобенно если уже едешь больше 25 в час. Если у вас получится реально сделать рабочую схему интересно было бы посмотреть, сейчас сам другим немножко занимаюсь.....

soladko · 25.02.2009, 12:22

Поигрался с схемой шимируя на большой частоте, пришел к выводу что так не получится, обязательно должнабыть синхронизация и частота должна быть в два раза бльше, иначе индуктивность не успевает свою енергию отдавать

tauP10 · 25.02.2009, 13:29

Сообщение от soladko

Поигрался с схемой шимируя на большой частоте, пришел к выводу что так не получится, обязательно должнабыть синхронизация и частота должна быть в два раза бльше, иначе индуктивность не успевает свою енергию отдавать

По сути верно, согласен, большая частота не поможет. Только не в плане отдачи энергии в нагрузку (отдать то можно быстро) , а в плане "насасывания " энергии от динамки через ее индуктивность. потому как L*I*I/2 ,
Чаще забирая порцию такой энергии , уменьшаем приятное влияние "И квадрата" от времени.