хочу представить вам простой понижающий преобразователь для электролиза, для тех, кто имеет мощный трансформатор, но
с неподходящим напряжением на выходе. преобразователь спроектирован из доступных и широко распространенных деталях, его
способен повторить практически любой, способный держать в руке паяльник. схема проста, и настройки абсолютно не требует.
единственная деталь в нем, которая требует приблизительного расчета и самостоятельного изготовления - это силовой дроссель, который может
быть намотан на практически любом подходящем по мощности ферритовом магнитопроводе с зазором, либо на кольце из распыленного железа
(желто-белое кольцо, такие установленны в выходной части компьютерных БП).
программу для расчетов дросселей(также трансформаторов, и много другого) можно скачать тут: http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=33756&sid=16eb1b0272c5d465c87411d2ccc11e45 в скачанном пакете выбрать - Booster / Booster ring(для кольцевого сердечника)
технические данные:
-рабочее напряжение - от 10в до 32в.
путем минимального изменения схемы, максимальное входное напряжение можно поднять хоть до 100в.(ессно с заменой всех силовых элементов на соотв. напряжение)
-выходное напряжение - от 3в до 50%входного(связано с особенностью работы контроллера, но при необходимости можно добавить пару деталей, т.н. "slope compensation" и диапазон макс. выходного напряжения расширяется вплоть до 100% от входного, хотя в данном случае этого не требуется, по этому пренебрег)
-стабилизация напряжения на выходе
-контроль (ограничение) максимального тока на выходе (защита от КЗ)
-приличный КПД, который в диапазоне расчетной индуктивности дросселя достигает 85-90%.
целью моей разработки было
-во-первых, как я уже писал, возможность задействовать практически любой силовой трансформатор для получения больших значений тока
при низких напряжениях, что само по себе обычно является проблемой, т.к. обмотки трансформатора для этого должны быть из очень толстого провода, и все равно будут
перегреваться, и требовать расхода больших мощностей на охлаждение, не говоря уже о геморрое с разборкой-перемоткой..
-а во-вторых, уменьшить потери мощности на выпрямителе. т.к. рассеиваемая на выпрямителе мощность
зависит практически прямо пропорционально от проходящего через него тока, и не зависит от напряжения, то следует логический вывод, что при одной и той же мощности выгодней использовать на входе более высокое напряжение, чем ток.
напрмер: мост из диодов шоттки, с прямым падением на нем 1.1в. на нагрузке нам требуется мощность 100вт. и 4вольта на выходе,
тогда: 100/4=25А
1.1в*25А=27.5ватт рассеиваемой мощности на выпрямителе!
а теперь 100вт, но уже 30вольт(с преобразователем)
100/30=3.3А
1.1в*3.3А=3.6ватта. разница в 7.5раз.
по этому основное применение преобразователя для конкретно электролиза я вижу в диапазоне входного напряжения 20-30вольт.
конечно, если учесть общий КПД, преобразователя и выпрямителя в сумме, то разница будет не такая уж и большая, но как я уже говорил, основной целью была возможность
свободной регулировки напряжения, и ограничения максимального тока / защита от КЗ. помимо того, эту схему можно использовать практически в любых целях, например для запитки большого кол-ва светодиодов в освещении...
принцип работы подробно расписывать не буду, иначе это займет несколько страниц.
вкратце - стабилизация напряжения выполнена на обратной отрицательной связи с выхода через обычный оптрон PC817, и регулируется правым подстроечником верхний порог ограничения тока изначально задается составным токосенсорным резистором в истоке транзистора, а регулируется(понижается) практически до 0 левым по схеме подстроечником в цепи обратной связи.
практические замеры КПД:
load= 0.23ohm
IN | OUT KPD
13.75v 3.45A P=47.5 | 3V 13A P=39 82%
11,88v 6,75A P=80 | 4V 17.5A P=70 87%
11.5V 8.45A P=97.2 | 4.5V 19.56A P=88 90%
14.2V 8.5A P=120.7 | 5V 21.7A P=108 90%
12.7V 9.5A P=120 | 5V 21.7A P=108 90%
12V 12.5A P=150 | 5.5V 23.9A P=131.5 87%
14.9V 9.8A P=146 | 5.5V 23.9A P=131.5 90%
13.7v 13.6A P=186 | 6.14v 26.4a P=162 87%
29.5v 2.94a P=86.7 | 4V 17.5A P=70 81%
28.7v 3.68a P=105.5 | 4.5v 19.5a P=88 84%
30v 4.5a P=135 | 5.1v 22.1A P=112 83%
28.6v 5.36a P=153 | 5.51v 23.5a P=129.5 84.5
30v 6.2a P=186 | 6.15v 26.2a P=161 86.5
28.8v 7.2a P=206 | 6.51v 27.7a P=180 87%
дроссель, с которым проводились замеры был расчитан на номинальный ток 25-30А.
по данным замеров(не буду утверждать что все замеры идеальны) видно, что при приближении данных к расчетным, кпд повышается.
замеры не включают в себя потери на выпрямителе, т.к. целью было прикинуть кпд исключительно преобразователя.
более низкоомной нагрузки под рукой не оказалось, по этому для бОльшей мощности на выходе я просто повышал напряжение.
если кому интересно - могу потом поискать еще нихрома, и нагрузить поболее ампер на 4вольтах...
самой "горячей" частью преобразователя является обратный диод, его, и выпрямитель нужно обязательно устанавливать на радиатор.
тут внизу видно красную от нагрева нагрузочную проволоку, больше мощность добавлять я поопасался,
т.к. кулер для охлаждения всего этого хозяйства не подключал.
могу выложить печатку по которой я делал, правда в ней есть пара стратегических ошибок: для входного выпрямителя я установил 1 конденсатор 10000мкф, который при большой нагрузке грелся из-за неважного ESR. вместо него надо ставить несколько штук поменьше, как и на выходе. и еще изначально я сдуру воткнул на входе обычный высоковольтный выпрямительный мост 600в 6А, который ОЧЕНЬ сильно грелся даже на радиаторе, и для экспериментов пришлось вместо него навесом собирать мост из шотток отдельно. позже эти моменты я проработаю, и если этот проект кого-нить заинтересует, выложу доработанную печатку.
вопросы-обсуждения-критика приветствуются.... 
