Jump to content

    

Как правильно померять проницаемость феррита и не только

20 часов назад, Егоров сказал:

Сообщество такие мысли не приемлет. Если насыщение дросселя некритично, то просто замените его куском провода.
 А если это таки дроссель, необходимый энергозапасающий компонент, то будьте любезны посчитать зазор и обеспечить работу без насыщения сердечника.
 То, что случайно попался сердечник с распределенным зазором (распыленное железо или что-то вроде) сути дела не меняет.
 Предваряя остроумные замечания, признаю, что на очень высоких частотах дроссель может быть и без сердечника вообще, но это - из другого тома силовой электроники теория. Не эта тема.
 Берите нормальные сердечники, не ноунейм с техасской помойки, используйте фирменный калькулятор к ним и делайте  работоспособную аппаратуру. С дросселями  заданных и  повторяемых в серии параметров.

Не могу согласиться, здесь важна нисходящая ветвь кривой намагничивания, когда дроссель вполне работоспособен как дроссель и не допускает снижения тока через вторичную обмотку до нуля. Техасская, как вы говорите, помойка это интернет-ресурс Mouser.com. А интересно, кто надоумил вас выступать от имени сообщества? Может я чего то пропустил или не в курсе? Тут королей как,  выбирают или на турнирах вопрос решается?

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 hours ago, kleont said:

Да откуда столько апломба и уверенности в своем абсолютном понимании физических процессов? Вот выдержка из хорошего букваря. Скажите тогда что там не так?

Красным и зеленым цветом на графике показаны результаты борьбы с "иголкой" разными способами, синим - как есть без всяких коррекций.  Насыщение же легко посчитать, зная параметры феррита и обмотки. 

Полумост работает на частоте 80 кГц. Задающий контроллер TL494, старая, но мне нравится. Контроль тока и напряжения у нее классный, фукционал достаточный, чего же еще. А тема действительно забавная, хотя умные люди предупреждали о наличии оч. жирных троллей. Однако может кому идея понравится, а тролли мне ...

это называется - слышу звон, но не знаю где он. Букварь-то хороший, да эта выдержка вовсе не про обсуждаемый процесс. Мы вам про Фому, вы - про Ерёму.

Оч.жирные тролли в виде нас призывают вас к аналитическому подходу при конструировании, а у вас больше дилетантский подход превалирует.

Просто не все правила нам известны или, если точнее, мы не всегда можем понять последовательность да и саму сущность физических процессов в сложной системе.

Вот когда аналитический подход будет у вас доминировать, тогда все правила будут вам известны, и вы всегда сможете понимать последовательность да и саму сущность физических процессов в сложной системе. А пока у вас схема работает, но вы не знаете, почему.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 hours ago, kleont said:

Не могу согласиться, здесь важна нисходящая ветвь кривой намагничивания, когда дроссель вполне работоспособен как дроссель и не допускает снижения тока через вторичную обмотку до нуля. А интересно, кто надоумил вас выступать от имени сообщества? Может я чего то пропустил или не в курсе? Тут королей как,  выбирают или на турнирах вопрос решается?

Вы запутались в трех соснах. Когда вам пытаются люди, соорудившие сотни источников, пояснить элементарные вещи, вы упорно интересуетесь не работой дросселя, а как королей выбирают...
Да, к сожалению, вы многое пропустили.
 Если вам с дросселем, как компонентом уже все ясно, давайте  закроем тему. Откройте в общении тему "как тут стать королем". Или просто считайте себя таковым.
Впустую обсуждение идет.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 часов назад, kleont сказал:

Вот выдержка из хорошего букваря. Скажите тогда что там не так?

Потроллю чуток, нежирно.

А там все не так. Правильный флайбэк должен работать так:

Сначала не иголка , а "пупок" , уже после него  "иголка", но не вверх, а вниз направленная.  После отраженного напряжения на уровне Uвх должны быть видны затухающие колебания.

Итого "хороший букварь" изрядно многое недоучитывает, а то и привирает даже.

Во вложении желтым цветом - растянутая зеленая картинка. Осциллограмме лет 10, она настоящая, скопом снятая.

flyback.PNG

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 10/25/2018 at 6:25 PM, kleont said:

 Работаю же, отвлекаться надолго не могу.

А собеседники, типа, балду гоняют? Ждут новых вводных и обсуждают неизвестно что... Вы уж, воля Ваша, если инициировали тему, то извольте не торопиться и изъясняться максимально корректно. А то и вправду на троллинг похоже.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 часов назад, тау сказал:

Потроллю чуток, нежирно.

А там все не так. Правильный флайбэк должен работать так:

Сначала не иголка , а "пупок" , уже после него  "иголка", но не вверх, а вниз направленная. 

 

Ваш троллинг, сударь, - неизменно мед на раны ). Но боюсь огорчить, в терминологии автора той никчемной статьи аббревиатура ОПП это однотактный прямоходовой преобразователь. Ну ни как не флайбэк. Кстати, любопытно услышать ваше мнение по поводу дросселя во вторичной обмотке  прямоходового преобразователя, обязательного наличия у него зазора и работы в насыщенном режиме при пиковых значения амплитуды тока в цепи вторичной обмотки?

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 часов назад, Herz сказал:

А собеседники, типа, балду гоняют? Ждут новых вводных и обсуждают неизвестно что... Вы уж, воля Ваша, если инициировали тему, то извольте не торопиться и изъясняться максимально корректно. А то и вправду на троллинг похоже.

Дело не в том кто кого гоняет, а в том что маловато смысла в фразе:

Цитата

вы как автор своей схемы, как определили, что дроссель в насыщении? Просто следуете нашим словам? Или распознали насыщение иным способом?

Сдается мне, что вы его глазами ни разу не видели, раз представляете его иголку напряжением

Ну хорошо, привел пример откуда понятно, что такое "иголка" и не только. Тот же самый автор выдает перл:

Цитата

это называется - слышу звон, но не знаю где он. Букварь-то хороший, да эта выдержка вовсе не про обсуждаемый процесс. Мы вам про Фому, вы - про Ерёму.

Оч.жирные тролли в виде нас призывают вас к аналитическому подходу при конструировании, а у вас больше дилетантский подход превалирует. 

Это называется как на здешнем языке?

 

6 часов назад, Егоров сказал:

Вы запутались в трех соснах. Когда вам пытаются люди, соорудившие сотни источников, пояснить элементарные вещи, вы упорно интересуетесь не работой дросселя, а как королей выбирают...
Да, к сожалению, вы многое пропустили.
 Если вам с дросселем, как компонентом уже все ясно, давайте  закроем тему. Откройте в общении тему "как тут стать королем". Или просто считайте себя таковым.
Впустую обсуждение идет.

Вы не поверите, но с дросселем и с необходимостью зазора там где он важен у меня проблем нет. От слова совсем. Меня удивило и смутило поведение народа по поводу дросселя во вторичной обмотке прямохода, а вы мне тут про дилетантов. Ну где логика? Я не приемлю объяснения типа: "Мы считаем, что так не бывает". Доказательства, господа. Карты на стол и обсудим.

Edited by kleont

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 hours ago, kleont said:

Я не приемлю объяснения типа: "Мы считаем, что так не бывает". Доказательства, господа. Карты на стол и обсудим.

А нам это разве надо? Доказывать вам что-то... Любой учебник по источникам питания гляньте - всё разжёвано с формулами графиками выкладками.

На 5 страниц с пеной у рта развели демагогию - извольте, достаточно. 

Частенько бывает - попадаются такие кадры - все говорят, как следует делать, он говорит, что будет делать по-своему. Такие кадры долго не задерживаются.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, Ydaloj сказал:

А нам это разве надо? Доказывать вам что-то... Любой учебник по источникам питания гляньте - всё разжёвано с формулами графиками выкладками.

 

Великолепный аргумент, да только не я первый начал. Выложил вполне себе нормальный материал, который не в каждом букваре есть, я встретил только в одном. Конечно, внимательный анализ кривой намагничивания сразу дает понять, что проницаемость сильно зависит от формы кривой. Но даже в этом букваре есть замечательная фраза, что проницаемость максимальна вблизи точки насыщения.

Так что никаких задних мыслей не держал и вот тебе на, оказывается дроссель без зазора не существует. Собственно все на этом и наросло. И потом, уважаемый, держите себя в рамках. Какая тут пена у рта и демагогия, если люди напрочь забывают свой предыдущий пост. Это я на обсуждение "иголки" намекаю.

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 часов назад, kleont сказал:

Но боюсь огорчить, в терминологии автора той никчемной статьи аббревиатура ОПП это однотактный прямоходовой преобразователь.

Извиняюсь, не знал... Посчитал что ОПП  это  "Обратноходовый Преобразователь Питания".  Нижняя осциллограмма тока больше подходит для флайбэка чем для прямохода.  Поэтому вот.

 

10 часов назад, kleont сказал:

Кстати, любопытно услышать ваше мнение по поводу дросселя во вторичной обмотке  прямоходового преобразователя, обязательного наличия у него зазора и работы в насыщенном режиме при пиковых значения амплитуды тока в цепи вторичной обмотки?

Дроссель нужен.  Без дросселя вообще не делают преобразователей, способных стабилизировать выходное напряжение при изменении входного или  регулировать выходное. 

По умолчанию в подобных темах ведут разговор для преобразователей с высоким КПД со стабилизацией, иначе обязательно нужно всех предупреждать, что мол преобразователь - нестабилизированный. Высокий желаемый КПД влечет за собой требования к минимизации потерь и в реактивных элементах. Передача  энергии от первичного источника во вторичную цепь  происходит путем последовательной зарядки - разрядки какого нибудь дросселя . Зарядка осуществляется от конденсаторов входных цепей, разрядка - на конденсаторы выходных цепей. Вне зависимости от топологии. (отсутствие входных или выходных конденсаторов - частный случай и его пока опустим). Способ передачи энергии с использованием С-L-C  элементов в идеальном случае не сопоровождается бесполезными потерями и дает возможность плавного регулирования передаваемой мощности изменением каких либо временных/частотных параметров ключующих элементов.

через дроссель L  за один период  можно передавать порцию энергии LImax^2/2 (в простейших нерезонансных топологиях с прерывистым током дросселя).  При условии что индуктивность не меняется или меняется незначительно.

Ваш начальный пост как раз и нацелен на определение индуктивности дросселя, не так ли. Однако, индуктивность может зависеть от тока, причем очень сильно, вместе с изменением проницаемости от напряженности поля. Поэтому более очевидным и прямым способом является оценка энергоемкости дросселя по удельной плотности энергии на единицу объема.

Давайте разберем на примере. Ферритовое кольцо  R38/19/17.5 от компании Kemet Electronics, которое Вы использовали, имеет объем примерно 14 см^3

Допустим, максимальная индукция в кольце пусть будет В=0,3 Тесла.  Плотность энергии по упрощенной формуле для условно константного µ в "чистом" феррите B^2/2µµ0 = 0,3*0,3/(2*2000*1,26E-06)=18 дж/м^3  (проверьте расчет сами)   или 18 мкДж/см^3.  

Итого Ваш дроссель из чистого феррита будет обладать максимальной энергией (неважно сколько витков намотали) 14*18=252 мкДж.  Если эту энергию полностью прокачивать через преобразователь на частоте 100 кГЦ ,  то будет передаваться мощность 252е-6*1e5=  25 Ватт.  При этом потери в хорошем феррите указанного объема на частоте 100К при полном размахе индукции 0,3   составят  около  300мВт/см3 ( курим таблицы потерь ферритов) , что для всего сердечника умножаем на 14 и получаем  4,2 Вт.     Это негодный результат  с потерей КПД  4.2/25= 17%  только на феррите. 

Стабилизация подразумевает, что дроссель не насыщается и не превращается в проволочку. Превращение дросселя в проволочку создаст условия того, что выходное напряжение будет отличаться от входного только коэффициентом трансформации ( многих, если не всех, это не устраивает, увы)

Введение зазора ( явного или распределенного) позволяет увеличить энергоемкость дросселя. Например воздушный зазор имеет энергоемкость при индукции 0,2 тесла (мю=1)

B^2/2µ0= 0,2^2/2,52 e-6 = 0,016e6  Дж/м3   или 0.016 Дж/см3  или 16 мДж/см3 , что на 3 порядка превышает  приведенную цифру для феррита. Собсно энергоемкость обратно пропорциональна мю при одинаковой индукции.  На закономерный вопрос " а почему же тогда не делают все дроссели в преобразователях намотанные на воздухе?" ответ простой: слишком большие потери получаются в медной обмотке.  Каждый разработчик ищет компромисс между медными потерями ( в том числе на стоимость этой самой меди, если актуально) , потерями тепла в меди и потерями тепла в магнитопроводе. Большинство из разработчиков , в том числе заглядывающих в эту тему, компромисс находят во введении зазора ( явного или распределенного) . Например зазорчик всего в 1 мм вашего сердечника добавляет энергоемкость дросселя 16 мДж/см3 * 166e-3 cм3 =2,6 мДж , что на порядок выше 252 мкДж, рассчитанных ранее для беззазорного варианта.

В более сложных случаях, когда мю нелинейно и  если Вы захотели найти оптимум по энергоемкости и потерям, надо использовать не упрощенные формулы, приведенные выше, а брать интеграл от плотности энергии в объеме в виде B*Н/2, где В - кривая функция от H для материала магнитопровода. Для непрерывного тока дросселя интеграл надо брать от Hmin до Hmax.  А индуктивность и её точность - дело пятое.

ps. забыл сказать что эти прикидки с умножением частоты на порцию энергии праведливы для режимов прерывистого тока дросселя. Для режимов с большим уровнем постоянной составляищей по сравнению с пульсациями тока дросселя энергоемкость в пределах пульсации определяет размах этой пульсации, а прокачиваемая мощность просто равна среднему току * на напряжение на холдном конце дросселя. Можно сэкономить на энергоемкости дросселя но за счет сужения диапазонов регулирования выходного и входного напряжения. В предельном случае, когда входое неизменно и выходное не регулируется, дроссель может отсутствовать, он теряет роль посредника в передаче энергии. останетсятолько решить проблему плавного включения. 

 

Edited by тау

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 минут назад, тау сказал:

 А индуктивность и её точность - дело пятое.

Спасибо за такой объемный труд. Это я без грамма иронии. Расскажу как было дело. В 2016 году на меня упал даже не заказ, а нечто жуткое. За 4 месяца надо было изготовить макет индукционного скважинного нагревателя для удаления парафиновых отложений в нефтяных скважинах. Если с самим прибором особых проблем я не испытывал, поскольку требуемая максимальная температура наконечника прибора не должна была превышать 115  градусов. Сложность только была в охлаждении ключей преобразователя внутри прибора (а это труба 50мм в диаметре). Поскольку прибор должен был питаться постоянным напряжением, требовался ИИП ватт на 1500. В общем на этот источник у меня осталось совсем мало времени, а подобного я никогда не делал. Неделя ушла на чтение литературы и чесание репы. В итоге я его сделал и даже в приличный корпус засунул. Отработал он на удивление хорошо, за что отдельное спасибо Александру Гончарову (главный конструктор компании по производству различных источников питания), написавшему ряд статей с подробным разбором процессов. Финальным аккордом были эксперименты с дросселем. Без него разогрев ключей происходил как положено по науке, то есть безобразно сильно. Мне оставалось на все про все дня 4 или пять. По расчетам нужен был дроссель с индуктивностью около 2,3 мГн что бы не допустить прерывание тока во вторичной обмотке (если я правильно понял Гончарова). Тут и встал вопрос, каким образом обеспечить эту индуктивность? Кольца от Kemet на тот момент у меня были самые "жирные" по типоразмеру. Из них и сделал. Нагрев ключей исчез яко дым. Не сомневаюсь, если бы использовал дроссель с зазором, то можно было построить источник вообще с минимальными потерями, но тем не менее. В общем проект удался, демонстрацию провел. Я смеюсь с американцев, они как дети удивлялись нагретому стальному кольцу, хотя индукционные плиты у них не редкость.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, тау said:


Дроссель нужен. ....

Спасибо, что не поленились так сжато и полно изложить.
 Суть - без ненасыщающегося дросселя импульсный источник вообще невозможен. При любой топологии.

Стартеру это вряд ли поможет, но кому-то - обязательно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 часов назад, Егоров сказал:

Суть - без ненасыщающегося дросселя импульсный источник вообще невозможен.

счас такое неспокойное время, что и без насыщающихся дросселей импульсный источник тоже, вроде, невозможен :)

:) 

 

914183508_2018-10-27_23-41-53Mag_AMP_everywhere.thumb.png.a711164dfedcc3acbe186f1408e620fd.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, тау said:

счас такое неспокойное время, что и без насыщающихся дросселей импульсный источник тоже, вроде, невозможен :)

:) 

Знакомо, но это - косметика. Сродни снабберам.
 А ненасыщающийся силовой дроссель во всех картинках присутствует.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 часов назад, тау сказал:

счас такое неспокойное время, что и без насыщающихся дросселей импульсный источник тоже, вроде, невозможен :)

Господа, труд хоть и небольшой, но полезный. Пошарте в сети статьи А. Гончарова "Школа построения ИИП". Там всего пять статей в PDF, в хорошем качестве. У него есть несколько очень занятных мыслей по поводу строительства преобразователей. Я понимаю "О, сколько можно, итак прочитана тонна литературы. Что можно еще нового узнать, etc,". Если лень искать, могу через обменник кинуть. Интересно ваше мнение о физических процессах в ИИП, описанных Гончаровым.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest
This topic is now closed to further replies.