Jump to content

    
Porschaka

Резонансная "shim" индуктивность для PSFB

Recommended Posts

Добрый вечер, господа. Озадачился разработкой PSFB DC-DC преобразователя на ~ 1 кВт под управлением UC3875. В принципе все работает, однако возникли проблемы с резонансным дросселем (перегрев обмоток). Номинальная расчётная индуктивность ~ 30 мкГн, ток первичной обмотки ~9A. Первые попытки были реализовать данный дроссель на феррите N95 с зазором на каркасе RM10. Опыт показал, что обмотки сильно перегреваются (видно очень высокие потери в меди из-за вытеснения поля в зазоре) при этом сам феррит холодный. Применение литцендрата помогло слабо. Попробовал реализовать подобный дроссель на кольце из распыленки (micrometals -2) и в принципе картина улучшилась – сердечник немного греется, но обмотка практически нет. Хотелось бы поинтересоваться у товарищей, имеющих опыт в этой сфере:

1)    Все – таки какой материал предпочтителен для такого дросселя? (Теория подсказывает выбрать феррит из-за большой дельта B а вот практика показывает, что зазор все портит и лучше выбрать распыленку с распределенным зазором)

2)    Требуется какая-либо особая конструкция такого изделия?

Share this post


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

видно очень высокие потери в меди из-за вытеснения поля в зазоре

Если это было видно, почему не исправили?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Есть ферритовые с распределённым зазором, https://ferrite.ru/publications/epcos-distributed_airgap/

бороться с эффектом вытеснения можно так-же убрав обмотку над зазором, например поставить бобину двухсекционную

или намотать сначала пластиковой ленты с утолщением посередине и плавным сходом к краям, потом по ней уже обмотку.

Share this post


Link to post
Share on other sites

1) феррит с зазором, так как у распыленки больше потери на перемагничивание. Ваще не знаю, как у вас на ней получилось.

 

2) Так как в этом дросселе пульсации тока 100%, то лучше экранирующие сердечники применять типа RM. Иначе свистеть будет вокруг, а сертификацию на ЭМС то никто не отменял) ну и литц маст хэв конечно.

 

Недавно какраз проектировал PSFB на 1,5 квт, там у меня дроссель резонансный на RM12 2 мкГн, 7А. Но только сделали образец - ещё не включал.

Edited by Груфф

Share this post


Link to post
Share on other sites

Проводил опыты с преобразователем PSFB, нагруженным на 1кВт, частота 108кгц. Первый дроссель был 75uH на альсиферовом кольце T57,2/35,6/14,0 Ui=125. После часа работы прогревался до 40 градусов. Второй 13uH тоже на альсифере T77,8/49,2/15,9 Ui=26 практически не греется.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 часов назад, 2expres сказал:

Проводил опыты с преобразователем PSFB, нагруженным на 1кВт, частота 108кгц.

А почему 108 килогерц а не 66 и не 440?

Вообще как выбираются рабочие частоты для источников питания, исходя из разрешенных радиочастот? Или теперь на это внимание обращать не надо? И на каком основании?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 minutes ago, wla said:

А почему 108 килогерц а не 66 и не 440?

У меня макет, рассчитывал 100кГц, получилось 108, точно подстраивать не стал. Не знал что это имеет значение.

Share this post


Link to post
Share on other sites
46 минут назад, wla сказал:

как выбираются рабочие частоты для источников питания

Исходя из области применения. Для оборудования информационных технологий измерение радиопомех начинается со 150 кГц, поэтому экономически выгодно выбирать частоту коммутации ниже 150 кГц.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 minutes ago, wim said:

Для оборудования информационных технологий измерение радиопомех начинается со 150 кГц

Не понял, что не правильно в 108кГц? Схем контролеров с кварцами я не встречал, а резисторы и конденсаторы имеют погрешность, частота слегка изменяется с температурой.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 минуты назад, 2expres сказал:

резисторы и конденсаторы имеют погрешность

Не имею возражений против того, чтобы конденсаторы и резисторы имели погрешность.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо за ответы. Рабочая частота у меня 100 кГц. Из магнитопроводов в наличии только RM10 поэтому на них и делал. RM10 у меня без заводского зазора и я зазор делаю вручную (прокладываю бумажку). Намотал в 50 проводов по 0.22мм общим сечением 1.28мм2 получилось 15 витков на весь каркас. Далее зазором подбираю нужную индуктивность (зазор ~2-2.5 мм). Уже при 4А на первичке замечаю существенный перегрев обмоток дросселя. Причем дальнейшее уменьшение индуктивности путем увеличения зазора не помогает - даже если снять одну чашку обмотка перегревается. Я так понимаю, что есть некоторое предельное значение зазора больше которого делать уже нельзя из-за очень существенного вытеснения поля, которое провацирует большие потери в меди? Еще, как я понял, забивать весь каркас витками и подбирать нужную индуктивность зазором - это плохой путь и нужно делать по минимуму витков причем в один слой подальше от зазора? Обойти зазор на том-же RMe сложновато т.к. он приходится аккурат на середину каркаса...

10 hours ago, Груфф said:

Недавно какраз проектировал PSFB на 1,5 квт, там у меня дроссель резонансный на RM12 2 мкГн, 7А. Но только сделали образец - ещё не включал.

Если можно опишите вкратце конструкцию, как и чем мотали, как обходили зазор? Если есть фото было бы интерсно глянуть. И по индуктивности как-то странно - всего 2 мкГн? Это только на 100% нагрузку или какие-то специфические входные данные?

11 hours ago, Baza said:

Есть ферритовые с распределённым зазором

Спасибо! Вот про это впервые слышу. Штука интересная но где и как их заказывать даже не представляю.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 часа назад, Porschaka сказал:

нужно делать по минимуму витков причем в один слой подальше от зазора?

Дело не в зазоре, а в дополнительных потерях в многослойной катушке вследствие вихревых токов.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Из  данных, здесь приводились, индуктивность на виток  30/(15^2)=0,1333333uH.

Советую взять RM12, Al = 0.16uH на виток, получится 14 витков, две секции по 7 витков.

 

Распечатайте на D-принтере две половинки сепаратора, общей толщиной 2.5-3 мм. Вклейте сепаратор в каркас точно по положению зазора сердечника.

Закажите в Китае (или где) литцендрат.

 

...это из моего опыта построения LLC на RM14, где дросселем была индуктивность рассеяния трансформатора. Сепаратор, заметно больший зазора и литцендрат, прекратили раскаливание обмоток до оплавления каркаса)

 

P.S. Для RM12 можно взять и Al = 0.25uH. Тогда общее число витков получается меньше - 11.

...да, у меня еще и кулер был, в корпусе. А у вас, что, 1 kW на естественной конвекции?

Edited by Michael Michael

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.