Можно ли разработать планарный трансформатор с такими характеристиками?

[PeterAwsmtek 0]

Добрый день!

Столкнулся с задачей по разработке БП для LED.

Топология - резонансный LLC, на входе PFC.

За основу взят драйвер IDP2303

По дизайн гайду (https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-Designguide_XDP_digitalpower_IDP2303(A)-AN-v01_00-EN.pdf?fileId=5546d4625b3ca4ec015b5c47a6c535c5) я добрался до расчета трансформатора и появились сомнения.

Требования заказчика:

- Входное напряжение от 200 до 400 В

- Выходное напряжение 24 В

- Выходная мощность 70 Вт

При таких параметрах у меня получилась необходимая индуктивность (намагничивания + рассеивания) около 2 мГн,

соотношение витков 15, а напряжение на выходе PFC (и соответственно первичной обмотке) 590 В

Все это требуется разместить на плате шириной 24 мм, тоесть использовать сердечник большого размера не выйдет.

Можно ли добиться таких параметров (больше всего интересует индуктивность) на таком например сердечнике http://www.farnell.com/datasheets/1524995.pdf

Можно ли разносить первичную обмотку по нескольким слоям трансформатора?

 

Edited December 4, 2018 by PeterAwsmtek

[_4afc_ 0]

43 minutes ago, PeterAwsmtek said:

При таких параметрах у меня получилась необходимая индуктивность (намагничивания + рассеивания) около 2 мГн,

соотношение витков 15, а напряжение на выходе PFC (и соответственно первичной обмотке) 590 В

Все это требуется разместить на плате шириной 24 мм, тоесть использовать сердечник большого размера не выйдет.

Можно ли добиться таких параметров (больше всего интересует индуктивность) на таком например сердечнике http://www.farnell.com/datasheets/1524995.pdf

Можно ли разносить первичную обмотку по нескольким слоям трансформатора?

У меня трансформатор N87 2xELP18/4/10

Индуктивность первички 5,1мГн, вторички 26,3 мкГн

Отношение витков 84:6. Зазор 20мкм.

Используется в источнике на 10Вт.

Первичку можно разносить по нескольким слоям. И вторичку тоже.

[PeterAwsmtek 0]

1 hour ago, _4afc_ said:

Индуктивность первички 5,1мГн, вторички 26,3 мкГн

Хорошо, допустим, 2-3 мГн на таком сердечнике я получу.

Только у меня витков не так много, а если увеличивать в 2-3 раза, то изза межвиткового зазора (590 вольт все-таки) получится много слоев и они не поместятся по высоте.

1 hour ago, _4afc_ said:

Первичку можно разносить по нескольким слоям. И вторичку тоже.

Если я правильно понял, меня не должно смущать, что первичка по 5 витков будет на трех слоях по 0.5 мм в толщину каждый?

1 hour ago, _4afc_ said:

Отношение витков 84:6. Зазор 20мкм.

Как посчитать необходимый зазор, зная требуемую индуктивность, размеры сердечника и количество витков?

[Plain 0]

3 часа назад, PeterAwsmtek сказал:

Требования заказчика:

Изоляцию он не требует, что и не удивительно — из стеклотекстолита она никакая. Зачем тогда трансформатор?

[PeterAwsmtek 0]

1 minute ago, Plain said:

Изоляцию он не требует, что и не удивительно — из стеклотекстолита она никакая. Зачем тогда трансформатор?

 

На первом месте компактность и высокий КПД. Изоляция хоть какая-то но будет.

Тем более понижать напряжение с 590В до 24 без трансформатора это дичь какая-то.

[borodach 0]

а зачем вы делаете 590В?

усложняете задачу по понижению и без того высокого напряжения

[Plain 0]

borodach, на входе ~400.

[borodach 0]

Plain, я в курсе про Um=1.41*Uд. Вопрос стоит - зачем ТС делает такое высокое напряжение для питания второго каскада.

[Plain 0]

1,41 · 400 В = 565 В, и до 590 В остаётся 4% запаса для работы ККМ.

[borodach 0]

Ну вот. Было высокое напряжение - выпрямили - получили ещё выше - затем первым каскадом повысили ещё выше, а затем вторым каскадом понижаем в 20 раз.

Зачем?...

[_4afc_ 0]

56 minutes ago, PeterAwsmtek said:

Хорошо, допустим, 2-3 мГн на таком сердечнике я получу.

Только у меня витков не так много, а если увеличивать в 2-3 раза, то изза межвиткового зазора (590 вольт все-таки) получится много слоев и они не поместятся по высоте.

Если я правильно понял, меня не должно смущать, что первичка по 5 витков будет на трех слоях по 0.5 мм в толщину каждый?

Как посчитать необходимый зазор, зная требуемую индуктивность, размеры сердечника и количество витков?

Делаем 60:4 в 18 слоях на 3 шестислойках толщиной 1.2мм в резоните.

Первичка - две платы, 1 слой без меди в остальных по 5 витков.

Вторичка, для красоты 4 внутренних слоя по 1 витку.

Изоляция феррита при витке шириной 0.3 через 0.3 - 0.5мм.

 

Межвитковое напряжение первички 600/60 = 10В

Межслойное напряжение первички 600/10 = 60В

 

Формула зазора Smm=(Alnh/K1)^(1/K2), где для N87 K1=77.4, K2 =-0.774  (но у меня ни разу не совпало)

 

 

 

Главный вопрос - как выжать 70Вт из ELP18 ...

[borodach 0]

и нужен ли зазор вообще

[Plain 0]

4 часа назад, PeterAwsmtek сказал:

На первом месте компактность и высокий КПД

Исходя из первого, т.е. это встроенный БП и светодиоды в непосредственной близости, обычно прямо над ним,— второе абсолютно лишнее, в сравнении с их КПД.

[sergey.ka 0]

10 hours ago, borodach said:

Вопрос стоит - зачем ТС делает такое высокое напряжение для питания второго каскада.

Входное 400 В это подстраиваются под неквалифицированных электриков, вдруг вместо нуля когда-нибудь прикрутят фазу. А высокое напряжение для второго каскада, чтобы ККМ работал во всём диапазоне входных напряжений.

9 hours ago, borodach said:

и нужен ли зазор вообще

Если разнести обмотки, то зазор может и не понадобится.

Edited December 5, 2018 by sergey.ka

[wla 0]

1 час назад, sergey.ka сказал:

Входное 400 В это подстраиваются под неквалифицированных электриков, вдруг вместо нуля когда-нибудь прикрутят фазу. А высокое напряжение для второго каскада, чтобы ККМ работал во всём диапазоне входных напряжений.

 

 

тогда и нижнее напряжение должно быть от 0 Вольт.  Вдруг "электрик" включит блок между "0" и защитным заземлением.

Электрик- случай не гарантийный..

Излишние требования, как правило, приводят к повышению стоимости и понижению надежности. Здесь тоже не исключение. Повышение напряжения потребует бОльших  зазоров, более высоковольтных деталей (конденсаторов, полупроводников),  герметичности (от влажности).