डिजाइनिंग 12 वी -> 0.1 वी 100-500 ए डीसीडीसी

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मुझे 0.1V@100-500A बिजली की आपूर्ति का निर्माण करने की आवश्यकता है - और मुझे आश्चर्य है कि इस कार्य के लिए सबसे अच्छा तरीका क्या है? मुझे लगता है कि इस तरह के डीसीडीसी के लिए आईसी के लिए उपयुक्त कुछ विशिष्ट नहीं हैं ... वर्तमान-स्थिर होना चाहिए, 10% लहर ठीक है, आवृत्ति स्विच करने पर कोई आवश्यकता नहीं है ...

हमारे सार्वजनिक उपक्रमों के लिए डीसीडीसी (इंडक्टर / कैप / चैनल की संख्या) में हमेशा आवश्यक घटकों के आकार / मात्रा के लिए मोटा अनुमान क्या है?

यह धातु की धारियों को गर्म करने के लिए है, जिसमें बहुत कम प्रतिरोध होता है। 20 मिमी ^ 2 तांबा कनेक्शन कोई समस्या नहीं है।

कुछ विचार:

यहां तक कि मेरे AWG4 तार मुझे प्रति मीटर 0.8mOm देगा ... यदि मैं उपभोक्ता के ठीक बगल में DCDC रखता हूं, तो मेरे पास 0.2m कनेक्शन और 0.16mOhm प्रतिरोध हो सकता है ... लेकिन अगर मुझे स्विचिंग नियामक रखना है, तो मुझे आवश्यकता होगी बहुत सारे FETs और इंडिकेटर्स ... सौभाग्य से, मेरे पास पहले से ही 5mOm N-FETs का गुच्छा है, इसलिए मैं उनमें से 20-30 को समानांतर में चला सकता हूं, और कुछ 1.5mm ^ 2 वायर में से 1uH इंडक्टर्स का गुच्छा जो मैं भी चला सकता हूं समानांतर में (यह सब क्षतिग्रस्त पीसी मदरबोर्ड के एक बैच से) ... सवाल यह है कि इन सभी चीजों को चलाने का सबसे यथार्थवादी तरीका क्या है - मैं इन सभी FETs (सरल असतत ड्राइविंग सर्किट का उपयोग करके) और प्रतिक्रिया के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर के बारे में सोच रहा हूं जहाज पर 1msps ADC .. मुझे आश्चर्य है कि क्या स्विचिंग आवृत्ति दी जानी चाहिए कि इंडक्टर्स केवल 1uH हैं?

बाउंटी टिप्पणियां : फिर भी ट्रांसफार्मर के बिना, डीसीडीसी तरीके पर विचार सुनना चाहते हैं। कॉम्पैक्ट डीसीडीसी वैक्यूम चेंबर के अंदर फिट हो सकता है, जो ट्रांसफार्मर के लिए असंभव है। और हां, कार्य विभिन्न ज्यामिति के टंगस्टन पन्नी को वैक्यूम में गर्म करना है (कुछ 1000C तक)।

dc-dc-converter

— BarsMonster
स्रोत

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@ 100 से 500 Amps? मैं इस तरह से बिजली की आपूर्ति का उपयोग करता हूं, क्या आपको एहसास है कि 500 ए में आपूर्ति करने के लिए कितना कठिन काम है। 1 एमओएम आपको एक .5 वी ड्रॉप देगा। यह आपके आउटपुट से 5 गुना अधिक है। इसके लिए डिज़ाइन किए गए औद्योगिक बिजली की आपूर्ति हैं और वे बहुत महंगे हैं और अक्सर पानी को ठंडा करने की आवश्यकता होती है।

— कोर्तुक

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Lemme अनुमान - क्या आप एक वेल्डर का निर्माण कर रहे हैं?

— कॉनर वुल्फ

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@ नाम का नाम नहीं, वेल्डर के लिए 50W से अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है :-) यह धातु के छोटे स्ट्रिप्स को नियंत्रित तापमान पर गर्म करना है।

— BarsMonster

आप वोल्टेज के बजाय वर्तमान-अर्थ ट्रांसफार्मर का उपयोग करने और वर्तमान को विनियमित करने पर विचार कर सकते हैं। जैसा कि कोरटुक ने बताया, एक वर्तमान-अर्थ अवरोधक काम करने वाला नहीं है। या क्या यह ठीक 0.1 वी होना चाहिए?

— माइक डीमोन जूल

मैं 500A कर रहे एक कॉम्पैक्ट DC / DC के बारे में नहीं सोच सकता, और किसी भी तरह से एक toroidal ट्रांसफार्मर की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट नहीं है।

— फेडेरिको रुसो

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यदि यह हीटिंग के लिए है, तो मुझे लगता है कि एसी डीसी के रूप में अच्छा है। मैं सिर्फ 1 सेकेंडरी वाइंडिंग (इनपुट वोल्टेज के आधार पर) के साथ एक टॉरॉयडल ट्रांसफार्मर का निर्माण करूंगा। उच्च वर्तमान स्थान को समानांतर में कई माध्यमिक घुमाव प्राप्त करने के लिए, और सुनिश्चित करें कि उनकी तार की लंबाई बिल्कुल समान है।

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आप ट्रांसफार्मर के इनपुट को एक variac से खिलाकर वोल्टेज / करंट वेरिएबल को आउटपुट कर सकते हैं:

variac

संपादित करें 2 (अपने डिजिटल विनियमन को फिर से)
मैं कुछ समय के लिए इस बारे में सोच रहा था और मुझे लगता है कि सबसे अच्छा विचार पहली जगह में उच्च वर्तमान को स्विच करने में नहीं है। धातु के स्ट्रिप्स के अलावा कोई भी अन्य घटक खुद को और उनसे कनेक्शन कम से कम सैकड़ों वॉट्स के नुकसान का कारण होगा।
शायद हम अभी भी अपने ट्रांसफार्मर का उपयोग कर सकते हैं, और प्राथमिक तरफ स्विचिंग कर सकते हैं, फिर हमें उप-मिलिओम संक्रमण प्रतिरोधों के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं होगी। मैं एक MOSFET द्वारा कटा ट्रांसफार्मर के प्राथमिक पर एक डीसी वोल्टेज का उपयोग करेगा। कर्तव्य चक्र माध्यमिक के वर्तमान को निर्धारित करेगा।

3 संपादित करें (KV के सुझाव पर अन्य उत्तर के साथ मर्ज करें )

पहली बात यह है कि एक नोट बनाने के लिए वैक्यूम है । इसका मतलब है कि सभी शीतलन को आपके निर्वात कक्ष की दीवार के माध्यम से चालन से गुजरना होगा, क्योंकि आपके तापमान विकिरण के माध्यम से बहुत अधिक गर्मी खोने के लिए पर्याप्त नहीं होंगे, और निश्चित रूप से एक निर्वात में कोई संवहन नहीं है। यह लोड (धातु की पन्नी) में विघटित गर्मी के लिए भी एक मुद्दा है।

12V डीसी से जाना एक लंबा ऑर्डर है। उच्चतर वोल्टेज और निम्न धारा से निम्न वोल्टेज पर जाने का मानक तरीका निश्चित रूप से एक एसएमपीएस है । यहां तक कि कम-ईश 66% दक्षता पर 12 वी आपूर्ति को केवल 6.25 ए (75 डब्ल्यू के लिए) देने की आवश्यकता होगी। केक का टुकड़ा, ऐसा लगता है। हालाँकि, कॉइल करंट आउटपुट करंट की रेंज में होता है, जिसमें चोटियाँ ऊंची होती हैं। बिजली के कॉइल हैं जो 100 ए को संभाल सकते हैं , लेकिन इनमें ऐसे कम प्रेरण होते हैं कि उन्हें बहुत तेज़ स्विचिंग की आवश्यकता होती है , जो एमओएसएफईटी में बहुत अधिक स्विचिंग घाटे का कारण बनता है । और फिर विकिरण के रूप में खोई हुई शक्ति भी है, जो बहुत हो सकती है । सामान्य Schottly डायोड भी बाहर हैं, इसलिए आपको तुल्यकालिक सुधार की आवश्यकता होगी MOSFETs का उपयोग करना।

सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन के बारे में बात करना: यह एसी बिजली की आपूर्ति के लिए भी एक विकल्प है। आपके पास कुछ वोल्टेज ड्रॉप्स होंगे, हालांकि कम, इसलिए आपको 0.1V की तुलना में थोड़ा अधिक वोल्टेज के साथ शुरू करना होगा। दक्षता भी अधिक नहीं होगी, हालांकि एक अतिरिक्त 100mV ड्रॉप केवल 50W नुकसान का कारण होगा, इसलिए मुझे लगता है कि यह स्वीकार्य है। एक क्लासिक डायोड रेक्टिफायर उच्च शक्ति के नुकसान के कारण बाहर है, और यहीं से सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन आता है। आपको एक रेक्टिन साइन मिलेगा, जो कि एक उचित डीसी स्रोत के सबसे करीब होगा। ( 500A धाराओं को सुचारू करने के लिए कैपेसिटर के बारे में भी मत सोचो !)

करने के लिए वर्तमान को मापने आप की एक जोड़ी का उपयोग कर सकते इन भावना प्रतिरोधों Isabellenhütte से।

वर्तमान अर्थ अवरोधक

(कई परजीवी वोल्टेज के बावजूद, उनमें से कोई भी वर्तमान माप के लिए उपयुक्त नहीं है क्योंकि इसमें शामिल प्रतिरोधों पर हमारा कोई नियंत्रण नहीं है।) 0.1m वर्तमान अर्थ अवरोधक 200A के लिए निर्दिष्ट है, इसलिए आपको समानांतर में उनकी एक संख्या की आवश्यकता होगी। प्रतिरोधों में शक्ति कम है, वे 5W अधिकतम पर निर्दिष्ट हैं, लेकिन परजीवी प्रतिरोधों के लिए उनमें से कई पर भरोसा करते हैं। सबसे अच्छा जितना संभव हो उतना वेल्ड करना होगा, और अपने वैक्यूम चैम्बर की धातु की दीवार पर माउंट करना होगा। यदि आप समानांतर रूप से तीन 0.1 मीटर प्रतिरोधों का उपयोग करते हैं तो आपके पास 500A पर 17mV होगा। यह ज्यादा नहीं है, लेकिन व्यवहार में परजीवी प्रतिरोधों के कारण मूल्य अधिक हो सकता है, जैसे 25 या 30mV। 100A पर कि 5 से 6mV होगा। एक उपकरण प्रवर्धक $\Omega$
$\Omega$ इससे आपको एक स्तर पर लाने में मदद मिलेगी जो PWM हेलिकॉप्टर के साथ काम करने के लिए आसान है।

शेष प्रतिक्रिया नियामक में है, जो वास्तव में एक वर्ग डी एम्पलीफायर है , मापा वर्तमान के बाद एक कम-पास फिल्टर द्वारा औसत है।
बहुत अधिक चौड़ी आवृत्ति का उपयोग न करें; यह केवल MOSFETs में स्विचिंग अपव्यय को बढ़ाएगा, और इसके अलावा गर्मी धीमी है, इसलिए आपको उप-मिलीसेकंड स्विचिंग की आवश्यकता नहीं होगी।

नलसाजी: आपको समानांतर एमओएसएफईटी की एक बैटरी की आवश्यकता होगी, जिसे मैं तांबे की सलाखों पर जितना संभव हो सके, परजीवी प्रतिरोधों को जितना संभव हो उतना कम करने के लिए।

— stevenvh
स्रोत

और अगर मैं वर्तमान को विनियमित करना चाहता हूं, तो मुझे एक और डीसीडीसी के माध्यम से इनपुट वोल्टेज को समायोजित करना होगा? सेंसिंग करंट इस तरह की रेंज के लिए एक और दिलचस्प समस्या है ...

— बार्समोनस्टर

@BarsMonster - हो सकता है कि आप वर्तमान रूप से या एक हॉल प्रभाव सेंसर के साथ वर्तमान समझ में आ सकते हैं जैसा कि वर्तमान जांच में उपयोग किया जाता है - किलोहर्ट्ज़ में बैंडविथ्स संभव हैं। यह एक नौकरी की तरह लगता है जहां वर्तमान विनियमन (ऑपरेटर अनुभव द्वारा निर्धारित मूल्य पर) वांछित हो सकता है। या यहां तक कि एक अनुमत सीमा के भीतर वर्तमान और नीचे समायोजित करने के लिए एक तापमान संवेदक का उपयोग करें।

— क्रिस स्ट्रैटन

मुझे डिजिटल विनियमन की आवश्यकता है - धातु के स्ट्रिप्स काफी छोटे हैं, और धीमी गति से चलने से पहले धीमी गति से मानव को कम करने में सक्षम नहीं होगा :-) तापमान संवेदन के लिए समान - इस तरह की छोटी चीजों में बहुत तेज तापमान प्रवणता होगी ..

— BarsMonster

@BarsMonster, हम अपनी नौकरी पर ऐसा करते हैं और हम एक ट्रांसफॉर्मर और एक वाटर कूल्ड रेक्टिफायर का उपयोग करते हैं। हमें पता है कि ट्रांसफार्मर एक लाभ के रूप में क्या दे रहा है और हम एक वर्तमान नियंत्रित स्रोत का उपयोग करते हैं। यह कोई साधारण काम नहीं है। हमारे पास फिलामेंट के लिए पानी की ठंडी लाइनें हैं लेकिन वे एक समस्या प्रदान नहीं करते हैं क्योंकि हम एक वर्तमान नियंत्रण तंत्र का उपयोग कर रहे हैं।

— Kortuk

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वेल्डर के साथ शुरू करना एक बहुत अच्छा विचार हो सकता है। यह अधिकांश मानकों द्वारा वर्तमान की एक विशाल राशि है। एक वेल्डर के पास स्पेयर करने की शक्ति होती है (जैसा कि आप ध्यान दें) और एक वेल्डर ट्रांसफॉर्मर का रिवाइंड जितना भी आसान हो सकता है। उम। खरोंच है कि, शायद। वेल्डर "वोल्ट प्रति घुमाव" होगा और आपको कम से कम 5 मोड़ प्रति वोल्ट (0.2V आउटपुट की आवश्यकता होगी ताकि रास्ते में 50% की अनुमति हो। शायद इससे थोड़ा अधिक है।

आधुनिक अर्धचालक आधारित वेल्डर लें। गणना द्वितीयक पर मुड़ती है या द्वितीयक पर एक मोड़ देती है (ऐसा करने का तरीका खोजने के लिए "बहुत कठिन नहीं है) और देखें कि प्रति मोड़ वोल्ट क्या है। यदि आपके पास <~ = 0.5 V / मोड़ है तो आपके पास स्टार्टर हो सकता है। यदि ऐसा है तो यह अधिकांश विकल्पों की तुलना में बहुत आसान है।

— रसेल मैकमोहन
स्रोत

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मैं देख रहा हूं कि आप 12V DC से शुरू कर रहे हैं, इसलिए आप सिर्फ ट्रांसफॉर्मर का उपयोग नहीं कर सकते। स्टीवन सही है कि उत्पादन एसी हो सकता है अगर यह सिर्फ हीटिंग के लिए है। एक सभ्य आकार के टॉरॉयडल ट्रांसफार्मर को इसे करना चाहिए। प्राथमिक 12 वी से एच पुल द्वारा संचालित होता है, और माध्यमिक सीधे उच्च वर्तमान एसी आउटपुट के रूप में उपयोग किया जाता है।

सुपर दक्षता की उम्मीद मत करो। ट्रांसफार्मर की विशेषताएं प्रमुख होंगी। इसे उच्च वर्तमान और कम वोल्टेज आउटपुट के लिए डिज़ाइन करने की आवश्यकता होगी।

— ओलिन लेट्रोप
स्रोत

खैर .... कुछ AWG4 तार का उपयोग करके ट्रांसफार्मर बनाना (और शायद और भी अधिक अगर हमें सिर्फ 1 लूप की आवश्यकता नहीं होगी)? यह बहुत बड़ा होने वाला है ...

— BarsMonster

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क्या अपने डिजाइन आवश्यकताओं पर पुनर्विचार करना संभव है, और हीटिंग तत्व के लिए एक अलग (द्वि-) धातु का उपयोग करना है? निक्रोम तार एक मीटर ओम प्रति मीटर है, और कई गेज में उपलब्ध है। मैं एक ट्रांसफॉर्मर के साथ 16 गेज के टुकड़े का उपयोग करता हूं जो मुझे 2v पर 30 ए एसी देता है, इसलिए आप 60W, एक ही बॉलपार्क के बारे में बात कर रहे हैं। शायद आप एक ही कार्य को पूरा करने के लिए एक अलग विधि का उपयोग कर सकते हैं। अपनी दूसरी वस्तु को गर्म करने के लिए सीधे या परोक्ष रूप से चीज़ को गर्म करें।

— shorted.neuron
स्रोत

निक्रोम केवल लो-ईश तापमान के लिए ठीक है, मेरे मामले में तापमान 1000 सी और अधिक होगा। 1000C पर nichrome परिस्थितियों के आधार पर ऑक्सीकरण / वाष्पित करेगा।

— BarsMonster

तो आपका तत्व क्या है? टंगस्टन? लगता है जैसे आप कुछ दिलचस्प काम के लिए हैं बस कनेक्शन बिंदु को पिघलाए बिना अपने बड़े कंडक्टर को तत्व से जोड़ रहे हैं। कॉपर गलनांक सिर्फ 1100C से कम है।

— shorted.neuron

हाँ, टंगस्टन। यह वास्तव में दिलचस्प होने जा रहा है :-)

— BarsMonster