電除塵脈沖電源方案的討論
Victor Reyes and Peter Elholm_ 4th generation of Coromax pulse generators for ESP’s Denmark.pdf
這個是丹麥史密斯的脈沖電源方案,額定參數為:脈沖寬度:75us(額定負載電容:115nF);重復頻率:2~100Hz;脈沖疊加電壓:80kV
高頻電源相對常規(guī)電源性能確定提高很多,但是目前市場上的高頻電源都存在虛標的問題,在好幾個應用現場發(fā)現,浙江大維和上海激光額定1.6A輸出的電源,夏天只能出道1.4A(顯示屏顯示值),輸出71kV/1.4A,這樣變壓器輸出的有功功率:71kV*1.4A=99.4kV,這時候現場配電柜上電流表的顯示值才130A(經過鉗表確實顯示值是正確的),電網電壓390Vac,這時候電網輸入視在功率:1.732*390*130=87800VA=87.8VA,即使功率因數0.99也不對呀,這設備還能自帶發(fā)電的呀,哈哈。
買的1.6A的電源,可能買到的是1.0A的,用戶多花錢了,這就是這里面的貓膩,目前上海、金華那邊的廠家都是這么干的,前兩年國外的阿爾斯通和夸普一直在投訴、打假,沒人管,得要有方舟子這種打假的精神。
關于除塵電源虛標問題,已經引起行業(yè)的重視,弄虛作假就是欺騙用戶。
其實這個倡議書要只從輸入來計電源出力,這里有很多不合理的地方,有時因工況原因電源達不到最大出力,尤其每個電場伏安曲線不一樣。另外電源效率低的,也可能有大的功率輸入。其實我來提醒一下各位,這些廠家未必是虛標(但虛標的也有),對于整流后帶電容的電路,舉個單相整流的例子:220V整流到310V,由于電流都是在峰值時涌入,這時算功率時就不是有效值220V X I 了,有功電荷是在較高電勢時推入后極,所以輸入功率大致相當于300多V X I。當然這絕不是電源高效的表現,其實這種電路的諧波電流對電網是種負擔。 對于三相整流電路這種效應沒有這么嚴重,但也可能測出輸出功率大于輸入功率的假象。當然如果你有UI能量積分表,那可能會比較真實。
找老張,他一個人就把除塵電源給干了,,
其實我就是一個人,從三維結構、散熱、仿真分析、PCB設計、嵌入式軟件、上位機控制、變壓器設計。不吹牛,但也不必低調??吹骄W上也還熱鬧,不必遮掩鋒芒,也許能認得幾個不錯的朋友,但的確也不會把幾年精髓全盤托出,否則能做的人數以千百,做好的人卻了了無幾,市場也要亂掉。其實像我們愿意拋頭露面的,都是半缸水,高手都是看到你的困惑也都忍笑而不語。高手一般都不高尚。路都是要自己去走,拿出來分享的都是些無關利害的。我是從什么時候開始想做這塊的,就是在一個場合看到咱們國內一個還算有名的廠家(不敢說)做的電源的,我吃一驚,工藝真的好差、按體積和質量算,功率密度也比較低(比阿爾斯通),所以我堅信有空間。雖然時機已然不像從前那么好。也看過網上變壓器有這么繞、那么繞,還有用PCB當繞組的,真的有點搞笑,他們得經歷過多大的挫折才有這種奇花的結果。這種方案,僅僅是可行。從成本和結構上,遠遠稱不上優(yōu)秀。這種結構是用于一些小功率密度需要要隔離的一些信號級場合。寄生電容是小了些,但解決寄生電容的辦法也很多呀。通向山頂的路不止一條,不過客觀說,能登頂的,也算個好漢,給他點個贊。我也說過,前級加調壓的,也未必是最好的方案。單級完全可以實現。我也知道他們是遇到了什么困難而非要加一級。另外,小功率的倍壓,大功率的直升,這些方案我也都做過。沒有一種方案是普適的。就像在小功率隔離電源(多路均壓、輸入適應)上反激有優(yōu)勢,功率再大就正激、半橋、全橋。(反激電源,電流脈動大,電流有效值和平均值比值大,熱效應明顯,不適合大功率。當然也有KW級的反激通信電源,但它的功率密度并不算高,主要是利用反激電動勢的多路均壓性好,負載調整率低。你得非常了解電路特性才能作出最合適的選擇。)。開關管也是,小功率MOS發(fā)熱小,因為它是阻性的,電流平方效應。小電流時,通態(tài)發(fā)熱很小,速度也高。但大功率普遍用IGBT了。倍壓電路多次泵升后帶載能力低,超大功率并不合適,倍壓電容在大電流、高溫、閃絡下壽命也是問題,沒錯,設計者始終要盯手頭的物料特性,倍壓不適合超大功率,一方面是有效電流熱效應大(請仿真分析),另一個就是器件還不夠可靠。但它很大程度上降低了變壓器的絕緣設計,也一定程度提高了高壓變壓器設計功率密度,繞制工藝。在小功率、超高壓(數十萬伏)上綜合優(yōu)勢大一些。
管子選擇上,有好多人還停留在參考別人上,不知道用哪個系列的,不知用多大容量的。不會用數據手冊 要么就試,炸了就換大一號。不能說所有人,肯定國內有不少廠子的工程師就這種水平。當然有時綜合評定后,也不是有唯一選型。但我的確見過,選型有巨大疑問的設備。早期國內抄阿爾斯通的,但你只能抄到一部分,他們的變壓器工藝你做不到,工作方式也有別,整體思路又沒有消化。這樣你就看到有些地方留下濃厚的阿爾斯通的影子,而其實在他的設計里這顯然并不合適的現象。舉個例子,有人問,為什么阿爾斯通電源上某個位置并了電容,而我一并就炸機,這就是連LLC基礎理論都不太明了的工程師。
我的確花了幾個月才把程序寫好,因為個人比較偏愛FPGA,整個程序都是原創(chuàng)。值得MARK一下。(曾經嵌入式控制部分沒能掌握的時候,控制系統(tǒng)仰仗別人,就是通信和控制有點問題,極其苦痛,所以自己撐握很重要。)其中有個MODBUS的程序段當時比較忙,想在網上淘個例程,后來各種BUG,最后還得自己重新來。只能再提醒一下各位,網上的捷徑多是陷進。天上不掉餡餅。天道酬勤,否則也不公平。
另外電路板這塊,重點還是如何穩(wěn)定和抗干擾了吧,設計板子時,思路一定要清楚,哪些是高頻易干擾信號、哪些是低頻信號、哪些信號可能引入強電干擾及怎樣阻擋、要有清楚的地系統(tǒng)布局(強電干擾串入時,地環(huán)流是怎樣走的).這塊也沒有遇到什么困難。
系統(tǒng)結構設計時,也花了很大精力,主要還是細節(jié),這個也能決定成敗。油路的防漏、殼體的防水、風道的防塵。就簡單說一下風道,一般來說小風壓的風機在堵風后風量會嚴重損失。而大風壓的風機,往往功率要選很大風量才夠,而且一量堵風后,負壓太大,容易從各狹縫里茲水。當然也有的廠家直接放棄了對防塵的防護,防止堵灰。其實最合適的就是后傾式離心風機,風壓居中,風量不小。但在國內不是主流。 另外在設計上降低故障率的思路是盡可能把故障做成或,而不是與。舉個例子,有的廠家兩路冷卻系統(tǒng),一路IGBT 一路油路。兩個風機,只要一個風機壞,肯定故障。不是IGBT熱就是油熱。但如果把變壓器散熱和IGBT散熱風道串聯(lián),兩個風機一推一拉,這樣有一個壞,也能降額運行?;蛘弑M量一個風機,解決問題。我也見過兩風機并聯(lián)抽風的,擺在一起,當一個故障停轉,風直接會從這個壞的風口進,另一個風口出,不走主風道。這就是典型的設計失敗。(這只是舉個例子,只提思路,不主導結論。要考慮的問題也很多,串聯(lián)也要考慮后一級的溫度問題)
其實這個電路的各種理論才是最簡單的,細節(jié)才最不可控。所以你看國際一流企業(yè),都是細節(jié)勝出。誰都知道汽車發(fā)動機原理,但做好的不多。但我們還有好多同志還徘徊在基礎理論。應該加油
上面18貼的他認識我,的確我把這個電源干了,0.12安72千伏的使用EE110的鐵氧體變壓器,使用頻率40千赫,變壓器次級輸出一萬伏左右,十倍壓整流器,額度輸出75千伏左右。我根本沒有采用所謂的可控硅三相電斬波即調幅法,也根本就沒有高頻降壓電路,就是只有一級直接出來的。為什么,兩級的效率肯定沒有一級的高,成本貴的很多。采用的不是硬開關,也不是移相方式,也根本不是LLC多諧振的方式,這個方式更加不好用,頻率輕載頻率變高,但是,高電壓的雜電容參數更大。也根本不是準諧振的所謂輕載頻率低,負載大頻率高,那么,也就是過去本人在論壇上發(fā)表提到的五代新技術,OK,圓滿解決這個技術問題的,就是說屬于準五代諧振技術,迎刃而解。而且,還不是使用昂貴的模塊IGBT,還是使用便宜的塑封管子并聯(lián)使用的。這個還是網一年多前申請了中國發(fā)明專利的技術,屬于獨一無二的,否則,就不能成為發(fā)明專利了。
后來,我已經好長時間沒有上電源網了,當時因為有人打擾,就退出來,我也根本不想與別人吵架。也是后來基本上看不到我的出現的原因。而且,忙,也沒有那么多時間浪費,迷于上網,許多事情要做,需要扎扎實實的,就干脆后來不玩了。今天ruohan他知道的事情,找老張就是我 本人,所以就順便上網聊一下這個話題。
總之,我現在非常干脆的,一種新型電路的出現,一概都不是大家過去的電路拓撲結構,一概通通淘汰了,我才不會使用兩級方式的調幅法,一步到位的。另外,還有,將變壓器次級的一萬伏,改成六千伏,就是采用16倍壓整流。這樣的好處就是變壓器匝電容減小了好幾倍,輸出高電壓的最大問題,就是匝電容非常大,引起諧波嚴重,電容屬于無功率但是負載通過的電流非常大,關斷電流也比較大,采用多倍壓整流的目的就是充分減小這個匝電容。我們知道,功率=電壓平方 /電阻,形成差不多三次方,電壓高的功率P值非常大,形成的無功通過的電流同樣非常大,導致實現管子零電壓導通非常困難的原因。所以,采用多倍壓整流,就是減小了匝電容的影響,頻率高一些的倍壓效率比較高,頻率低一些比較困難。這里也不能太高頻率,主要是IGBT的使用頻率比較低,40千赫不高不低,比較適宜。
本人叫做新一代的LLC與LC組合的全諧振軟開關電路,大家根本不了解這個新型電路的巨大特點,新技術根本不會公開與炒作的,屬于秘密。
搞什么脈沖電源,根本就是不實用的東西,脈沖通常采用可控硅,可以承受相當大的峰值電流,IGBT不行,為什么這么搞,就是匝電容非常大,但也是屬于電容的能量存儲,然后泄放,目前就是困擾這個技術問題,但是,這種做法的效率非常低,成本高,不經濟,還是完全直流開關電源方式實際實用的多,性價比高。
還有,我采用的鐵氧體,然而,大家都是采用非晶態(tài)變壓器,非常昂貴的,屬于半硅鋼片,所以,頻率不能使用太高,通常采用15千赫,頻率低的倍壓整流需要更大容量的電容,如我這里采用40千赫的頻率,倍壓整流的電容量當然是15/40,的關系,這樣電容不需要太多,成本不到一半。鐵氧體變壓器的價格幾百塊,是非晶態(tài)幾千塊的十分之一,想想看,成本低的太多了,還有,我充分的軟開關條件,損耗非常小,提高頻率一些不是一個問題,否則,IGBT也不能使用太高的頻率,通常限制20千赫以下,我這里40千赫以上沒有問題,在于真正的也就是我?guī)啄甓嗲暗摹拘乱淮浵腴_關電源變換技術專題討論】,的的確確,提到的五代全諧振技術,確實已經讓我實現了,準五代技術其實四代半技術。這個新型拓撲電路方式,實踐充分證明行之有效,損耗小效率高成本低。同行搞什么兩級方式的調幅,也許就是一個笑話,就是說一級方式豈不是效率肯定更高,成本更低的多。目前的中國技術就是非常落后,美國九十年代的電源技術中國還沒有,那時屬于四代技術,目前實實在在的人家采用了五代技術,中國還停留在三代技術,我已經實現了準五代技術,靠近了,效果非常不錯的,代數不高,空談與炒作變換效率能夠多少,這個也是不可能的事情,空談,效率高在于技術的升級,沒有升級一概就是胡扯,子虛烏有,開關管損耗不可能充分的減小,那么,效率就不可能充分的提高,是這么一回事的。