Wirkungsgrad Topologie Wechselrichter

[Berthold B. (mosfetman)]

Guten Tag,
möchte mich der Anfrage v.7.10.2014 anschließen. Auch ich möchte einen 
WR bauen. Mein Anliegen ist ein guter eta bei 12 oder 24V DC Input mit 
galvanischer Trennung und Sinus mit 1KW Leistung. Habe mich 
grundsätzlich dazu entschieden mit HF-Trafo und Zwischenkreis was zu 
machen und nicht mit großem 50Hz Trafo. (Wie Georg Braun)
Ich habe für die DC-DC Wandlung etliche Schaltungen ausprobiert, z.B. 
Two-Phase Hochsetzwandler und anschließend ein Wandler, Push-Pull, 
H-Brücke, Phase-Shift H-Brücke und auch Resonanzwandler.
Besser als 94% habe ich die Wandlung auf 330V DC nie geschafft!
Dafür säumen viele Mosfets meinen Bauweg von IPP029N60N, IRFB3077 
STP160N75F3 bis IRFB3206.
Die Push Pull, H-Brücke und auch Phase-Shift haben den Nachteil, daß der 
Trafo mit Leakage immer eine Riesenspitze hinter dem 
Ausgangsgleichrichter erzeugt, die man dann nur mit eta Einbußen 
wegbügeln kann.
Der Resonanzwandler LLC zwischen 50 bis 100kHz Regelungsfrequenz braucht 
für 1kW und 21-27V Eingang ca. 1,8 uH Trafoinduktivität was durch einen 
hohen Leerlaufstrom Verluste an den Rd-ons erzeugt. Außerdem habe ich 
nie geschafft die Leerlaufregelung hinzubekommen, wahrscheinlich die 
Kapazitäten im Trafo. Habe auch noch nie bei Firmen derartige 
Hochsetzwandler gesehen, immer nur von 400V DC auf 12-50V DC. Die 
einzige war Infineon AN 2012-09 für 300W und anderen Nachteilen.
Gibt es aus Eurer Sicht eine Topologie mit der man nur für den Wandler 
21-27V DC auf 330V DC 1kW einen Wirkungsgrad von mehr als 95% von 20 bis 
100% Load  erreichen kann?

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Ich glaub das kannst Du wegen der hohen Primärströme vergessen. Da 
brauchts jede Menge Kupfer im Trafo - einen guten Kompromiss zwischen 
Taktfrequenz und Skin-Effekt - und dann ist's immer noch mehr als man 
reinwickeln möchte.

Ich verwende bei sowas immer IRFB3077. Bessere FETs hab ich bei 12..24V 
noch nicht gefunden.

Meistens werden bei sowas mittelpunktgespeiste Gegentaktwandler mit 
sekundärseitiger Brückengleichrichtung und Siebdrossel verwendet.

Ungeregelte Wandler mit 50/50 duty cycle könnten evtl. einen höheren 
Wirkungsgrad liefern und kommen ohne Siebdrossel aus, dann muß die 
nachfolgende Sinus-Modulation die Spannungsregelung machen. Sowas ist in 
fast jeder KFZ-Endstufe drin.

Einfache Boost-Wandler schaffen die Leistung bei 12V nicht und der 
Stromripple auf der Sekundärseite ist auch bei zwei phasenverschobenen 
Stufen immens.
  Bei Solarwandlern hat eine einzelne MPPT-Boost-Stufe daher eine 
Eingangsspannung ab 120..150V und leistet maximal 2,5..3kW. Mit der 
Spule davon kann man jemanden erschlagen. Stärkere Wechselrichter haben 
keine Boost-Stufe, die Generatorspannung im MPP muß dann immer über der 
benötigten Eingangsspannung der Wechselrichterstufe liegen.

[Berthold B. (mosfetman)]

Vielen Dank für die Antwort.
Bin mit dem 3077 voll bei Dir, obwohl der ein Qg von 160nC hat gegenüber 
z.B. 3306 mit 85nC. Auch in meinem Simu-Programm ist der 3077 immer 
besser als andere. Warum ist das so, obwohl auch der IPP029N60N Qg=56nC 
ein Super-FET ist? Beide etwa 3mOhm Rdon.
Zum Kupfer stimme ich Dir nicht ganz zu. Ich verwende z.B. auf einem 
ETD59 Kern 2 Bandleiter 30x0.3 isoliert parallel = 18^2 mit 20cm Länge. 
Skin geht hier noch nicht soo stark ein. (bis 100kHz)
2 Windungen geht bis 70 kHz bei 27V und D=0.5 bis deltaB=260mT.
Zu den Strömen: Wenn ich mir die 2kW Wandler 400 auf 12V anschaue, geht 
das doch auch, sogar mit Syncrongleichrichtern (FETS). Infineon AN 
2013-03.
Oder ist da ein Denkfehler zwischen Taktung primär /sekundär?

Bin ebenfalls bei Dir, eine ganz normale Schaltung mit GL und Drossel 
sekundär und primär takten zu verwenden, keine LLC. Aber die Spitzen 
zwischen GL und Drossel sind enorm, auch bei einer sehr guten 
Streuinduktivität von 10-20nH.
Auch in der Simu sind diese Spitzen fast doppelt so hoch. Also entweder 
wegbügeln oder GL´s mit bis zu 800-1000V und hohe Vf´s (1.7V). Beides 
Mist.