Isoliert gegenüber nicht isoliertem DC/DC in Multi-Rail-Design

Ich möchte ein effizientes, kleines und leichtes DC/DC-Netzteil mit mehreren Schienen bauen. Ich habe über mehrere Topologien und Ideen nachgedacht. Die Hauptfrage „isoliert vs. nicht isoliert“ bleibt jedoch bestehen. Ich arbeite mit einem 3-Zellen-Lipo (11,1 V nom. 9,2 V min, 12,6 V max). Die Eingangsspannung ändert sich also mit der Zeit. Ich brauche mindestens 12 V @ 5 A Ausgang, 5 V @ 5 A, 3 V3 und vielleicht einige andere spezifische Spannungspegel, über die ich noch Informationen erhalten muss. Mein erster Gedanke war also ziemlich voreingenommen für meine Liebe zu isolierten Netzteilen: Mit dem folgenden Blockschaltbild als meine Idee:

Die Idee dahinter war, einen einzelnen Kern mit mehreren Ausgangswicklungen zu haben. Also dachte ich, da N1: N2: N3: Nn immer konstant bleiben wird, wird jeder Spannungsversatz auf einer einzelnen Schiene auch auf der anderen Schiene vorhanden sein. Die Korrektur würde über einen Mikrocontroller erfolgen. Dies vereinfacht die Schaltung auf eine einzelne Schaltstufe, die sich selbst korrigiert, und eine Erfassungsschaltung. Ich habe keine Ahnung, wie gut das funktioniert, wenn es funktioniert. Ein Problem dabei wäre, dass die Genauigkeit der Spannungsausgänge grob ist, da sich die Anzahl der Windungen selten ergibt, um beispielsweise perfekte 5000 mVDC zu ergeben. Das Fehlen einer Regelung an jedem Ausgang kann bei einigen Sensoren, die dieser Wandler mit Strom versorgt, problematisch sein.

Meine andere Idee war, einen nicht isolierten DC/DC-Wandler für jeden einzelnen Ausgang zu haben. So was:

nicht isoliert

Für den Buck-Boost würde ich die SEPIC-Topologie verwenden und für den Buck würde ich einen synchronen Buck-Konverter in Betracht ziehen. Der Vorteil davon ist, dass kein schwerer Transformator verwendet wird und alle Ausgänge richtig geregelt sind. Ein Problem wäre, dass mehrere DC/DC-Wandler erforderlich sind.

Welches Konzept eignet sich besser zum Aufbau einer DC/DC-Stromversorgung?

Apropos isoliertes Wandlerkonzept: Wenn Sie planen, die Ausgänge auf den GND / RETURN-Pfad zu teilen, ist eine Kreuzregelung erforderlich, damit die verbleibenden Ausgangsspannungen konstant gehalten werden, während ein oder mehrere Ausgänge belastet werden.
Was ist Ihre Frage, Sie sollten eine Frage stellen, dies ist schließlich eine Q&A-Site.
@laptop2d Frage wäre, welches Konzept ist besser geeignet für den Job?
Ich werde Ihre Frage bearbeiten

Antworten (1)

Jede Ihrer Ideen wird funktionieren. Mit dem bereits entworfenen Blockschaltbild. Das einzige, was geändert werden muss, ist: Aufgrund der niedrigen Spannungen ist keine Isolierung erforderlich. Keine Isolierung würde auch das Design vereinfachen.

"Die Korrektur würde über einen Mikrocontroller erfolgen." Sogar ein 8-Bit-Mikro 12/256 = nur 46 mV Granularität für die 12 Volt und 20 mV für die 5 Volt. Das sind Festspannungen, die Ausgänge sollten stabil sein. Wenn das Design PWM verwendet, müssen Sie möglicherweise Steuerung und Welligkeit berücksichtigen. Genauigkeit

Ein Transformator wird sperrig sein und separate Kanäle bedeuten mehrere Transformatoren (falls eine Isolierung erforderlich ist), es wird einen Transformator sowie die Ausgangsinduktivität für jeden Ausgang geben. Oder zwei sperrige Magnete, die alle Wicklungen enthalten, eine im Transformator und eine im Induktor.

Für die Spannungsgenauigkeit gibt es Spannungsabfälle im Drahtwiderstand sowie in der Ausgangsdiode. Änderungen des Ausgangsstroms führen zu Spannungsänderungen an den Ausgangsdioden. Wenn Sie einen sperrigen Transformator haben, wird auch nur eine Versorgung gesteuert und der Rest folgt ihr einfach.

Separate Ausgänge haben genaue Spannungen für jeden Ausgang. Dies ist jedoch abhängig von Ihren Vorgaben. Was die Effizienz betrifft, ist es normalerweise am besten, diese in Excel zu berechnen. Es kann sein, dass die getrennten Ausgänge einen höheren Wirkungsgrad ergeben.

Ja, ich dachte, beides würde funktionieren. Der Grund für meine Zweifel liegt im Detail. Wie Gewicht, Größe, Komplexität usw. Mit Isolierung meinte ich die Verwendung eines Transformators, insbesondere die Verwendung mehrerer Spannungsausgänge auf der Sekundärseite. Die Anzahl der erforderlichen PWM-Kanäle war auch eines der Probleme des nicht isolierten Konzepts. Ja, Feedback wird verwendet, da die Spannungspegel über einen Datenbus an die Hauptsystemsteuerung gesendet werden müssen. Der größte Impuls wäre ca. 3A bei 12V. Rest ist Mikrocontroller- und Sensorversorgung. Hoffe das verdeutlicht ein bisschen mehr.
Willkommen bei EE.SE John! Bitte bearbeiten Sie Ihre ursprüngliche Antwort, anstatt neue zu posten, dies ist kein Forum. Außerdem halten wir gerne einen hohen Qualitätsstandard, also korrigieren Sie bitte den gesamten Text-y-Slang wie "u" oder "ur".
Isoliert gegenüber nicht isoliertem DC/DC in Multi-Rail-Design
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v