12V-> 0.1V 100-500A DCDCの設計

0.1V@100-500A電源を構築する必要があります。このタスクに取り組むための最良の方法は何でしょうか。ここでは、このようなDCDCに適した特定のICはそれほど多くないようです...電流を安定させる必要があり、10％のリップルで十分です。スイッチング周波数に関する要件はありません...

このようなPSUのDCDCで常に必要なコンポーネントのサイズ/数量（インダクター/キャップ/チャネル数）の概算はどのようなものですか？

これは、抵抗が非常に低い金属ストライプを加熱するためのものです。20mm ^ 2の銅線接続は問題ではありません。

いくつかの考え：

私のAWG4ワイヤーでさえ0.8mOhm / mになります... DCDCを消費者のすぐ隣に配置すると、0.2mの接続と0.16mOhmの抵抗を持つことができます...しかし、スイッチングレギュレーターが必要な場合は、たくさんのFETとインダクター...幸いなことに、私はすでに5mOhm N-FETの束を持っているので、それらの20-30を並列に実行でき、いくつかの1.5mm ^ 2ワイヤーから1uHインダクターの束も実行できます。並列に（損傷したPCマザーボードのバッチからすべて）...問題は、これらすべてのものを駆動する最も現実的な方法は何ですか-マイクロコントローラーがこれらのすべてのFET（単純な個別駆動回路を使用）を駆動し、オンボード1msps ADC ..インダクターが1uHしかない場合、スイッチング周波数はどうなるのでしょうか。

バウンティのコメント：変圧器なしで、DCDCの方法についての考えをまだ聞きたいです。コンパクトなDCDCは、真空チャンバーのすぐ内側に収まる可能性があり、変圧器では不可能です。そして、はい、タスクは、異なる形状のタングステン箔を真空（最大1000Cまで）で加熱することです。

それが暖房用であれば、ACはDCと同じくらい良いと思います。（入力電圧に応じて）二次巻線が1つだけのトロイダルトランスを作成します。高電流を実現するには、いくつかの二次巻線を並列に配置し、それらのワイヤ長が正確に同じであることを確認します。

編集
変圧器から変圧器の入力を供給することにより、出力電圧/電流変数を作成できます。

編集2（あなたのデジタル規制について）
私はこれについてしばらく考えていましたが、最良のアイデアは、最初に大電流を切り替える必要がないことだと思います。金属ストリップ自体およびそれらへの接続以外のコンポーネントは、少なくとも数百ワットの損失を引き起こします。
多分私達はまだ私達の変圧器を使用し、一次側でスイッチングを行うことができれば、サブミリオームの遷移抵抗について心配する必要はありません。トランスの一次側にDC電圧を使用し、MOSFETでチョップします。デューティサイクルによって、2次側の電流が決まります。

編集3（KVの提案に応じて他の回答とマージ）

最初に書き留めるのは、掃除機です。これは、温度が輻射によって多くの熱を失うほど高くないため、真空室内での対流がないため、すべての冷却が真空チャンバーの壁を介して伝導を通過する必要があることを意味します。これは、負荷（金属箔）で放散される熱の問題でもあります。

12V DCから行くのは難しい注文です。より高い電圧とより低い電流からより高い電流でより低い電圧に移行する標準的な方法は、もちろんSMPSです。効率が66％と低くても、12V電源は6.25A（75Wの場合）を供給するだけで済みます。ケーキのようです。ただし、コイル電流は出力電流の範囲内にあり、ピークは高くなります。100Aを処理できるパワーコイルがありますが、インダクタンスが非常に低いため、非常に高速なスイッチングが必要であり、MOSFETで非常に高いスイッチング損失を引き起こします。そして、放射線として失われる力もあり、それは非常に大きなものになるかもしれません。通常のショットリーダイオードも出ているので、同期整流が必要になります MOSFETを使用しています。

同期整流について言えば、これはAC電源のオプションでもあります。わずかな電圧降下がありますが、0.1Vより少し高い電圧から始める必要があります。効率もそれほど高くありませんが、100mVの追加のドロップでも50Wの損失しか生じないので、これは許容できると思います。電力損失が大きいため、従来のダイオード整流器が機能しなくなり、 同期整流が行われます。適切なDC電源に最も近い整流正弦波が得られます。（500A電流を平滑化するためのコンデンサーについてさえ考えないでください！）

電流を測定するには、Isabellenhütteのこれらのセンス抵抗を 2つ使用できます。

（いくつかの寄生電圧降下にもかかわらず、関連する抵抗を制御できないため、これらのどちらも電流測定には適していません。）0.1mの電流検出抵抗器は200Aに指定されているため、それらの数を並列に必要とします。抵抗器の電力は低く、最大5Wと規定されていますが、寄生抵抗の場合はその倍数を期待しています。できるだけ溶接して、真空チャンバーの金属壁に取り付けるのが最適です。 あなたは3個の0.1メートル使用した場合並列に抵抗を理論的に、あなたは500Aで17mVを持っています。それは多くありませんが、実際には寄生抵抗のために、25または30mVのように値が高くなることがあります。100Aで5〜6mVになります。計装アンプ$\Omega$
$\Omega$ これにより、PWMチョッパーが動作しやすいレベルにこれをもたらすことができます。

残りは、測定された電流がローパスフィルターによって平均化された後、実際にはD級アンプであるフィードバックレギュレーターにあります。
高すぎるチョッピング周波数は使用しないでください。MOSFETのスイッチング損失を増加させるだけであり、さらに熱が遅いため、サブミリ秒のスイッチングは必要ありません。

配管：並列MOSFETのバッテリーが必要です。これは、寄生抵抗をできる限り減らすために、銅棒にできるだけはんだ付けします。

溶接機から始めることは非常に良い考えかもしれません。これは、ほとんどの標準で莫大な量の電流です。溶接機には（お気づきのように）余裕があるため、溶接機変圧器の巻き戻しは、何でもできるのと同じくらい簡単です。ええと。おそらくそれをスクラッチしてください。溶接機は「1ターンあたりのボルト」であり、1ボルトあたり少なくとも5ターンが必要です（途中で50％の損失を許容するには0.2V出力です。それより少し多いかもしれません）。

最新の半導体ベースの溶接機を見てみましょう。二次電源をオンにするか、二次電源を1回オンにして（「これを行う方法を見つけるのはそれほど難しくない可能性があります」）、1ターンあたりのボルト数を確認します。<〜= 0.5 V /ターンを持っている場合、スターターがある可能性があります。もしそうなら、ほとんどの選択肢よりもはるかに簡単です。

12V DCから始めているので、変圧器だけを使用することはできません。Stevenは、暖房用であれば出力をACにすることができるという点で正しいです。まともなサイズのトロイダルトランスがそれを行う必要があります。一次側は12VからのHブリッジによって駆動され、二次側は高電流AC出力として直接使用されます。

超効率を期待しないでください。トランスの特性が重要になります。高電流および低電圧出力用に設計する必要があります。

設計要件を再検討して、発熱体に別の（バイ）メタルを使用することは可能ですか？ニクロム線はメートルあたり数オームで、多くのゲージで利用できます。私は2ゲージで30A ACを与える変圧器を備えた16ゲージの部品を使用しているため、60Wは、あなたが話しているのと同じ球場です。おそらく、別の方法を使用して同じタスクを実行できます。物を直接または間接的に加熱して、他のオブジェクトを加熱します。