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【討論】大功率工頻逆變器主變的設計

大功率工頻變壓器單個可以做的非常大,一個10KW的很容易做到,

但是這么一個單個的10KW逆變器也給電路部分帶來了難度。

比如H橋上要并聯許多MOSFET才能到變壓器,

是不是有個辦法,像高頻變壓器那樣,采用多個變壓器,如果2個或者4個,這幾個變壓器初級并聯,次級串聯的方式來實現呢,如果初級并聯,那么H橋可以做多幾個模塊,這樣PCB布線壓力就不會很大了。歡迎大家討論。

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2011-08-09 12:22
功率那么大還采用多個變壓器這樣只有增加成本及降低可靠性10KW逆變器只要提高電壓(建議192v)然后用2只200a的IGBT搞定的可靠性高
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2011-08-09 13:05
@電源人生
功率那么大還采用多個變壓器這樣只有增加成本及降低可靠性10KW逆變器只要提高電壓(建議192v)然后用2只200a的IGBT搞定的可靠性高
10KW,2個200A的模塊估計也比較夠嗆吧,平均電流都在50多A了。
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2011-08-09 13:32
@lizlk
10KW,2個200A的模塊估計也比較夠嗆吧,平均電流都在50多A了。
絕對沒問題
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z760622
LV.4
5
2011-08-09 14:49
@電源人生
絕對沒問題
如果用192v的話做工頻機就有點浪費了。做高頻機很方便。只要一級boost再加H橋就可以了
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z760622
LV.4
6
2011-08-09 14:51
@z760622
如果用192v的話做工頻機就有點浪費了。做高頻機很方便。只要一級boost再加H橋就可以了
APC SUA2200的UPS里面就是用兩個變壓器。初級串次級并。
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2011-08-09 17:56

工頻機不適合像高頻機那樣初級并聯次級串聯使用。

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2011-08-09 20:06
@xzszrs
工頻機不適合像高頻機那樣初級并聯次級串聯使用。
鐘工為什么這樣說?
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2011-08-09 20:56
@晶熔鐵
鐘工為什么這樣說?
工頻變壓器里銅損是主要的,主要是線圈很長,比如一個10KW大功率的變壓器需要鐵芯面積為S=125平方厘米。按正方形計算每匝長度=44.7CM,取B=1.1T,每V線長=14.6cm.如果由10個1KW的變壓器并聯,則每個變壓器需要鐵芯面積為S=39.5平方厘米,按正方形計算每匝長度=25CM,取B=1.1T,每V線長=25cm,假設大變壓器的電流密度和小變壓器的電流密度一樣,小變壓器的線長了71%,內阻也增加了71%使原來就占損耗比重很大的銅損雪上加霜。高頻變壓器本來銅損就只有工頻的十分之一左右,由于并聯再增加一倍也影響不大啊。
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2011-08-09 21:45
@z760622
如果用192v的話做工頻機就有點浪費了。做高頻機很方便。只要一級boost再加H橋就可以了
10kw/192v/boost有點難度吧(跑題了不好意思【討論】大功率工頻逆變器主變的設計)
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javike
LV.12
11
2011-08-10 21:30

張工擔心的是MOS的應力不夠?

可以采用初級多線并饒,然后每組線接一組MOS推動,他們的驅動由公共的輸出采用圖騰驅動

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2011-08-10 23:25
@xzszrs
工頻變壓器里銅損是主要的,主要是線圈很長,比如一個10KW大功率的變壓器需要鐵芯面積為S=125平方厘米。按正方形計算每匝長度=44.7CM,取B=1.1T,每V線長=14.6cm.如果由10個1KW的變壓器并聯,則每個變壓器需要鐵芯面積為S=39.5平方厘米,按正方形計算每匝長度=25CM,取B=1.1T,每V線長=25cm,假設大變壓器的電流密度和小變壓器的電流密度一樣,小變壓器的線長了71%,內阻也增加了71%使原來就占損耗比重很大的銅損雪上加霜。高頻變壓器本來銅損就只有工頻的十分之一左右,由于并聯再增加一倍也影響不大啊。

鐘工的分析的確有道理!

不過我還有一個疑問:變壓器原邊DC阻值是大了71%,但其AC阻抗及總的傳輸損耗是否也要考慮一下,是否肯定也是增大很多的?

同時拿單個變壓器與多個變壓器相比,渦流損耗估計還是單個的大,散熱性能也是多變壓器方式要好很多。

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rpower
LV.4
13
2011-08-11 08:08
@javike
張工擔心的是MOS的應力不夠?可以采用初級多線并饒,然后每組線接一組MOS推動,他們的驅動由公共的輸出采用圖騰驅動

這辦法很好,不過可能變壓器要多組出線,不知道好不好弄呢?

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2011-08-11 08:11
@xzszrs
工頻變壓器里銅損是主要的,主要是線圈很長,比如一個10KW大功率的變壓器需要鐵芯面積為S=125平方厘米。按正方形計算每匝長度=44.7CM,取B=1.1T,每V線長=14.6cm.如果由10個1KW的變壓器并聯,則每個變壓器需要鐵芯面積為S=39.5平方厘米,按正方形計算每匝長度=25CM,取B=1.1T,每V線長=25cm,假設大變壓器的電流密度和小變壓器的電流密度一樣,小變壓器的線長了71%,內阻也增加了71%使原來就占損耗比重很大的銅損雪上加霜。高頻變壓器本來銅損就只有工頻的十分之一左右,由于并聯再增加一倍也影響不大啊。
一語驚醒夢中人!贊一個!
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2011-08-11 08:12
@晶熔鐵
鐘工的分析的確有道理!不過我還有一個疑問:變壓器原邊DC阻值是大了71%,但其AC阻抗及總的傳輸損耗是否也要考慮一下,是否肯定也是增大很多的?同時拿單個變壓器與多個變壓器相比,渦流損耗估計還是單個的大,散熱性能也是多變壓器方式要好很多。
此貼都把 壽版都驚動了,呵呵。
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2011-08-11 08:14
@javike
張工擔心的是MOS的應力不夠?可以采用初級多線并饒,然后每組線接一組MOS推動,他們的驅動由公共的輸出采用圖騰驅動

黃版的辦法和很好啊,感謝黃版的多次提示!

看到黃版的這個辦法,我又想到了上次在深圳電源網會議的晚宴上晶熔鐵版主給我的IGBT并聯的提示,高手的話余音環繞不絕于耳啊!

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javike
LV.12
17
2011-08-11 09:41
@lizlk
黃版的辦法和很好啊,感謝黃版的多次提示!看到黃版的這個辦法,我又想到了上次在深圳電源網會議的晚宴上晶熔鐵版主給我的IGBT并聯的提示,高手的話余音環繞不絕于耳啊!
嗯,這種方法對MOS,IGBT均流比較好,我比較喜歡這樣整。。。
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javike
LV.12
18
2011-08-11 09:43
@rpower
這辦法很好,不過可能變壓器要多組出線,不知道好不好弄呢?
考慮到趨膚效應就會采用多線并繞,這樣既解決均流問題也解決趨膚問題
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2011-08-12 23:20
@lizlk
此貼都把壽版都驚動了,呵呵。

因為在高頻逆變器里,多變壓器模式讓我看到了不小的優勢,所以對“分變壓器”的做法情有獨鐘。

雖然低頻的重沒做過,但“憑空想想”覺得或多或少總有些優勢的。

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2011-08-13 06:37
@javike
嗯,這種方法對MOS,IGBT均流比較好,我比較喜歡這樣整。。。
單個變壓同樣能做到這些省事省心又可靠 
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2011-08-15 10:53
@電源人生
單個變壓同樣能做到這些省事省心又可靠[圖片] 
高手,佩服,設計的很漂亮!贊一個!另外,這個是多大功率的呢》?
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2011-08-15 15:27
@lizlk
[圖片]高手,佩服,設計的很漂亮!贊一個!另外,這個是多大功率的呢》?
照這做有10KVA
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LHHB_2010
LV.3
23
2011-08-16 09:02
@電源人生
照這做有10KVA
如杰,現在自己當老板很久了吧?
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2011-08-16 10:06
@LHHB_2010
如杰,現在自己當老板很久了吧?
什么老板不過幫自已打工吧
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LHHB_2010
LV.3
25
2011-08-16 11:14
@電源人生
什么老板不過幫自已打工吧[圖片][圖片]
你QQ號多少呢?海劍現在也在幫你做吧?
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xiezran
LV.2
26
2011-08-16 16:52

帶隔離變壓器的10KW工頻逆變器,基于可靠性的原則用IGBT才是合理的。用MOSFET并聯的方式只適合小功率段的。

原方并聯副方串聯的方式非常適合輸入輸出電壓增益很大的場合,也就是輸入電壓較低時很適用,若電壓增益不高,就無必要。這種方式PCB載流毫無壓力,但布線不見得會比但功率回路的拓撲壓力小。且這個方式所需的PCB尺寸更大。當然模塊化設計的話PCB布局和維護有點優勢,但不利生產。

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