Nabíječ baterie 80V 5kW

[Martin Záruba]

Zatím jen teoretická úvaha, ale velmi rád bych získal váš názor.

Chci udělat nabíječ baterie FVE, který by v zimě v době nízké spotové 
ceny nabil baterii, aby v době, kdy bude vysoká, baterie utáhla běžnou 
spotřebu (topení předpokládím, že při vysoké ceně bude vypnuté). 
Vycházím z toho, že nabíječ by měl za cca 3 hodiny dodat okolo 15kWh, 
takže výkon 5kW, při napětí 80V je to proud cca 60A. Nic, co by se dalo 
za rozumnou cenu s dobrou účinností koupit, jsem nenašel. A pak mě 
samozřejmě láká to vymyslet.

Pokud chci malé ztráty, aby to netopilo a šlo to rozumně vyrobit, nabízí 
se step-down v základním zapojení

Zvlnění výstupního proudu není až tak důležité a lze ho ovlivnit vhodnou 
cívkou L1. Problém je na vstupní straně. Při požadovaném výkonu a 
podmínce, že N vstupu i výstupu jsou propojené (tedy nemá to 
transformátor se všemi problémy), je jediná možnost jednocestně usměrnit 
tři fáze. Napětí na C2 proto bude kolísat mezi 312 a 160 V. Step down 
bude tedy pracovat přibližně s převodem 2.6 : 1 až 2 : 1. Při převodu 2 
: 1 ale teče tranzistorem proud polovinu doby. Aby se přenesl požadovaný 
výkon, bude při dvojnásobném napětí na vstupu, ale střídě 2 : 1 protékat 
v okamžiku sepnutí stejný proud, jako do výstupu, ale po poloviční dobu, 
tedy 60A. Rozumný IGBT tranzistor existuje, ale problém je s 
kondenzátorem C2, který by měl v době sepnutí dodávat polovinu proudu 
(druhá polovina jde z přivodu) a v době, kdy je tranzistor rozpojený by 
se nabíjel. Tak by ze vstupu netekly pulzy, ale zhruba stejnosměrný 
proud o poloviční velikost, tedy 30A. Jenže zde je velkým problémem 
vnitřní odpor kondenzátoru i s nízkým Esr. A tak mě napadlo to celé 
udělat dvoučinné, ale přesto bez transformátoru, tedy takto:

Střídavě budou spínat oba tranzistory s proměnou střídou, jak bude 
potřeba. Každá cívka L1 a L3 bude dodávat poloviční proud, takže 30A. 
Při střídě 2 : 1 by tranzistory spínaly střídavě, v době, kdy je 
tranzistor rozepnutý, dodává proud příslušná cívka přes shotkyho diodu. 
Výstupní proudy se proto čítají. Ale na vstupu se tranzistory střídají, 
takže v tomto teoretickém případě teče cívkou L2 stejnosměrný proud a L2 
i C2 jsou zbytečné. Při větší střídě se v prodlevách, kdy jsou oba 
tranzistory vypnuté, bude energie přelévat z L2 do C3, jenže ten vychází 
mnohonásobně menší a jeho Esr se bude uplatňovat mnohem méně. Dioda D5 
slouží pouze k tomu, aby při vypnutí měla kam odtéct energie z cívky L2.

Tomu zapojení nevadí ani pokud by se tranzistory při sepnutí překrývaly.

Co si o tom myslíte?

-- 

Martin Záruba
------------- další část ---------------
HTML příloha byla odstraněna...
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20241203/b42d6272/attachment.htm>
------------- další část ---------------
A non-text attachment was scrubbed...
Name: 6Mg1q0TBEyC6IZ0R.png
Type: image/png
Size: 2831 bytes
Desc: [žádný popis není k dispozici]
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20241203/b42d6272/attachment.png>
------------- další část ---------------
A non-text attachment was scrubbed...
Name: P5UZHAnAH5mGKTP8.png
Type: image/png
Size: 8704 bytes
Desc: [žádný popis není k dispozici]
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20241203/b42d6272/attachment-0001.png>