Перейти к содержанию

    

Как прикинуть транс для flyback?

У меня тоже вопрос. Как, опираясь только на здравый смысл, без всякой там заумной физики, прикинуть трансформатор для обратноходового преобразователя? Нужно две вторичных обмотки: на +5 В и +7.5 В. Стабилизируется та, что на +5 В. Нужно с обмотки +5 В получить 1.5 А, а с +7.5 В обмотки 0.5 А.

 

Входное напряжение +12 В, частота преобразования 150 кГц. Делается все с помощью ШИМ-контроллера UC3843. На защите по току ключа стоит 0,366 Ом.

 

Для трансформатора у меня нет нормального разъемного сердечника со вставкой, поэтому мотаю на тороидах. Сделал две попытки, ни одна не работает. Тороиды были такие:

 

1) Порошковое железо (ну такой, салатового цвета сердечник из комповского блока питания, мю = 30 или 80, я забыл). Намотал 50 Витков - на холостом ходу все работает как надо, но чуть грузишь (0.5 А нагрузка) - напряжение на второй обмотке (той, что на +7 В) возрастает до +18 В. Смотрю напряжение на стоке ключа - мой флайбэк перешел в режим неразрывного тока (транзистор открыт больше 0.5 периода тактовой частоты). Размер кольца 24*5*8 мм. Индуктивность первички 160 мкГн.

 

2) Феррит НМ20000 (двадцать тысяч, это не опечатка, но уж что нашлось). Первичка = 25 витков, вторичка 1 = 12 витков, вторичка 2 = 21 виток. Феррит расколол, а потом склеил с зазором 0.5 мм. Опять не угадал. Напяжение на +5 В при нагрузке 0.6 А (недобор), стабилизируется, конечно, но преобразователь переходит в какой-то совсем уж дикий режим (я честно не знаю, как такое называется, но на режим непрерывного тока не похоже). Индуктивность первички 23 мкГн, размер кольца 32*21*9 мм.

 

Что я делаю не так, почему не получается?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Во втором случае сложно даже сказать, что получилось из сердечника )

В первом:

Предположим, мы хотим режим разрывных токов с D немного меньше 0.5, чтобы еще и компенсацией наклона генератора пилы не возиться.

 

Зададимся D=0.45 для номинальной нагрузки 1.5x5 + 0.5x7.5. С учетом падения на выпрямителях это 1.5x5.5+0.5x8 средней мощности или, в пересчете на 12В, 1.02А среднего тока.

 

В первичку нужно закачать, в среднем, столько же + потери на индуктивности рассеяния, допустим около 2%., т.е., округленно, Iэкв=1.04А

 

Этот средний ток нужно обеспечить за часть цикла T*D, учитывая что нарастает он почти точно линейно, т.е., пиковый ток в два раза больше среднего по интервалу нарастания.

Т.е. за T*D нужно увеличить ток с 0 до Iэкв/D*2=4.6A (ограничение тока очевидно, слишком сильное)

 

Индуктивность, приложением к которой 12В в течение 1/f*D=3мкс можно получить такой ток равна 3мк*12/4.6= 7.8мкГн (для выбранного режима изготовленная индуктивность слишком велика)

 

Проверяем в симуляторе по разомкнутой схеме с заданной уставкой по D порядок получающихся величин (с учетом недопотерянных потерь, вроде, где-то-оно). Затем читаем разнообразные ценные указания из даташита по улучшению пока что страшноватого режима работы компонентов и доводим до ума. Вроде бы, таким способом обычно получается как минимум, похоже на работающее :)

 

---

 

Я тут опечатался: в расчетах индуктивностей вторички не хватает напряжений в квадрате :)

post-103639-1530034132_thumb.png

post-103639-1530034144_thumb.png

Изменено пользователем Serge V Iz

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Индуктивность, приложением к которой 12В в течение 1/f*D=3мкс можно получить такой ток равна 3мк*12/4.6= 7.8мкГн (для выбранного режима изготовленная индуктивность слишком велика)

 

Проверяем в симуляторе по разомкнутой схеме с заданной уставкой по D порядок получающихся величин (с учетом недопотерянных потерь, вроде, где-то-оно). Затем читаем разнообразные ценные указания из даташита по улучшению пока что страшноватого режима работы компонентов и доводим до ума.

 

А где в ваших расчетах участвует этот самый сердечник? Почему вы сразу посчитали индуктивность первички и на этом все?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Сердечник в расчетах не присутствует т.к. после оценки его происхождения, его насыщение при таких уровнях индукции сочтено невероятным. ) По хорошему, следует пользоваться методиками и/или программами расчета от производителей или независимых авторов. Вторичка рассчитана прямо на схеме из, вроде бы, не заумнофизического соображения Lперв/Lвтор = (Nперв)^2/(Nвтор)^2 = k^2 )

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Сердечник в расчетах не присутствует т.к. после оценки его происхождения, его насыщение при таких уровнях индукции сочтено невероятным. ) По хорошему, следует пользоваться методиками и/или программами расчета от производителей или независимых авторов. Вторичка рассчитана прямо на схеме из, вроде бы, не заумнофизического соображения Lперв/Lвтор = (Nперв)^2/(Nвтор)^2 = k^2 )

Со вторичкой все ясно, к ней нет вопросов. А авторы программ и методик, так же как и вы, начинают сразу считать индуктивность первички. Да, я верю, что на трансформаторе, выбранном в проге и собранном все будет работать. Ну а как же быть тем, у кого таких сердечников нет да и сами они с физикой не дружат? На пальцах, в крайнем случае, с помощью гидро примеров там с ведерками, кранами, манометрами и датчиками потока вы смогли бы объяснить эту тему?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

С краниками и ведерками поведение материалов магнитопроводов, которое нелинейно и выходит за рамки школьного учебника - вряд ли. Да и точное математическое выражение законов их внутреннего поведения редко публикуется полностью ) В документации на серии сердечников разных производителей часто имеются номограммы : проницаемость/индукция, потери/частота и т.п. Все они, как правило, ориентированы на стандартный метод выбора - когда в качестве исходных данных имееется частота преобразования, уровень тока и рабочий диапазон температур.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
А авторы программ и методик, так же как и вы, начинают сразу считать индуктивность первички.

Конечно, ведь шим-контроллеру абсолютно всё равно, что находится по ту сторону луны. Его задача - накачать в дроссель энергии до уровня отсечки по току. А это напрямую связано с индуктивностью первички.

 

Ну а как же быть тем, у кого таких сердечников нет да и сами они с физикой не дружат - ответ прост: первым - идти в магазин, а вторым - взять метлу и идти мести двор. Sad but true.

 

Сердечник в расчётах не присутствует по одной простой причине - контроллеру нужна только индуктивность, у него нет глаз и он не видит сердечник. Условие - индуктивность должна оставаться индуктивностью до окончания накачки тока и не переходить в состояние гвоздя (должен быть зазор). Ну а в зазоре концентрируется вся напряжённость поля, а сердечнику остаётся гулькин нос. Потому сердечник и не упоминается в расчётах.

 

Впрочем, вся эта простейшая теория изложена в любой доступной для понимания даже дворниками книжке, и абсолютно непонятно, зачем пересказывать учебники на форумах.

 

надо понимать, что ломая кольца неизвестного материала ради с потолка взятой величины зазора, вы не сможете заставить электроны бегать по вашим законам и правилам.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
на второй обмотке (той, что на +7 В) возрастает до +18 В ... Что я делаю не так

В природе есть такие неприятности, как индуктивности рассеяния, сопротивления обмоток и т.п., по причине которых все ведомые выходы требуется подгрузить или ограничить.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
У меня тоже вопрос. Как, опираясь только на здравый смысл, без всякой там заумной физики,

Входное напряжение +12 В, частота преобразования 150 кГц. Делается все с помощью ШИМ-контроллера UC3843. На защите по току ключа стоит 0,366 Ом.

 

Для трансформатора у меня нет нормального разъемного сердечника со вставкой, поэтому мотаю на тороидах. Сделал две попытки, ни одна не работает. Тороиды были такие:

 

 

 

Что я делаю не так, почему не получается?

Вы все делаете не так и ничего и не должно получиться.

Даже яичницу жарить нужно учиться. Вот так и с источниками питания. Придется таки вникнуть в физику. Ну почитать десяток статей и пару книг.

Рассказывать подробно на форумах то, на что нужен минимум семестр, никто просто физически не сможет.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
У меня тоже вопрос. Как, опираясь только на здравый смысл, без всякой там заумной физики, прикинуть трансформатор для обратноходового преобразователя?

Никак. Извините, если разочаровал. С полгода назад сам построил свой первый флай. Вход 12 В. Выход 24 В, +-3.3 В, +-5В. Мощность около 10 - 15 Вт. Перед этим месяца два только штудировал литературу (Семенов, Мартин, Браун и разные статьи). Затем недели две работал только с симулятором (Micro-CAP, PSpice, вообще не важно какой). Пытался выводить формулы для расчёта транса сам, опираясь на здравый смысл, и самые простейшие знания физики. Не работает. Даже в модели. Вот тут я задавал свои вопросы.

Флай в итоге я сделал. Где-то методом подбора на реальном источнике. Он работает. Возбуждения по осциллу нет. Мощность отдаёт. Транс не греется. Но в итоге я так и не понял, что я сделал. С другой стороны жизнь от меня больше не требует построения флаев))) Если бы я продолжил этим заниматься, возможно появилось бы и понимание.

 

В общем, вам правильно говорят, надо читать, читать, и ещё раз читать)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

...или читать несколько меньше, но обзавестись простейшим осциллографом и генератором, и экспериментировать )

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
...или читать несколько меньше, но обзавестись простейшим осциллографом и генератором, и экспериментировать )

Это будет приблизительно то же, что мотать на случайных кольцах, гайках, простой колючей проволокой и жугутами. Только затратнее. Эксперименты вслепую.

Пока не уяснится полностью что же там в источнике происходить должно, смотреть что происходит - пользы мало.

Могу посоветовать для начала разобраться как работает повышающий преобразователь. Это даст возможность уверенно отличать дроссель от трансформатора. Потом к обратноходовику будет перейти намного легче.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ну, в описанном случае и указанными инструментами, в отношении неизвестного сердечника ТС сможет экспериментально обнаружить сначала ту, что по методичке, квадратичную зависимость индуктивности от числа витков провода, выдернутого из комповой витой пары, а потом и момент, когда эта индуктивность начинает сильно отклоняться о предсказываемых тривиальной формулой значений. ) Это явление даст ему возможность независмо от авторов методичек по выбору индуктивных компонентов грубо очертить область применимости керамической железяки. Ну раз есть такое желание. А тут уже и стоит почитать про ток, индукцию, напряженность, проницаемость...

 

Там ведь, в самом деле нет ничего сложного, все те же законы сохранения, отношения величин и явлений очень похожи на те, что известны в механике, просто сами величины и явления - электрические. )

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

У автора нет ни желания разбираться в "заумной физике", то бишь в теории работы ИБП, ни подходящих магнитопроводов для воплощения макета в жизнь. Я бы ему посоветовал сэкономить время и подобрать что-то готовое. Всяких регулируемых DC-DC у китайцев - валом. Частота преобразования, правда, может не соответствовать. Но непонятно, исходя из чего автор задался именно приведенным значением. Если это не критичный параметр, то не вижу более разумного пути.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
У автора нет ни желания разбираться в "заумной физике", то бишь в теории работы ИБП, ни подходящих магнитопроводов для воплощения макета в жизнь. Я бы ему посоветовал сэкономить время и подобрать что-то готовое. Всяких регулируемых DC-DC у китайцев - валом. Частота преобразования, правда, может не соответствовать. Но непонятно, исходя из чего автор задался именно приведенным значением. Если это не критичный параметр, то не вижу более разумного пути.

Как-то я не так вопрос задал, похоже.

 

Пример в первом сообщении с такими точными значениями как раз для того, чтобы попробовать разобраться. Я неплохо представляю себе, как работает флайбэк и переделал их не мало :) И как оно работает на примере с двумя ведерками (первичной и вторичной обмотками) тоже смогу объяснить. Но вот не приходилось мне раньше делать такой преобразователь на два разных выходных напряжения и сильно разных тока. Почему-то тема косвенной стабилизации в книжках и статьях упорно обходится стороной. И физику (с двумя обмотками - такую физику) я не понимаю хоть на пальцах хоть "заумную".

 

Попробую еще раз: нужен flyback с входным напряжением 12 В и двумя выходными напряжениями/токами: 5 В 1.5 А и 7.5 В 0.5 А.

 

1) Вот беру я UC3843 запускаю ее на частоте 80 кГц.

2) Беру кольцо из распыленного железа, мотаю на нем первичку, ну скажем 50 мкГн.

3) Потом мотаю вторичку1 на 5 В с таким же числом витков, как у первички. Обратную связь беру с этой вторички1. Подключаю нагрузку на эти 5 В - все работает. И ток, какой надо, и на нагрузке 5 В.

4) Теперь доматываю вторичку2 на 7.5 В, при этом число витков выбираю исходя из соотношения витки/вольт вторички1. Ну, например, если вторичка1 = 30 втиков, то вторичка2 = 45 витков.

5) Отключаю нагрузку и проверяю на холостом ходу. Пока что все идет как надо: на вторичке1 есть 5 В, на вторичке2 есть 7.5 В, все замечательно.

6) Опять подключаю нагрузку на вторичку1 и тут начинаются проблемы. На вторичке1 опять 5 В, тут все нормально. А на вторичке2, которая пока работает на холостом ходу, получается вылет до 12 В.

7) Меняя нагрузку вторички1 (пятивольтовой) и получаю разные значения выходного напряжения вторички2 вместо 7.5 В - вот это меня сильно смущает.

 

Так вот и вопрос: как это победить? Возможно ли это вообще в такой топологии? Если не возможно так сделать с флайбэком, то в какой топологии можно? У какого типа импульсных источников косвенная стабилизация лучше всех?

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти