Jump to content

    

Расчет импульсного трансформатора

Здравствуйте!

Мне нужен блок питания мощностью примерно 4 Ватта. Первичная обмотка 5 вольт, вторичные +/-5 и +/-12.

Конструкция - двухтактный пуш-пулл, схема как в даташите (обратная связь от +5 вольт) http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ucc3808-2.pdf

В принципе, блок питания уже сделан, но мне хотелось бы получше разобраться в этой теме, возможно повысить кпд (сейчас получается 0,8)

Почитал книгу Б.Ю. Семенова, порылся в интернете, нашел две более-менее годные статьи:

http://vicgain.sdot.ru/Programs/Calculatio...transformer.pdf

http://npl-polus.ru/articles/electronic/imptrans

Начал считать. Кольцо у меня производства Epcos, габариты известны, материал N87 - индукция насыщения написана в даташите.

По статье Москатова дошел до расчета количества витков первичной обмотки

Формула такая: w = U1/(4*f*Bm*Sc); Bm = 0,625*Bнасыщения; Sc - площадь сечения кольца, f - частота (у меня 200 кГц)

 

По расчетам у меня получился 1 виток. И мне не понятно хорошо это или плохо и чем вообще грозит? Как я понимаю, если я намотаю 4 витка, то по формуле должна измениться (уменьшиться в 4 раза) максимальная индукция? Это вроде бы хорошо. Если индукция будет меньше, то будет меньше площадь петли гистерезиса - меньше потери. С другой стороны, если я склею два кольца, то площадь сечения вырастет в два раза и по той же формуле максимальная индукция будет меньше в два раза. И потери должны уменьшиться. Но с другой стороны потери пропорциональны объему магнитопровода. Получается противоречие. Подскажите, в чем ошибка?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
По расчетам у меня получился 1 виток

уменьшите размеры кольца и частоту

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
уменьшите размеры кольца и частоту

это понятно, непонятны последствия этих изменений. почему рекомендуют работать именно на индуктивности 0,5-0,75 от индуктивности насыщения. выше понятно - нельзя, а зачем нужен нижний предел, непонятно

Share this post


Link to post
Share on other sites
По расчетам у меня получился 1 виток. И мне не понятно хорошо это или плохо и чем вообще грозит? Как я понимаю, если я намотаю 4 витка, то по формуле должна измениться (уменьшиться в 4 раза) максимальная индукция? Это вроде бы хорошо. Если индукция будет меньше, то будет меньше площадь петли гистерезиса - меньше потери. С другой стороны, если я склею два кольца, то площадь сечения вырастет в два раза и по той же формуле максимальная индукция будет меньше в два раза. И потери должны уменьшиться. Но с другой стороны потери пропорциональны объему магнитопровода. Получается противоречие. Подскажите, в чем ошибка?

Да, 1 виток - это плохо. Потому что в двухтактной топологии, каковым есть пуш-пулл, важна симметрия. Особенно при размахе индукции, близком к максимальному. Перекос - и неизбежный дым.

С этой стороны, увеличение витков хорошо по трём причинам: позволяет снизить размах индукции до более безопасных величин, позволяет снизить потери, и позволяет точнее соблюсти симметрию полуобмоток. Две одинаковые полуобмотки по одному витку сложно выполнить идентичными.

Недостаток: увеличение габаритов.

А противоречия никакого нет. Потери зависят от многих факторов и в разной степени. Это нормально.

 

выше понятно - нельзя, а зачем нужен нижний предел, непонятно

Чтобы не было уж слишком расточительно. Да и эффективность снижается, наверное.

Share this post


Link to post
Share on other sites
0,5-0,75 от индуктивности насыщения. выше понятно - нельзя, а зачем нужен нижний предел, непонятно

0.5 - это не нижний, а тоже верхний, работайте хоть на 0.1

в вашем случае - очевидно, снижать частоту и увеличивать количество витков

синхронный выпрямитель может поднять кпд раза в два

 

Edited by Огурцов

Share this post


Link to post
Share on other sites
Конструкция - двухтактный пуш-пулл,

 

По расчетам у меня получился 1 виток. И мне не понятно хорошо это или плохо и чем вообще грозит? Как я понимаю, если я намотаю 4 витка, то по формуле должна измениться (уменьшиться в 4 раза) максимальная индукция? Это вроде бы хорошо.

Для двухтактного пушпулла чем больше индуктивность первичной, тем лучше. Расчеты должны давать минимально допустимое значение индуктивности.

При увеличении количества витков растут потери в меди (т.е. в обмотке) и уменьшаются потери в железе (т.е. в сердечнике).

Если индукция будет меньше, то будет меньше площадь петли гистерезиса - меньше потери. С другой стороны, если я склею два кольца, то площадь сечения вырастет в два раза и по той же формуле максимальная индукция будет меньше в два раза. И потери должны уменьшиться. Но с другой стороны потери пропорциональны объему магнитопровода. Получается противоречие. Подскажите, в чем ошибка?

При уменьшении индукции удельные потери уменьшаются быстрее, поэтому потери в сердечнике большего размера будут меньше. Однако при увеличении размера сердечника возрастут потери в меди, поскольку длина витка будет больше, а также вырастет стоимость. Поэтому следует стремиться выбрать сравнительно небольшой сердечник и заполнить его обмотками почти полностью, чтобы при этом потери в железе и потери в меди были примерно равны.

Share this post


Link to post
Share on other sites

У меня получились потери в меди на порядок меньше, чем потери в сердечнике. Скачал программу от Epcos, действительно удельные потери при индукции 50 мТл равны 50 кВт/м^3, а при 25 мТл - 9,9 кВт/м^3 (частота 200 кГц, 25 градусов). А от частоты зависимость линейная. Получается выгоднее мотать больше витков (сейчас у меня 5).

Меня немного смущает, что в программе по расчету трансформаторов Excellent при моих исходных данных получается 3 витка. И программа не увеличивает количество витков чтобы снизить индукцию и потери...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Меня немного смущает, что в программе по расчету трансформаторов Excellent при моих исходных данных получается 3 витка. И программа не увеличивает количество витков чтобы снизить индукцию и потери...

Есть подозрение, что программа высчитала число витков с минимальными потерями. С учетом потерь в меди, сердечнике и на перезаряд паразитных емкостей, подогнав индуктивность в резонанс с последними.

Если витков мотать мало, то растут потери в сердечнике. Если много, то в проводах и драйвер работает на емкость. Это тоже потери в виде тепла на драйвере.

К сожалению, программа, скорее всего, не в курсе вторичных цепей со своими резонансами и потерями. И их придется подбирать экспериментально.

Share this post


Link to post
Share on other sites

На практике у меня получилось, что 2 склеенных кольца дают на 1% кпд больше. То есть все же получается потери в сердечнике больше потерь в меди.

Share this post


Link to post
Share on other sites

а у меня такой вопрос: нужно определить проницаемость феррита, мотаем 10-20 витков и меряем индуктивность потом считаем. так вот меряю и получаю очень маленькие цифры 0,09мГн на 20 витков. вопрос! сколько у вас получается? меряю транзистор тестером. на дросселе проверял 1мГн показал верно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest TSerg
а у меня такой вопрос:

Мозги причешите и еще раз попробуйте вопрос переформулировать.

 

На практике .. дают на 1% кпд больше.

Не надо смешить людей 1% разницы вычисления косвенной величины.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this