Jump to content

    
Sign in to follow this  
stas00n

Нужен прогноз по дросселю - помощь экстрасенсов.

Recommended Posts

Коллеги, хелп. Собрал протопип изделия - драйвер светодиодного прожектора, параметры следующие: Vi = 48V, Vo = 36V, Io = 2A. Buck CCM на HV9910B. fs = 120 кГц. До этого был собран такой же пред-прототип с дросселем 33 мкГн на куске того что под ногами валялось (EFD20 и проволока ПЭВТЛ2-0.5). В прототип запланировал CDRH127/LDNP-330MC [datasheet]. Решил сначала, что подойдет с запасом (в даташите декларируется Rated Current = 3.9A, а у меня Irms ~= 2.5A, Ipk = 3.5 A). Т.к. ждать образцов долго, перемотал имеющийся CDRH127 и поставил. Наивность моя заключается в том, что я 1 - поверил даташиту; 2 - пренебрег потерями на перемагничивание - CCM у меня довольно-таки "условный". Результат - перегрев дросселя до 105С при tокр = 25С, т.е. на 80C при том что режимы ни по Irms ни по Ipk ни разу не превышены. Такой перегрев неприемлем, посему ищем другой дроссель. Заказал образцы SRP1265A-330MC [datasheet] и SRP1770TA-330M [datasheet]. Все примерно равны по RDC, при этом первый, при сравнимых габаритах имеет вдвое больший "Rated" ток, второй вообще по всем показателям "жирнее", включая поверхность охлаждения и площадь, занимаемую на ПП. Материал сумидовских дросселей - феррит, борнсовских - железо.

 

Теперь собственно вопрос - крик о помощи. Образцы придут не раньше вторника. Стоит ли надеяться что они спасут ситуацию? Или впадать в отчаяние и искать место на плате под EFD20? Как вообще оценить потери на перемагничивание на железных/ферритовых дросселях на заданных частотах и дельте B? Вроде как дельта B будет значительно меньше Bmax - компенсирует ли это бОльшие потери в железе против феррита? В общем, экстрасенсы велкам!

Share this post


Link to post
Share on other sites
Как вообще оценить потери на перемагничивание на железных/ферритовых дросселях на заданных частотах и дельте B?
И как же Вы собираетесь оценивать "дельта B" в дросселе на гантеле? :biggrin:

Дроссели на гантелях это такая "вещь в себе", характеристики которой знают только производители.

Share this post


Link to post
Share on other sites
И как же Вы собираетесь оценивать "дельта B" в дросселе на гантеле? :biggrin:

Дроссели на гантелях это такая "вещь в себе", характеристики которой знают только производители.

Собственно не нужно мне особо знать DB. Косвенно оценить можно по DI/Isat, зная что Bsat для ферритов примерно 0.3 Т. А так практически и академически было бы интересно иметь зависимость мощности потерь от I, DI и частоты...

 

А как Вы дроссель считали? По исходным данным получается не 33, а 133 мкГн. Думаю, в этом проблема ;)

 

 

36 В · (48 В – 36 В) / (48 В · 0,12 МГц · 2 А · 0,3) = 125 мкГн, т.е. требуется никак не меньше параллельно пары CDRH127 220 мкГн Irms=1,16 А.

Считал на условие неразрывности тока: DI < 2 * Io. L > Vo * toff / DI. DI принял 3А, получается 25мкГн, ближайший больший "ходовой" номинал - 33. Так что да, проблема частично в малой индуктивности - большой размах тока - большие потери на перемагничивание.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Считал на условие неразрывности тока ... L > Vo * toff / DI, DI принял 3А, получается 25мкГн

DI это не нечто отбалдовое, а конкретные пульсации тока, типично 30%, т.е. при Iavg=2 А это 0,6 А, и таким образом получаются никакие не 25 мкГн, а аккурат в 5 раз больше, т.е. всё те же 125 мкГн.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да и железо использовать на fs = 120 кГц наверное не стоит.

это карбонильное железо, для высокочастотных применений. Вишей такие дроссели делает, пишет аж до двух мегагерц (IHLP***)

Share this post


Link to post
Share on other sites
DI это не нечто отбалдовое, а конкретные пульсации тока, типично 30%, т.е. при Iavg=2 А это 0,6 А, и таким образом получаются никакие не 25 мкГн, а аккурат в 5 раз больше, т.е. всё те же 125 мкГн.

Все так, только 30% - видимо отбалдово-практически испытанное годное значение. Но яже всех умнее и решил размахнуть током "на всю катушку" с целью минимизировать индуктивность и габарит. :) За что и поплатился перегревом.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
И как же Вы собираетесь оценивать "дельта B" в дросселе на гантеле? :biggrin:

Если предположить, что весь поток походит через сердечник соленоида (при большой проницаемости феррита погрешность будет вряд ли больше 20%), то точно так же как в любом трансформаторе, зная число витков, напряжение на обмотке и частоту (или длительности приложения напряжения).

Да, не точно! Ну оценить то можно, и я думаю не с очень большой погрешностью :rolleyes: .

А вот индуктивность можно посчитать только по эмпирическим коэффициентам.

Да а граница разрывных токов в дросселе (пользуясь формулой приведенной Plain) будет при индуктивности ~19 мкГн.

Edited by MikeSchir

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если предположить, что весь поток походит через сердечник соленоида (при большой проницаемости феррита погрешность будет вряд ли больше 20%), то точно так же как в любом трансформаторе, зная число витков, напряжение на обмотке и частоту (или длительности приложения напряжения).
Это не трансформатор, это дроссель, намотанный на гантеле. Для расчета амплитуды переменной составляющей индукции нужно знать магнитную проницаемость сердечника с зазором. Т.е. вопрос очень простой - чему равна длина немагнитного зазора ферритового сердечника в виде гантели? Если Вы знаете как эту величину измерить/рассчитать/оценить, поделитесь с народом - это многим будет интересно.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Это не трансформатор, это дроссель, намотанный на гантеле. Для расчета амплитуды переменной составляющей индукции нужно знать магнитную проницаемость сердечника с зазором. Т.е. вопрос очень простой - чему равна длина немагнитного зазора ферритового сердечника в виде гантели? Если Вы знаете как эту величину измерить/рассчитать/оценить, поделитесь с народом - это многим будет интересно.

А в чем практическая польза расчета этого "зазора"? Например, есть заводская катушка на гантели L = 100 мкГн Isat = 1A; катушка эта имеет число витков N, например, 100. Индуктивность пропорциональна квадрату числа витков, а ток насыщения обратно пропорционален числу витков. Т.е чтобы получить 200 мкГн на той же геометрии, надо 141 виток, Isat при этом будет 0,71 А.

 

Кстати, моя катушка (CDRH127) - "гантель в трубе", и там при должном желании у упорстве вполне можно измерить зазор и площадь поперечного сечения штангенциркулем. Вопрос практической ценности таких измерений?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
при должном желании у упорстве вполне можно измерить зазор и площадь поперечного сечения штангенциркулем. Вопрос практической ценности таких измерений?
Я же сказал уже - для дросселя на гантеле никакой ценности. Для сердечников с небольшим зазором относительная магнитная проницаемость примерно равна отношению средней длины магнитной линии к длине зазора. Таким образом, зная длину зазора, можно примерно рассчитать постоянную составляющую и амплитуду переменной составляющей индукции в дросселе. Для гантелей эта простая формула не работает, потому что длина зазора соизмерима с длиной магнитной линии. А для расчета потерь нужно еще знать удельные потери в феррите и объем сердечника. Простым штангенциркулем не обойтись.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
с целью минимизировать индуктивность и габарит

Это можно сделать только повышением частоты, все другие хотелки самообман. Да и вообще, БП на 72 Вт на какой-то одной фитюльке — элементарной здравый смысл должен был включить сомнения.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this