Merancang 12V -> 0.1V 100-500A DCDC

Saya perlu membangun catu daya 0.1V@100-500A - dan saya ingin tahu apa cara terbaik untuk mendekati tugas ini? Saya kira di sini tidak banyak IC yang cocok untuk DCDC seperti itu ... Harus stabil saat ini, riak 10% ok, tidak ada persyaratan tentang frekuensi switching ...

Berapa perkiraan kasar untuk ukuran / jumlah komponen yang selalu kita butuhkan di DCDC (induktor / tutup / jumlah saluran) untuk PSU seperti itu?

Ini untuk memanaskan strip logam, yang memiliki resistansi sangat rendah. Koneksi tembaga 20mm ^ 2 tidak masalah.

Beberapa pemikiran:

Bahkan kawat AWG4 saya akan memberi saya 0,8mOhm per meter ... Jika saya menempatkan DCDC tepat di sebelah konsumen, saya dapat memiliki koneksi 0,2m dan hambatan 0,16mOhm ... Tetapi jika saya ingin memiliki regulator switching, saya perlu banyak FET & induktor ... Untungnya, saya sudah punya banyak N-FET 5mOhm, jadi saya bisa menjalankan 20-30 dari mereka secara paralel, dan sekelompok induktor 1uH keluar dari beberapa kawat 1,5mm ^ 2 yang juga bisa saya jalankan secara paralel (semua ini dari banyak motherboard PC yang rusak) ... Pertanyaannya adalah apa cara paling realistis untuk mengemudi semua hal ini - saya berpikir tentang memiliki mikrokontroler yang menggerakkan semua FET ini (menggunakan sirkuit penggerak diskrit sederhana) dan umpan balik melalui onboard 1msps ADC .. Saya ingin tahu apa yang harus beralih frekuensi mengingat bahwa induktor hanya 1uH?

Bounty comments : Masih ingin mendengar pemikiran tentang cara DCDC, tanpa transformer. Compact DCDC mungkin pas di dalam ruang vakum, yang tidak mungkin untuk transformator. Dan ya, tugasnya adalah untuk memanaskan foil tungsten dari geometri yang berbeda dalam ruang hampa (hingga sekitar 1000C).

Jika itu untuk pemanasan, saya kira AC sebagus DC. Saya akan membangun transformator toroidal dengan hanya 1 gulungan sekunder (tergantung pada tegangan input). Untuk mencapai tempat arus tinggi beberapa gulungan sekunder secara paralel, dan pastikan panjang kawat mereka persis sama.

sunting
Anda dapat membuat output tegangan / variabel saat ini dengan mengumpankan input transformer dari suatu variac:

sunting 2 (ulang peraturan digital Anda)
Saya telah memikirkan hal ini untuk sementara waktu dan saya pikir ide terbaik adalah tidak harus mengganti arus tinggi di tempat pertama. Komponen lain selain strip logam itu sendiri dan sambungannya akan menyebabkan kerugian setidaknya ratusan Watt.
Mungkin kita masih bisa menggunakan transformator kita, dan melakukan peralihan di sisi utama, maka kita tidak perlu khawatir tentang resistensi transisi sub-milliohm. Saya akan menggunakan tegangan DC pada transformer primer, dipotong oleh MOSFET. Siklus tugas akan menentukan arus sekunder.

edit 3 (bergabung dengan jawaban lain atas saran KV)

Hal pertama yang harus diperhatikan adalah ruang hampa udara . Ini berarti bahwa semua pendinginan harus melalui konduksi melalui dinding ruang vakum Anda, karena suhu Anda tidak akan cukup tinggi untuk kehilangan banyak panas melalui radiasi, dan tentu saja tidak ada konveksi dalam ruang hampa. Ini juga merupakan masalah untuk panas yang hilang dalam beban (lembaran logam).

Pergi dari 12V DC adalah hal yang sulit. Cara standar untuk beralih dari tegangan yang lebih tinggi dan arus yang lebih rendah ke tegangan yang lebih rendah pada arus yang lebih tinggi tentu saja merupakan SMPS . Bahkan pada efisiensi 66% rendah pasokan 12V hanya perlu memberikan 6.25A (untuk 75W). Sepotong kue, tampaknya. Namun, arus kumparan berada dalam kisaran arus keluaran, dengan puncak akan lebih tinggi. Ada kumparan listrik yang dapat menangani 100A , tetapi ini memiliki induktansi yang sangat rendah sehingga mereka membutuhkan switching yang sangat cepat , yang menyebabkan kerugian switching yang sangat tinggi di MOSFET. Dan kemudian ada juga kekuatan yang hilang karena radiasi, yang mungkin banyak . Dioda Schottly normal juga keluar, jadi Anda akan perlu perbaikan sinkron menggunakan MOSFET.

Berbicara tentang perbaikan sinkron: ini juga merupakan opsi untuk catu daya AC. Anda akan memiliki beberapa voltase jatuh, betapapun rendahnya, jadi Anda harus mulai dengan voltase yang sedikit lebih tinggi dari 0,1V. Efisiensi juga tidak akan tinggi, meskipun penurunan 100mV tambahan hanya akan menyebabkan kerugian 50W, jadi saya pikir ini dapat diterima. Sebuah penyearah dioda klasik keluar karena kehilangan daya yang tinggi, dan di situlah rektifikasi sinkron masuk. Anda akan mendapatkan sinus diperbaiki, yang terdekat Anda akan mendapatkan sumber DC yang tepat. (Jangan pernah berpikir tentang kapasitor untuk memperlancar arus 500A!)

Untuk mengukur arus, Anda dapat menggunakan beberapa resistor indera dari Isabellenhütte.

$\Omega$
$\Omega$ akan membantu Anda membawa ini ke tingkat yang lebih mudah untuk bekerja dengan helikopter PWM.

Selebihnya ada di regulator umpan balik, yang sebenarnya merupakan amplifier kelas D , setelah arus yang diukur dirata-rata oleh filter low-pass.
Jangan gunakan frekuensi memotong terlalu tinggi; itu hanya akan meningkatkan disipasi switching di MOSFET, dan selain itu panasnya lambat, sehingga Anda tidak perlu beralih sub-milidetik.

Plumbing: Anda akan memerlukan baterai MOSFET paralel, yang akan saya solder sebanyak mungkin pada batang tembaga, untuk mengurangi resistensi parasit sebanyak mungkin.

Memulai dengan tukang las mungkin merupakan ide yang sangat bagus. Itu jumlah yang sangat besar saat ini oleh sebagian besar standar. Tukang las memiliki kekuatan untuk cadangan (seperti yang Anda perhatikan) dan mundur dari trafo tukang las mungkin semudah apa pun yang dapat Anda lakukan. Um Gosok itu, mungkin. Tukang las akan menjadi "volt per belokan" dan Anda membutuhkan setidaknya 5 belokan per Volt (output 0.2V untuk memungkinkan hilangnya 50% di sepanjang jalan. Mungkin sedikit lebih dari itu.

Ambil tukang las berbasis semikonduktor modern. Hitung turn on secondary ATAU place one turn on secondary (mungkin "tidak terlalu sulit menemukan cara untuk melakukan ini) dan lihat berapa volts per turn. Jika Anda memiliki <~ = 0,5 V / turn, Anda mungkin memiliki starter. Jika demikian itu mungkin jauh lebih mudah daripada kebanyakan alternatif.

Saya melihat Anda mulai dengan 12V DC, jadi Anda tidak bisa hanya menggunakan transformator. Steven benar bahwa outputnya bisa AC jika hanya untuk pemanasan. Transformator toroidal ukuran yang layak harus melakukannya. Primer digerakkan oleh jembatan H dari 12V, dan sekunder digunakan langsung sebagai output AC arus tinggi.

Jangan berharap efisiensi super. Karakteristik transformator akan menjadi kunci. Ini perlu dirancang untuk keluaran arus tinggi dan tegangan rendah.

Apakah mungkin untuk mempertimbangkan kembali persyaratan desain Anda, dan menggunakan logam (bi-) yang berbeda untuk elemen pemanas? Kawat Nichrome adalah beberapa ohm per meter, dan tersedia dalam banyak ukuran. Saya menggunakan sepotong 16 gauge dengan transformator yang memberi saya AC 30A pada 2v atau lebih, jadi itu 60W, rata-rata sama seperti yang Anda bicarakan. Mungkin Anda bisa menggunakan metode berbeda untuk menyelesaikan tugas yang sama. Panaskan benda baik secara langsung, atau tidak langsung untuk memanaskan objek Anda yang lain.