HP-Lader Wirkungsgradaufteilung PFC / DC/DC

[mani9876]

Hallo!

Hat von euch schonmal jemand die Wirkungsgradaufteilung zw. PFC bzw. DC/DC Wandler gemessen?

Insbesondere wäre es doch für einen Dreiphasenlader ideal wenn man eine gemeinsame aktive PFC machen würde, vorallem weil man bei Drehstrom ohnehin weniger 50Hz Ripple hat, und damit mit weniger Kapazität auskommen würde.

Hat sich jemand die Mühe gemacht, den Schaltplan der PFC im HP Lader herauszuzeichnen? So wie ich es auf die schnelle gesehen habe, ist es doch ein normales aktives PFC Konzept, mit Vollgleichrichtung und anschließendem Aufwärtswandler, das verwunderliche daran ist allerdings der Einsatz von 12 IGBTs um das zu bewerkstelligen.

Wer kann hier Licht ins Dunkel bringen? Ansonsten muss ich mich wohl nochmehr mit der Schaltung auseinandersetzen, aber durch die kompakte Bauform ist es etwas schwierig.

Lg
Manuel

 

[Bernd Schlueter]

Nein, das tutet nicht gehen tun. Man darf nicht die drei Phasen gleichrichten und dann erst das PFC versorghen. Jedes PFC muss einzeln arbeiten, sonst würde immer nur die Phase mit der höchsten Spannung alle drei PFCs versorgen, was die Wirkung des PFC auf jede Phase aufhebt. Man bekäme die extreme Verformung der Netze mit dem hohen Oberwellengehalt der Drehstromspitzengleichrichtung. Was man aber darf, ist, alle drei PFCs auf eine einzige Kondensatorbank wirken zu lassen und damit die drei wandler versorgen, sprich, man kann dann 2/3 der PFC-Ladekondensatoren herausrupfen. Die verbleibenden Kondensatoren würden dann noch immer geringer belastet als jede einzelnen der vorher getrennten Lader.
Aber es gibt ein Problem: die Ausgangsspannung ist gergelt und drei Regler köönten dann ein Chaos anrichten, wenn man nicht entgegenwirkt. Da es mir zu kostspielig sein kann, habe ich es gar nicht erst probiert. Vielleicht gehts, wahrscheinlich aber nicht. Mit kompletten Schaltbild könnte ich Genaueres sagen. Also, lasst lieber alles, wie es ist!
Es sei denn, Harald findet auch das heraus.

 

[mani9876]

Hey Bernd,

natürlich ist es nicht möglich bei Drehstrom, alles zuvor Gleichzurichten, war auch nicht so gemeint von mir. Ich habe nur gesagt, dass bei aktuellem HP Lader bei Einphasigem Anschluss, zuvor Gleichgerichtet wird und danach die Aufwärtswandlung durchgeführt wird.

Genau, das meinte ich, dass man Kondensatoren einsparen kann, bei Dreihphasen PFC.

Wieso sollte es ein Problem sein ? die Drei Regler haben die selbe Eingangsspannung, diese Eingangsspannung ist ohnehin relativ konstant und damit für die nachfolgenden Regler völlig uninteressant, wie sie hergestellt werden?

Manuel

 

[Bernd Schlueter]

Die PFC-Teile sind Aufwärtswandler. Die Ausgangspannung von 425 Volt ist geregelt, wird also auf die PFC-chips rückgekoppelt. Diese Rückkopplung ist nie gleichmäßig und einer der Wandler wird immer die volle Last übernehmen, während die anderen zurückregeln. Ist dabei eine Strombegrenzung eingebaut, kann es trotzdem funktionieren, weil dieser Wandler es nicht schafft, die volle Versorgung zu übernehmen, aber die Ausgangsspannung schadlos so weit zusammenbricht, bis die anderen Wandler eingreifen.
Das es tatsächlich so ist kann ich nicht garantieren. Man müsste es ausprobieren mit dem Risiko, mehrere Eingangsteile zu schießen.
Induktionsherde haben ein anderes Wandlerprinzip, ohne Rückkopplung. Da müsste es gehen.

Wenn es Dir gelingt, eine geringfügige Stromgegenkopplung herzustellen, müsste es gehen. Jeder HP hat zwei Eingangstromshuntbügel. Vielleicht reichen die aus?
Beachte das Fragezeichen!

Das PFC arbeitet unabhängig vom Spannungswandler.

Ausprobieren: zwei PFC-Ausgänge direkt zusammenschalten, belasten und die Eingangswechselströme messen. Sind die gleich, dürfte es gehen.

Eigentlich gibt es aber keinen Grund, warum solch ein Stromausgleich vorhanden ist. Am Ausgangsschaltfeld sind nur Anschlüsse für eine Harmonisierung der Wandler vorhanden, die eine Parallelschaltung mehrerer HPs ermöglichen, der Wandler, nicht der PFC-Ausgänge.

 

[mani9876]

Hallo Bernd,

mein Ziel war es nicht, die Steuerung der HP Lader weiter zu verwenden, ich sehe es auch wie du als Problem an, dass dann die 3 Steuerungen natürlich nicht exakt regeln, und sich damit eine PFC immer selbst zerstört.

Natürlich muss da eine Steuerung hin, die über alle 3 PFC bescheid weiß, und auch die Steuerung dafür übernimmt, ohne dem funktioniert es ganz sicher nicht.

Hast du Daten zum Wirkungsgrad von PFC bzw. dem DC/DC Teil?

Gruß
Manuel

 

[Bernd Schlueter]

Es wird ja die direkte gleichgerichtete Netzspannung verwendet, die von der Leistungseffektivität gesehen, ein ganzes Stück über 230 Volt liegt, vielleicht bei 270 Volt, die mit fast 100% ins Gewicht fällt. Den Rest zu den 425 Volt (meist 380 Volt) muss der Wandler mit ca 90% erbringen. Damit liegst Du insgesamt über 95% Wirkungsgrad.