Dimensionamento di massima DC-DC converter

[amranalli]

Salve a tutti! Altro quesito tosto per gli amici di Electroyou. Stavolta più basic.
Vorrei stimare il peso di un DC-DC converter da 18kW che possa passare da 50 a 400V e viceversa, deve cioè essere bidirezionale (quindi buck boost).
Ho cercato su internet ma c'è molta teoria e nn riesco a trovare questa info. In più nn so se esiste qualcosa di commerciale. Grazie a tutti!

[Candy]

Se vuoi fare un calcolo preciso, devi farlo analitico con un progetto definitivo e, quindi, tentare di determinare tutti i pesi, oppure, pesare un prototipo.
Altrimenti basarti su dati di oggetti simili commerciali. Ad esempio giusto mesi fa mi sono preoccupato di un inverter per 18 kW, trasformerless, IP65 che pesava la bellezza di 80 kg.

[amranalli]

Il mio problema è che nn lo so dimensionare al momento e prima di imbarcarmi nello studio e nei calcoli volevo una stima a spanne.
Presumo che l'elemento più pesante, se nn è isolato e nn ha quindi un trasformatore, sia l'induttanza il cui valore dipende dal rapporto dei tensioni e dalla frequenza del duty dello switching, oltre questa considerazione nn so andare.

[Candy]

Ma non solo: dissipatori, (per 18 kW penserai mica che non servano?) transistor, (che non saranno certo in TO220), il case, (la scelta è ampia), morsettiere di connessione e collegamenti interni, (18 kW... I valori di corrente li hai stimati? e Di tensione? Non pensare di fare una micro PCB in SMD.

Poi, se vogliamo analizzare i micro aspetti: misura delle correnti e protezioni: un altro bel problema. Basterà la ventilazione naturale? Normalmente no. Ventilazione, filtri aria.

Insomma: non è un giocattolino. Se non hai idea di che pesci pigliare, abbandona subito il progetto. I problemi da affrontare non sono solo meramente tecnici: qualche calcolo ricavato da un libro...

[amranalli]

Chiaro il concetto. Allora chiedo al forum se esiste qualcosa di commerciale utilizzabile e/o se qualcuno ha seguito un progetto simile. Grazie.

[IsidoroKZ]

Presumo che l'elemento più pesante, se non è isolato e non ha quindi un trasformatore, sia l'induttanza

Direi LE induttanze, perche' con le correnti in gioco direi che debba essere multifase e presumibilmente per tenere il duty cycle a valori ragionevoli debba essere un tapped boost sincrono e quindi quando lavora a rovescio un tapped buck sincrono.

Poi ci sono tutte le considerazioni di Candy su tutti gli altri componenti!

[amranalli]

In effetti ho omesso un particolare non da poco: la potenza da erogare è si vicina ai 18kW ma per 2 o 4s al massimo, il dc-dc converter dovrebbe erogare mediamente 8kW per non più di 8-10s secondi ogni volta quindi parliamo di lavoro in transitorio; i periodi di "riposo" sono mediamente il triplo o il quadruplo di quelli in cui lavora.
Penso che questo, a livello di potenza da dissipare, cambi parecchio le cose. Non so per il resto del dimensionamento.

[cille87]

L'approccio teorico non è molto complesso, trovi in internet un'infinità di schemi e simulazioni di taglie molto più piccole, basta che provi a 'scalarli' cercando dei componenti che lavorano con i parametri che servono a te, il problema diventa l'ingegnerizzazione del prodotto e l'effettiva realizzazione..
Mi spiego meglio: le commutazioni dei transistor innescano degli spike di tensione (e corrente) sulle capacità (e induttanze) parassite davvero problematiche..

prova a pensare semplicemente a I=C dV/dt

con 400 V, una frequenza di commutazione di migliaia di kHz, una capacità parassita dell'ordine dei nF= ti tovi nel circuito degli Ampere che circolano a caso...
Magari prova a postare uno schema o qualche dubbio su una parte del progetto e qualched'uno con le competenze adeguate ti aiuterà!