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(gè)是丹麥?zhǔn)访芩沟拿}沖電源方案,額定參數(shù)為:脈沖寬度:75us(額定負(fù)載電容:115nF);重復(fù)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(biāo)的問題,在好幾個(gè)應(yīng)用現(xiàn)場發(fā)現(xiàn),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(shí)候現(xiàn)場配電柜上電流表的顯示值才130A(經(jīng)過鉗表確實(shí)顯示值是正確的),電網(wǎng)電壓390Vac,這時(shí)候電網(wǎng)輸入視在功率:1.732*390*130=87800VA=87.8VA,即使功率因數(shù)0.99也不對呀,這設(shè)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(guān)于除塵電源虛標(biāo)問題,已經(jīng)引起行業(yè)的重視,弄虛作假就是欺騙用戶。
其實(shí)這個(gè)倡議書要只從輸入來計(jì)電源出力,這里有很多不合理的地方,有時(shí)因工況原因電源達(dá)不到最大出力,尤其每個(gè)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(shí)我來提醒一下各位,這些廠家未必是虛標(biāo)(但虛標(biāo)的也有),對于整流后帶電容的電路,舉個(gè)單相整流的例子:220V整流到310V,由于電流都是在峰值時(shí)涌入,這時(shí)算功率時(shí)就不是有效值220V X I 了,有功電荷是在較高電勢時(shí)推入后極,所以輸入功率大致相當(dāng)于300多V X I。當(dāng)然這絕不是電源高效的表現(xiàn),其實(shí)這種電路的諧波電流對電網(wǎng)是種負(fù)擔(dān)。 對于三相整流電路這種效應(yīng)沒有這么嚴(yán)重,但也可能測出輸出功率大于輸入功率的假象。當(dāng)然如果你有UI能量積分表,那可能會(huì)比較真實(shí)。
找老張,他一個(gè)人就把除塵電源給干了,,
其實(shí)我就是一個(gè)人,從三維結(jié)構(gòu)、散熱、仿真分析、PCB設(shè)計(jì)、嵌入式軟件、上位機(jī)控制、變壓器設(shè)計(jì)。不吹牛,但也不必低調(diào)。看到網(wǎng)上也還熱鬧,不必遮掩鋒芒,也許能認(rèn)得幾個(gè)不錯(cuò)的朋友,但的確也不會(huì)把幾年精髓全盤托出,否則能做的人數(shù)以千百,做好的人卻了了無幾,市場也要亂掉。其實(shí)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(guān)利害的。我是從什么時(shí)候開始想做這塊的,就是在一個(gè)場合看到咱們國內(nèi)一個(gè)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(zhì)量算,功率密度也比較低(比阿爾斯通),所以我堅(jiān)信有空間。雖然時(shí)機(jī)已然不像從前那么好。也看過網(wǎng)上變壓器有這么繞、那么繞,還有用PCB當(dāng)繞組的,真的有點(diǎn)搞笑,他們得經(jīng)歷過多大的挫折才有這種奇花的結(jié)果。這種方案,僅僅是可行。從成本和結(jié)構(gòu)上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)稱不上優(yōu)秀。這種結(jié)構(gòu)是用于一些小功率密度需要要隔離的一些信號(hào)級(jí)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?shù)穆凡恢挂粭l,不過客觀說,能登頂?shù)?,也算個(gè)好漢,給他點(diǎn)個(gè)贊。我也說過,前級(jí)加調(diào)壓的,也未必是最好的方案。單級(jí)完全可以實(shí)現(xiàn)。我也知道他們是遇到了什么困難而非要加一級(jí)。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(yīng))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(dòng)大,電流有效值和平均值比值大,熱效應(yīng)明顯,不適合大功率。當(dāng)然也有KW級(jí)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(dòng)勢的多路均壓性好,負(fù)載調(diào)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(guān)管也是,小功率MOS發(fā)熱小,因?yàn)樗亲栊缘?,電流平方效?yīng)。小電流時(shí),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(luò)下壽命也是問題,沒錯(cuò),設(shè)計(jì)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(yīng)大(請仿真分析),另一個(gè)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(shè)計(jì),也一定程度提高了高壓變壓器設(shè)計(jì)功率密度,繞制工藝。在小功率、超高壓(數(shù)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(gè)系列的,不知用多大容量的。不會(huì)用數(shù)據(jù)手冊 要么就試,炸了就換大一號(hào)。不能說所有人,肯定國內(nèi)有不少廠子的工程師就這種水平。當(dāng)然有時(shí)綜合評(píng)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(shè)備。早期國內(nèi)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(shí)在他的設(shè)計(jì)里這顯然并不合適的現(xiàn)象。舉個(gè)例子,有人問,為什么阿爾斯通電源上某個(gè)位置并了電容,而我一并就炸機(jī),這就是連LLC基礎(chǔ)理論都不太明了的工程師。
我的確花了幾個(gè)月才把程序?qū)懞?,因?yàn)閭€(gè)人比較偏愛FPGA,整個(gè)程序都是原創(chuàng)。值得MARK一下。(曾經(jīng)嵌入式控制部分沒能掌握的時(shí)候,控制系統(tǒng)仰仗別人,就是通信和控制有點(diǎn)問題,極其苦痛,所以自己撐握很重要。)其中有個(gè)MODBUS的程序段當(dāng)時(shí)比較忙,想在網(wǎng)上淘個(gè)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(wǎng)上的捷徑多是陷進(jìn)。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(diǎn)還是如何穩(wěn)定和抗干擾了吧,設(shè)計(jì)板子時(shí),思路一定要清楚,哪些是高頻易干擾信號(hào)、哪些是低頻信號(hào)、哪些信號(hào)可能引入強(qiáng)電干擾及怎樣阻擋、要有清楚的地系統(tǒng)布局(強(qiáng)電干擾串入時(shí),地環(huán)流是怎樣走的).這塊也沒有遇到什么困難。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),也花了很大精力,主要還是細(xì)節(jié),這個(gè)也能決定成敗。油路的防漏、殼體的防水、風(fēng)道的防塵。就簡單說一下風(fēng)道,一般來說小風(fēng)壓的風(fēng)機(jī)在堵風(fēng)后風(fēng)量會(huì)嚴(yán)重?fù)p失。而大風(fēng)壓的風(fēng)機(jī),往往功率要選很大風(fēng)量才夠,而且一量堵風(fēng)后,負(fù)壓太大,容易從各狹縫里茲水。當(dāng)然也有的廠家直接放棄了對防塵的防護(hù),防止堵灰。其實(shí)最合適的就是后傾式離心風(fēng)機(jī),風(fēng)壓居中,風(fēng)量不小。但在國內(nèi)不是主流。 另外在設(shè)計(jì)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(gè)例子,有的廠家兩路冷卻系統(tǒng),一路IGBT 一路油路。兩個(gè)風(fēng)機(jī),只要一個(gè)風(fēng)機(jī)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(fēng)道串聯(lián),兩個(gè)風(fēng)機(jī)一推一拉,這樣有一個(gè)壞,也能降額運(yùn)行?;蛘弑M量一個(gè)風(fēng)機(jī),解決問題。我也見過兩風(fēng)機(jī)并聯(lián)抽風(fēng)的,擺在一起,當(dāng)一個(gè)故障停轉(zhuǎn),風(fēng)直接會(huì)從這個(gè)壞的風(fēng)口進(jìn),另一個(gè)風(fēng)口出,不走主風(fēng)道。這就是典型的設(shè)計(jì)失敗。(這只是舉個(gè)例子,只提思路,不主導(dǎo)結(jié)論。要考慮的問題也很多,串聯(lián)也要考慮后一級(jí)的溫度問題)
其實(shí)這個(gè)電路的各種理論才是最簡單的,細(xì)節(jié)才最不可控。所以你看國際一流企業(yè),都是細(xì)節(jié)勝出。誰都知道汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理,但做好的不多。但我們還有好多同志還徘徊在基礎(chǔ)理論。應(yīng)該加油
上面18貼的他認(rèn)識(shí)我,的確我把這個(gè)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(jí)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(diào)幅法,也根本就沒有高頻降壓電路,就是只有一級(jí)直接出來的。為什么,兩級(jí)的效率肯定沒有一級(jí)的高,成本貴的很多。采用的不是硬開關(guān),也不是移相方式,也根本不是LLC多諧振的方式,這個(gè)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(shù)更大。也根本不是準(zhǔn)諧振的所謂輕載頻率低,負(fù)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(shù),OK,圓滿解決這個(gè)技術(shù)問題的,就是說屬于準(zhǔn)五代諧振技術(shù),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(gè)還是網(wǎng)一年多前申請了中國發(fā)明專利的技術(shù),屬于獨(dú)一無二的,否則,就不能成為發(fā)明專利了。
后來,我已經(jīng)好長時(shí)間沒有上電源網(wǎng)了,當(dāng)時(shí)因?yàn)橛腥舜驍_,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(xiàn)的原因。而且,忙,也沒有那么多時(shí)間浪費(fèi),迷于上網(wǎng),許多事情要做,需要扎扎實(shí)實(shí)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(wǎng)聊一下這個(gè)話題。
總之,我現(xiàn)在非常干脆的,一種新型電路的出現(xiàn),一概都不是大家過去的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),一概通通淘汰了,我才不會(huì)使用兩級(jí)方式的調(diào)幅法,一步到位的。另外,還有,將變壓器次級(jí)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(yán)重,電容屬于無功率但是負(fù)載通過的電流非常大,關(guān)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(gè)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(dǎo)致實(shí)現(xiàn)管子零電壓導(dǎo)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(guān)電路,大家根本不了解這個(gè)新型電路的巨大特點(diǎn),新技術(shù)根本不會(huì)公開與炒作的,屬于秘密。
搞什么脈沖電源,根本就是不實(shí)用的東西,脈沖通常采用可控硅,可以承受相當(dāng)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(chǔ),然后泄放,目前就是困擾這個(gè)技術(shù)問題,但是,這種做法的效率非常低,成本高,不經(jīng)濟(jì),還是完全直流開關(guān)電源方式實(shí)際實(shí)用的多,性價(jià)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(dāng)然是15/40,的關(guān)系,這樣電容不需要太多,成本不到一半。鐵氧體變壓器的價(jià)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(guān)條件,損耗非常小,提高頻率一些不是一個(gè)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(guān)電源變換技術(shù)專題討論】,的的確確,提到的五代全諧振技術(shù),確實(shí)已經(jīng)讓我實(shí)現(xiàn)了,準(zhǔn)五代技術(shù)其實(shí)四代半技術(shù)。這個(gè)新型拓?fù)潆娐贩绞剑瑢?shí)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(jí)方式的調(diào)幅,也許就是一個(gè)笑話,就是說一級(jí)方式豈不是效率肯定更高,成本更低的多。目前的中國技術(shù)就是非常落后,美國九十年代的電源技術(shù)中國還沒有,那時(shí)屬于四代技術(shù),目前實(shí)實(shí)在在的人家采用了五代技術(shù),中國還停留在三代技術(shù),我已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)五代技術(shù),靠近了,效果非常不錯(cuò)的,代數(shù)不高,空談與炒作變換效率能夠多少,這個(gè)也是不可能的事情,空談,效率高在于技術(shù)的升級(jí),沒有升級(jí)一概就是胡扯,子虛烏有,開關(guān)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。