[euthon 0]

Коллеги, доброго времени суток!

 

Возникла необходимость сделать повышающий преобразователь, от 30-вольтовой литиевой батареи (10s LiFe) получить примерно 400 вольт (стандарнтное выходное напряжение ККМ). Мощность требуется около 1кВт (на самом деле нужно 2кВт, но это решится распараллеливанием источников).

 

Попытка собрать изолированный повышающий преобразователь (он же current-fed full bridge) упёрлась в трудность намотки трансформатора с минимальной индуктивностью рассеяния. Очень не хочется делать какие-либо фиксаторы напряжения для борьбы с выбросами напряжения, потому хотелось бы свести индуктивность рассеяния к минимуму, при котором накопленную в этой индуктивности энергию можно было рассеивать на транзисторах. Вот тут пишут, что добились индуктивности рассеяния 11 наноГенри, 0,01% от индуктивности намагничивания. При этом на картинке трансформатор выглядит вполне обычным, в смысле не планарным. У меня даже рядом подобного результата не получается. Мой лучший результат - на кольце R50 - 120 наноГенри. На порядок хуже чем в статье. На Ш-образных сердечниках ещё хуже получается. Как можно намотать больше одного витка фольгой с чередованием слоев - мне вообще непонятно.

 

Может, подскажите, как трансформатор намотать на ток первичной обмотки под 40А и индуктивностью рассеяния менее 20нГн? Соотношение витков как минимум 1:6 (с удвоителем на вторичной стороне).

[Baza 24]

просто две медных пластины
https://www.egmicro.com/downloads/38
 

 

[Plain 166]

54 минуты назад, euthon сказал:

Очень не хочется делать какие-либо фиксаторы

Велосипед не изобретайте, в фиксаторе нет ничего сложного, чем гробить дорогую аккумуляторную энергию попусту.

 

57 минут назад, euthon сказал:

как трансформатор намотать на ток первичной обмотки под 40А и индуктивностью рассеяния менее 20нГн? Соотношение витков как минимум 1:6

6 шт. отрезков коаксиального кабеля, оплётки параллельно, жилы последовательно.

[Yuri7751 19]

1 hour ago, euthon said:

При этом на картинке трансформатор выглядит вполне обычным, в смысле не планарным.

Там же написано, как они мотали. Вы только картинки разглядываете? Буквы не пробовали читать?

[euthon 0]

1 hour ago, Yuri7751 said:

Там же написано, как они мотали. Вы только картинки разглядываете? Буквы не пробовали читать?

Не очень-то там написано. Или я чего то не понимаю. Там сказано, про 4 витка первичной обмотки из медной фольги с чередованием слоёв. Как намотать несколько витков из фольги с чередованием и не разрезать эту самую фольгу - я не представляю. Если фольгу резать, а затем витки соединять - я не знаю, как такое засунуть в каркас разумного размера.

1 hour ago, Plain said:

в фиксаторе нет ничего сложного, чем гробить дорогую аккумуляторную энергию попусту.

Если Ls получается 11нГн, то там той энергии что-то в районе ватта. Проще на ключах высадить, чем active clamp городить.

2 hours ago, Plain said:

6 шт. отрезков коаксиального кабеля, оплётки параллельно, жилы последовательно.

Есть проблемка с неизвестностью сечений оплёток. Методом перебора подбирать? Да и нет под рукой коаксиала. Фольга зато есть.

 

2 hours ago, Baza said:

просто две медных пластины

Там, я так понимаю, LLC (или просто LC - у меня проблемы с китайским). С индуктивностью рассеяния, похоже, китайцы не заморочивались, в резонансной топологии это не столь важно.

[SSerge 4]

3 часа назад, euthon сказал:

Как можно намотать больше одного витка фольгой с чередованием слоев - мне вообще непонятно.

Мотаем одновременно двухслойным бутербродом из фольги и m/n проводников.

Делаем n витков.

Проводники соединяем последовательно. К-нт трансформации получается n:m

Есть некоторые проблемы с изоляцией первичной обмотки от вторичной.

 

PS. И с напряжением между соседними проводниками.

Изоляция-то выдержит, но собственная ёмкость обмотки при такой намотке увеличивается, при большом к-те трансформации это может стать неприятным сюрпризом.

 

 

[wim 6]

22 часа назад, euthon сказал:

Не очень-то там написано.

В этом и заключается ноу-хау. Бесплатно такие вещи никто не рассказывает. Из положительных моментов - иностранные товарищи пользовались общеизвестными уравнениями Дауэлла, поэтому можно попытаться воспроизвести ход мыслей иностранных товарищей.

22 часа назад, SSerge сказал:

Мотаем одновременно двухслойным бутербродом из фольги и m/n проводников.

Вот график, Fig. 15. Получить Rac/Rdc = 1,05 можно только при эквивалентном числе слоёв 0,5. Осталось только объяснить, как это сделать конструктивно в данном конкретном случае. 

[Plain 166]

22 часа назад, euthon сказал:

Если фольгу резать, а затем витки соединять - я не знаю, как такое засунуть в каркас разумного размера

Для 2 кВт 100 кГц 40 В нужно как минимум ETD54 и первичка в 3 витка. Для ленточных выводов у каркаса ETD54 вверху есть два выреза по 11 мм, такие выводы обычно получают посредством сгибания ленты на 90°, с последующими дополнительными сложениями до указанной нужной ширины — следовательно, для Ктр=6 потребуется 18 сдвоенных витков ленты 150 мкм, из которых каждые 3 витка первички являются отдельными отрезками с выводами попеременно в те же пазы, для последующего соединения одноимённых параллельно, что и видно на фото трансформатора в указанной бумаге.

 

Поскольку штатные выводы каркаса при таком способе намотки не используются, как один из вариантов монтажа, возможен его переворот на 180° и фиксация посредством дополнительной ПП и пр., если силовая часть на основной ПП.

[euthon 0]

2 hours ago, Plain said:

с выводами попеременно в те же пазы, для последующего соединения одноимённых параллельно, что и видно на фото трансформатора в указанной бумаге.

Целый день пытаюсь что-то похожее изобразить на каркасе ETD49 (на 1 кВт, на два я даже не замахиваюсь). Две проблемы - в те же пазы не так-то легко попасть. Задолбался уже фольгу резать. Вторая проблема - когда фольгу свертываешь «до нужной ширины» всё это начинает топорщиться и каждый следующий слой всё тяжелее уместить в каркас и при этом сделать так, чтобы нужные концы более-менее совпали. Если авторы статьи мотали именно таким способом - они видимо долго тренировались и даже страшно представить сколько фольги перевели. 
 

Ещё день помучаюсь, если ничего не получится - плюну и сделаю вместо каскада бак -> полный мост более традиционную конструкцию: буст -> LLC. 

Изменено 11 февраля, 2022 пользователем euthon

[Plain 166]

Да там всё с одного раза делается по оснастке — у ленты делается нужной ширины вывод, он кладётся в паз, далее на неё кладётся полоска эквивалента толщины вторички и изоляции (т.е. из любого подходящего материала) и этим комплектом наматывается нужное число витков, после чего нужный отрезок отрезается от катушки и у полученного конца делается нужной ширины вывод, который кладётся в паз, и такой процесс повторяется нужное число раз, а в конце это всё разбирается и собирается уже начисто со вторичкой.

[Baza 24]

Либо грамотный конструктор делает выкройки, которые режут плоттером из фольги с изолятором

[euthon 0]

В общем, если вдруг кому интересно, результат натурного эксперимента. Вводные немного изменились - решил поднять напряжение на инверторе до примерно 80 вольт  

Трансформатор на сердечнике ETD49. Первичная обмотка - медная лента толщиной 0.12мм во всю ширину окна (30мм), вторичная обмотка - эта же лента, разрезанная вдоль на 3 части (по 9мм шириной). Три вторичных обмотки через два слоя изоляции накладываются на первичную и этим бутербродом делается 8 витков. Затем три полученных вторичных обмотки соединяются последовательно.

Результат измерений:

Индуктивность намагничивания: 270 мкГн. 
Индуктивность рассеяния вторичной обмотки: 275 нГн (т.е. приведённая к первичке ~30нГн).

Межобмоточная ёмкость: 3.6 нФ 

Ёмкость, как и ожидалось, огромна, но насколько это будет проблемой - пока не понял. 

[Plain 166]

10 часов назад, euthon сказал:

приведённая к первичке ~30нГн

Очевидно, следствие порожняка в 10% ширины.

 

10 часов назад, euthon сказал:

огромна, но насколько это будет проблемой

Обычно такое решается мягким переключением, т.е. пятым транзистором и небольшим воздушным дросселем, с последующим размагничиванием его на фиксатор.

[Herz 4]

19 часов назад, euthon сказал:

Ёмкость, как и ожидалось, огромна, но насколько это будет проблемой - пока не понял. 

Для 100кГц, пожалуй, серьёзной проблемой. И не столько межобмоточная, сколько межслойная, ИМХО.

[_4afc_ 24]

3 часа назад, Herz сказал:

Для 100кГц, пожалуй, серьёзной проблемой. И не столько межобмоточная, сколько межслойная, ИМХО.

Может будет меньше если взять не 9мм, а 6мм и мотать в шахматном порядке?