Программы расчета трансформаторов и дросселей

[Starichok51 0]

у всех магнитных материалов есть остаточная индукция.

если убрать намагничивающий ток, индукция не спадает до нуля.

зазор дает эффект размагничивания, остаточная индукция с зазором уменьшается.

например, для феррита N87 по графику из даташита остаточная индукция составляет примерно 0,167 Тесла.

если принять, что амплитуда индукции не должна превышать 0,3 Тесла, то для однотактного прямохода на размах индукции остается всего 0,133 Тесла.

а если ввести такой зазор, при котором остаточная индукция составит, например, 0,03 Тесла, то на размах индукции уже приходится 0,27 Тесла, что в 2 раза больше, чем без зазора.

соответственно, и число витков в обмотках сократится в 2 раза, и мощность трансформатора (на том же самом сердечнике) возрастет в 2 раза.

 

[SM 0]

Подскажите пожалуйста, чем из этого списка рассчитать дроссель для режима DCM?

 

- Дано, допустим:

- Сердечник RM8 из 3С94 с зазором 1.1 мм

- Индуктивность 330 мкГн

- ключ открывается на 2.9 мкс при частоте 70 кГц, подключая входное напряжение 350 вольт

- выходное напряжение 120 вольт, ключ на выход проводит, пока есть что проводить.

 

Пытаюсь считать программой "Inductor" - вычисляю номинальный выходной ток для этих параметров, подставляю, она пишет - "Расчет прерван. При заданном номинальном выходном токе получился разрывной ток в дросселе. Номинальный выходной ток будет установлен в граничный режим". Но мне и надо, чтобы был разрывной ток в дросселе! Что я не так делаю?

 

При этом некие результаты расчета получаются (меня интересует амплитуда индукции и потери)... Вроде похожие на правду...

[Starichok51 0]

пока не знаю, как вам помочь. программа сделана для неразрывного тока (режим ССМ).

могу предложить только одно - сделать расчет на ток выше, чем вам нужно, а при вашем токе (меньше номинального в расчете) разрывный режим получится автоматом.

[SM 0]

Тогда... Хотя бы... А на каком этапе там происходит этот "расчет прерван"?

 

 

То есть, если я ввожу, например, вот такие параметры:

 

 

И получаю некое значение амплитуды индукции в 0.208 Т - то это сколько вольт*секунд программа посчитала?

 

 

PS

Если я буду рассчитывать на ток больше, понадобится сердечник больше... Или, хотя бы, зазор больше. Это не выход в данном случае (зазоры выбираю из тех, что готовые есть)...

[Starichok51 0]

будьте добры, скачайте последний пакет всех программ.

мне сильно не нравится, когда пользуются устаревшими версиями.

навскидку не могу прикинуть количество вольтсекунд.

по логике, при открытом ключе на дросселе должно быть 350 - 120 Вольт, а не 350 Вольт.

программа рабочее время (и количество вольтсекунд) вычисляет по соотношению напряжений при (ключ открыт)/(ключ закрыт).

если там ток разрывный, программа не в состоянии определить количество вольтсекунд, поэтому программа устанавливает номинальный ток в граничный режим.

а при токе ниже номинального, как я уже сказал, разрывный режим обеспечится автоматически.

если вас не устраивает расчет по программе, то берите формулы и считайте вручную.

 

[SM 0]

мне сильно не нравится, когда пользуются устаревшими версиями.

Так я из этой темы программу взял, из первого поста... Был уверен, что тут самые актуальные! Извините пожалуйста... В таком случае, я не знаю, где взять свежее, чем здесь ( http://electronix.ru/forum/index.php?showt...t&p=1226289 ).

 

по логике, при открытом ключе на дросселе должно быть 350 - 120 Вольт, а не 350 Вольт.

Программа подразумевает стандартное включение в режиме понижающего преобразователя? В справке я этого не обнаружил, поэтому, "логика" мне подсказала, что это чистые величины приложенных напряжений, при открытом ключе - источника, при закрытом - потребителя. Спасибо за информацию, видимо, был не прав в своих предположениях.

 

 

Меня устраивает расчет по программе! Но меня не устраивает завышение тока при расчете, так как это приводит к необходимости выбора зазора (а то и сердечника), не адекватного по своим размерам задаче! Я отлично понимаю, что взяв сердечник с запасом впятеро (что и получится при вводе завышенных токов - они в 4-5 раз выше будут, чем реально рабочие), он совершенно точно будет хорошо работать! Но ведь суть расчета именно в том, чтобы выбрать наименьший сердечник из имеющихся в продаже, подходящий под задачу! В том и дело, что я точно знаю вольт*секунды в схеме (они из другого расчета приходят, это схема стабилизации мощности, где время открытого ключа управляется как функция от входного напряжения), но не имею столь обширных баз данных сердечников и материалов. Поэтому очень хочу понять, как бы мне, используя этот пакет программ, сделать так, чтобы она посчитала мне дроссель для заданных вольт*секунд и заданной частоты, полностью абстрагируясь от топологии преобразователя.

[Plain 0]

для режима DCM ... RM8 330 мкГн ... 2.9 мкс ... 70 кГц ... 350 в

Перегреется. Здесь главное, что обмотка однослойная, и нужна соответствующая площадь поверхности. А универсально считать ещё можно, например, Epcos MDT.

[SM 0]

Перегреется.

 

Неа :)

Экспериментально - температура растет всего градусов на 20 (феррит N87, зазор 1.5мм). Намотано литцендратом, с заполнением каркаса процентов на 80.

Расчет (Intusoft Magnetic Designer) показывает еще лучший Trise - 12 градусов (я склонен верить - эксперимент не чистый, катушку еще чуток подогревает плата)

 

А вот в моей версии дизайнера нету 3C94 и 3C96 - поэтому я и пошел в другой софт, смотреть, что будет с доступными материалами и зазорами. Стоит вопрос замены тех сердечников на эти. А тут как-то не очень приветливо встречают....

[Plain 0]

Это Вы про какое-то другое "дано, допустим" говорите, потому что если вышеуказанный RM8 просто забить круглой медью на 80% и пустить по ней постоянный ток 1,5 А, то не плата, а оно будет греть её, и вовсе не на чуток.

[SM 0]

забить круглой медью на 80% и пустить по ней постоянный ток 1,5 А

Если речь про сопротивление обмотки DC - то там 330 миллиом - это совершенно никакие 240 милливатт. (там 1.2А средний ток в обмотке: увеличение тока от 0 до 3А за 2.9 мкс, затем спад от 3А до 0 за ок. 8.5 мкс, и еще около 3 мкс - пауза, и эти самые 350 вольт (и соответствующие им 1.2А) - это только наверху полуволны сети, а, вообще, они, вольты, синусоидальные, от нуля и до 350, что для сути моего вопроса про ферриты, зазоры и магнитную индукцию не важно, поэтому и умолчал, чтобы не взрывать мозг лишними вопросами, а мощность, в т.ч. потерь, в реальной схеме упополамливают).

 

Если про медь в зазоре - то литцендрат, однако, зело помогает против этого зла (хотя, также вариант, две секции, но оказалось не надо).

 

Замер в реальной схеме - "окружающая среда" 51 градус (внутри алюминиевой трубы оно живет), термодатчик, прикрепленный к катушке - 68 градусов. Токи и напряжения в пике соответствуют указанным мной. Времянка тоже. Так что, с расчетами все в полном порядке... Просто, я указал лишь то, что важно по конкретному вопросу, а не все и полностью для таких вот сверхлюбопытных.

 

PS

Давайте не уходить в сторону, в недра расчетов, не относящихся к сути.... Мне надо рассчитать потери в сердечнике и индукцию на пиковых режимах, для тех ферритов, которых нет в базе той программы, которой считал я, и которые есть в базе программы, о которой тема. И ничего более.

[Starichok51 0]

Так я из этой темы программу взял, из первого поста

последний файл нужно искать в теме, так как модератор не каждый раз переносил файлы в первый пост.

Программа подразумевает стандартное включение в режиме понижающего преобразователя?

да. это левый переключатель - "Выходной дроссель". а вы выбрали "Другое применение".

увеличение тока от 0 до 3А за 2.9 мкс, затем спад от 3А до 0 за ок. 8.5 мкс, и еще около 3 мкс - пауза

если у вас, все-таки, схема понижающего преобразователя, то во время паузы за счет чего будут поддерживаться требуемые 120 Вольт на выходе?

и проведем простые расчеты.

при включенном ключе на дросселе имеем 230 Вольт.

за 2,9 мкс при индуктивности 330 мкГн ток возрастет всего до 2 Ампер, а не до 3.

далее посчитаем вольтсекунды.

ключ включен:

230 * 2,9 = 667

ключ выключен, и время отдачи тока дросселем по вашим словам должно составлять 8,5 мкс:

120 * 8,5 = 1020

что-то баланса вольтсекунд в ваших словах нет вообще.

из первого числа время отдачи тока составит

667 / 120 = 5,56 мкс.

а время паузы, соответственно, составит около 6 мкс.

откуда я делаю вывод, что вы даете заведомо ложную информацию о своем устройстве.

 

[SM 0]

если у вас, все-таки, схема понижающего преобразователя, то во время паузы за счет чего будут поддерживаться требуемые 120 Вольт на выходе?

У меня схема что-то типа "перевернутого инвертирующего преобразователя", то есть, повышающий преобразователь, в котором нагрузка подключается между + питания и стоком ключа. Когда ключ открыт - катушка подключена непосредственно к входному напряжению. Когда ключ закрыт, открывается диод, через который ток из катушки уходит в нагрузку, которая по своей физической сути представляет стабилитрон на 120 вольт, который надо, по сути, просто нагревать.

 

итого, без учета округлений и расходов на ключи:

 

2.90 мкс * 350 вольт = 1015

8.46 мкс * 120 вольт = 1015

 

(и, вообще, это исходные данные, по которым не следует гадать, что там за схема, и за счет чего она это обеспечивает - дросселю от этого не холодно и не горячо, в отличие от вольт-секунд, от которых реально горячо :) )

 

---------

при этом, 2.9 мкс, это константа для стабильного режима работы при стабильном входном напряжении, а вот 350 вольт - это пиковое значение выпрямленного синуса, а не реальная постоянка, то есть, дроссель работает в этом режиме далеко не все время. Это для непрошенных считателей температур. То есть, вольт-секунды меняются по синусоидальному закону, доходя в пике до 1.015м(В*с), и, соответственно, время "разряда" также меняется по этому закону вместе с вольт-секундами. Но это мне не надо учитывать на этом этапе расчета дросселя, это я и сам в состоянии учесть, зная результаты расчета для такой "как бы постоянки".

 

также, для интересующихся - стабилизация мощности достигается за счет изменения этих 2.9 мкс обратно пропорционально входному напряжению. То есть, обратной связи от нагрузки нету никакой (кроме защит), есть только прямая связь, задающая зависимость скважности от входного напряжения.

[Starichok51 0]

У меня схема что-то типа "перевернутого инвертирующего преобразователя"

наконец-то вы "разродились", какую топологию вы используете.

но замечу, что "перевернутого инвертирующего преобразователя" не бывает, а бывает просто инвертирующий преобразователь.

инвертирующий преобразователь, точнее, его дроссель, считается в программе Booster. но, опять же таки, с неразрывным режимом по току дросселя.

 

но вы так и не ответили на мой вопрос:

во время паузы за счет чего будут поддерживаться требуемые 120 Вольт на выходе?

ведь дроссель уже отдаст весь ток, и "кормить" выход будет не чем...

[SM 0]

но вы так и не ответили на мой вопрос:

 

Я, просто, не понимаю, зачем это все, не имеющее отношения к делу... А дело - расчет дросселя в чистом его виде без привязки к топологии по заданным параметрам "для других применений".

 

Ничем не поддерживается. Ток прекращается, все ключи закрыты, остаются лишь паразитные колебания.

[Starichok51 0]

ну ладно, не хотите удовлетворить мое любопытство - не надо.

Ничем не поддерживается.

в таком случае у меня нет уверенности, что после закрытия ключа на дросселе (на выходе) будет поддерживаться ровно 120 Вольт.