boost konverterde verimlilik hesabı

[Mnemonic]

Merhaba;
http://www.powere.dynamictopway.com/example_boost.htm
bu linkdeki hesaplara göre 24V giriş 0.91 duty 30Khz pwm uyguladığında 266V çıkış alıyorsun
tamam bobin akımları falan çok yüksek çıkıyor kabul ediyorum otomatikden fet akımıda çok yüksek çıkacak ve ısı problemi olacak.
peki bunda verimlilik kaçtır ? nasıl hesaplayabiliriz ?

[FxDev]

Merhaba,

1) Teorikte 1'e 10 değeri oldukça zorlayıcı değerler olabilir. Boost'u bu kadar zorlamamak gerekebilir. %91 regülasyon açısından kritik değerler. Tecrübelerime dayanarak, %95 en üst limit boostta. Sonrasında FET çok yüksek akım değerlerine maruz kalıyor. Diyot da aynı şekilde.
2) Conducted loss hesaplamak kolay, her elemanın üzerinden geçenr RMS ve ortalama akım değerlerini buluyorsun. Sonrasında da dirençlerle çarpıp değerleri buluyorsun.
3) Sıkıntı anahtarlama kayıplarında; bobinin core loss'u, anahtarlama elemanlarının anahtarlama kayıplarını hesaplamak gerekiyor. Anahtarlama kaybı'nın conducted loss yanında çok az olması beklenir. Bu değer yük akımına göre değişiklik gösterir.
4) İdeal bir boost devresinin verimi %95-96 civarında olur. Eğer değeriniz bundan düşükse, tasarımınızı tekrar göze almanız gerekir.

[Mnemonic]

Verdiğiniz bilgiler için teşekkür ederim
peki bu işi upslerde yada solar inverterlarda nasıl yapıyorlar ?
genelde 24V aki hatta bazı devrelerde 12V akü var ama çıkışta 250DC bara sağlamak zorundaki inverderda 220V ac elde etsin. boost yerine farklı bir metodmu kullanılıyor ?

[FxDev]

Trafo kullanılıyor.

[Mnemonic]

sanırım sizin bahsettiğiniz 24V seviyesinde inverter işlemi yapılıyor ve akabinde 1X10 trafo ile 240V elde ediliyor
benim bahsettiğim daha küçük trafosüz inverterlar var. onlarda mantık nasıl ?

[FxDev]

Microinverter yaptığımda ki oldukça küçüktü, trafo kullanmıştım. Genelde de artık uygulamalarda trafo görüyorum. Benim bahsettiğim bu uygulamalar şebekeye bağlı çalışan sistemler için.
Sizin söylediğinizde ise yine Boost Converter kullanılıyor, yalnız çift yönlü, negatif ve pozitif gerilim üretebilmek için. Güç değerleri bu tür sistemde çok artamıyor. Gerek bobin, gerekse anahtarlama elemanları burada çok strese maruz kalıyorlar. Bunun yerine minik yüksek frekans trafoları ile sistem küçükleştirilebiliyor. Mesele burada 300V üretmek değil, onu 50Hz AC şeklinde vermek. Eğer laptop vb. adaptör çalıştıracaksanız pek sorun değil bu, fakat iş motor gibi endüktif ya da kapasitif yükleri sürerken sıkıntılı olabiliyor. Sistemin darbeli akımlarda çöküş yaşamaması için duty değerinin nominal değerinden çok fazla açılması gerekiyor. Bu da 0.91-0.92 civarında duty ile çalışırken pek mümkün olmuyor.

[Mnemonic]

bir invertör üzerine çalışıyorum. trafolarda kayıp çok fazla olduğu için trafosuz bir tasarım üzerine gitmeye karar verdim bu araştırmaları bu yüzden yapıyorum. çıkışta generic cihaz olacak yani kimi kullanıcı laptop adaptörü takar, kimi kullanıcı motor önemli olan güç sınırı. 1Kw tasarlanmış bir inverterde sınırlar dahilinde kaldığı taktirde kullanıcıya motor bağlama lamba bağla adaptör bağla diyemem

[FxDev]

24V alt sınırı 14-15V kabul edilir. Verim=%100 olsa 1kW/15V=66.66A. 20V sınır deseniz 50A. Ciddi değerler.
Trafolar ile çok içli dışlı çalışıyorum, bu tür bir uygulamada verimleri %99-%99.5 civarlarında coupling oranına sahip olduklarında %2-3 maksimum kayıp olmalı. 20-30W yapıyor bu da. Normal bu değerler. Bobinlerde de bu kadar kayıp oluşacaktır.

UPS test aşamaları ile ilgili standartlara çok vakıf değilim, yalnız trafosuz da ciddi akım değerlerinden dolayı kayıplar oluşacaktır.

[Mnemonic]

verdiğiniz bilgiler oldukça aydınlattı.
son bir soru daha sorayım trafoyu 50Hz trafomu önerirsiniz yoksa yüksek frekanslı bir anahtarlamamı yapmalıyım ?
birde bundan bahsederseniz bu tasarım üzeirne yoğunlaşacağım

[FxDev]

50Hz trafo bu sistemde kullanılması uygun olmaz. Yüksek frekans trafosu kullanırsanız boyutlarınız da küçülür. ETD49 civarı bir trafo ile istediğiniz tasarım yapılır gözüküyor. Kullanmanız gereken yapı half ya da full bridge. Çıkışta da küçük değerlikli bir endüktans ve kapasite ile sistemi tamamlarsınız.

Kolay gelsin.

[Mnemonic]

tekrar merhaba;
söylediklerinizden şunu anlıyorum.
ilk önce 24Vdc yi  yüksek frekans(100 yada 150khz gibi) full yada half bridge ile yükseltip 300V dc bara elde edeceğim sonrasında normal invertera tabii tutacağım. akabinde de sinyali filtre edeceğim ?
doğrumu anlamışım bu yolda devam etmeyi düşünüyorum

[kralsam]

tekrar merhaba;
söylediklerinizden şunu anlıyorum.
ilk önce 24Vdc yi  yüksek frekans(100 yada 150khz gibi) full yada half bridge ile yükseltip 300V dc bara elde edeceğim sonrasında normal invertera tabii tutacağım. akabinde de sinyali filtre edeceğim ?
doğrumu anlamışım bu yolda devam etmeyi düşünüyorum

Selam hocam,
Eski işimde 3 faz 110 V inverter istediler. Ben o uygulamada direk ferit trafo sürerek yapmıştım. Yükseltme işini de trafo direk kendisi üstlenmiş oldu. Nihayi ürüne dönüştürmedik çünkü istifa ettim ama özetle iyi çalışıyordu. (Çıkışına Lamba falan bağlayıp scop ile ölçüm falan yapmıştım.)

Hatta daha sonra Sinus örneklerini H-Bridge uygularayak yaptığımda çok güzel çıkış alınabiliyordu. O kısa sürede bitiremediğim kısım çıkış filtresi olmuştu. Tek kanal oluyordu ama 3 Faz olarak elimdeki mevcut malzemelerle yapamamıştım. Malzeme almakta problemdi biraz bende uğraşmamıştım.

Fikir verir diye yazdım.Sonuç olarak kapsamlı testlerden geçirmek lazım.

İyi çalışmalar.

[Mnemonic]

@FxDev hocam;
ne diyorsun söylediklerini doğrumu anlamışım bu yolda gitmelimiyim ?

tekrar merhaba;
söylediklerinizden şunu anlıyorum.
ilk önce 24Vdc yi  yüksek frekans(100 yada 150khz gibi) full yada half bridge ile yükseltip 300V dc bara elde edeceğim sonrasında normal invertera tabii tutacağım. akabinde de sinyali filtre edeceğim ?
doğrumu anlamışım bu yolda devam etmeyi düşünüyorum

[FxDev]

Evet benzer bir yapı kullanacaksın. 300V DC bara elde etmene gerek yok trafodan sonra. 50Hz ile 300V'tu sinüse çevirmelisin. Yüksek frekansı da bir LC filtre ile yumuşatmalısın. Tüm bunlar analog olursa oldukça hızlı ve güzel sonuçlar elde edersin.

[Mnemonic]

hocam tekrar merhaba;
ben sadece özel cihazlar için farklı gerilim ve frekansda inverter tasarımları ile uğraştım bugüne kadar. Bu inverterlarında hepsi şebeke gerilimi ile beslendiği için hep 320V DC bara ile çalıştım. 24V'dan yükseltterek bir inverter işini ilk defa yapıyorum. bu yüzden 300V DC bara elde etmeye gerek yok derken tam anlayamadım. 24V DC ile boost full bridge ile yükseltip ardında  inverter ile istediğim gerilim ve frekansı üretmeyecekmiyim ? biraz daha açar ve bilgi verirsen çok sevinirim. senide biraz yoracağım. şimdiden verdiğin bilgiler için teşekkür ederim