Jump to content

    
Sign in to follow this  
pr0m

Импульсный трансформатор очень греется...

Recommended Posts

Привет форумчанам.

 

Делаю flyback-SMPS на вых. мощность порядка 160Вт, Uвых=27, Iвых=6~7А.

Частота преобразования ~70кГц.

Ключ IRFPE50, duty cycle расчётный и реальный совпадают (на Pмакс) ~30%.

 

Транс намотал такой:

сердечник E42/21/15 N67 от EPCOS,

зазор 1мм

первичка: 2*12 витка 3*0.63мм (в двух слоях)

вторичка: 5 витков 3*0.91мм

питание ШИМа: 3 витка ......

Расчётная индуктивность порядка 134мкГн, Вмакс вроде в норме..

 

Такая проблема:

В режимах близких к макс вых мощностим транс совсем уж неприлично греется (точно не измерял, но по ощущениям - порядка 80-90градусов). При этом ключ и вых. выпрямительный диод вполне неплохо себя чувствуют в смысле теплового режима.

 

Буду рад выслушать советы и соображения!

 

п.с.: по осциллограммам тока ключа вроде не похоже чтобы транс входил в насыщение - нормальная пила...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Индукция не превышает 0.2 Тесла. Наверное надо попробовать сердечник N87 или что получше и сечение провода увеличить. Можно немного уменьшить зазор и число витков. А лучше работать по прямоходовой схеме (у Вас один выход и большая мощность). Я бы сделал косой мост.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Индукция не превышает 0.2 Тесла. Наверное надо попробовать сердечник N87 или что получше и сечение провода увеличить. Можно немного уменьшить зазор и число витков. А лучше работать по прямоходовой схеме (у Вас один выход и большая мощность). Я бы сделал косой мост.

 

Расчёт как раз делался чтобы индукция была не больше 200мТ - пиковый ток ~6.5А в первичке, дабы избежать насыщения. Впрочем, по данным производителя у этого сердечника она равна 380мТ на 25град. так что с большим запасом.. Или это неверный подход? Какие недостатки у работы транса при низкой индукции?

А при уменьшении числа витков индукция только уменьшится. Да и вроде бы наличие скин-эффекта не даст никаких преимуществ при более толстых проводах? Всётаки очень похоже, что потери ИМЕННО в сердечнике.

Поправьте плиз, если неправ.

 

К сожалению, другой сердечник получить быстро нет возможности, поэтому пытаюсь делать на имеющемся. Согласен насчёт доводов в пользу прямоходового, обязательно буду "щупать" и его, но в любом случае, прежде чем тестить другие топологии, очень хочется разобраться в причине....

 

Ещё попутный вопрос: отличаются ли два одинаковых 2 имп. транса с разным количеством витков в первичке и разными зазорами (разные значения Al) при условии что индуктивность обмотки одинаковая? По формулам выходит, что тот у к-го меньше витков будет иметь меньшую индукцию?

Share this post


Link to post
Share on other sites

При прочих равных условиях индукция увеличивается с уменьшением числа витков (Ut=Bsw). Потерь точно больше будет при увеличении зазора. Нужен компромисс, который окончательно можно достичь только опытным путем. Попытка сделать большой запас по индукции может тоже увеличить потери. Можно увеличить также длительность прямого хода, что приведет к уменьшению ипульсного тока, для чего одновременно надо увеличить индуктивность уменьшением зазора. Можно при этом допустить больший обратный выброс (уменьшить на виток вторичную обмотку). Поиграться есть с чем, перегрев наступает действительно при максимальной нагрузке, а не раньше. Но все-таки нерационально делать такой обратноходовой.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ещё попутный вопрос: отличаются ли два одинаковых 2 имп. транса с разным количеством витков в первичке и разными зазорами (разные значения Al)  при условии что индуктивность обмотки одинаковая? По формулам выходит, что тот у к-го меньше витков будет иметь меньшую индукцию?

 

Там где вольше витков тот и будет иметь меньшую индукцию!

 

B=DU\SFw,

 

требуемый зазор найдете, как:

 

g=4pi*10^(-7)*w^2*S/L.

 

Что у Вас с плотностью тока в проводе, какое значение RMS?

При Вышей мощьности необходимо неболее ~(3...3,5)А\мм. кв.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Привет форумчанам.

 

Делаю flyback-SMPS на вых. мощность порядка 160Вт, Uвых=27, Iвых=6~7А.

Частота преобразования ~70кГц.

Ключ IRFPE50, duty cycle расчётный и реальный совпадают (на Pмакс) ~30%.

 

Транс намотал такой:

сердечник E42/21/15 N67 от EPCOS,

зазор 1мм

первичка: 2*12 витка 3*0.63мм (в двух слоях)

вторичка: 5 витков 3*0.91мм

питание ШИМа: 3 витка ......

Расчётная индуктивность порядка 134мкГн, Вмакс вроде в норме..

 

Такая проблема:

В режимах близких к макс вых мощностим транс совсем уж неприлично греется (точно не измерял, но по ощущениям - порядка 80-90градусов). При этом ключ и вых. выпрямительный диод вполне неплохо себя чувствуют в смысле теплового режима.

 

Буду рад выслушать советы и соображения!

 

п.с.: по осциллограммам тока ключа вроде не похоже чтобы транс входил в насыщение - нормальная пила...

 

 

Вообще-то сердечник греется при изменении индукции :) . И потери нормируются в нем при заданном размахе индукции и частоте работы. У каждого сердечника (Epcos) имеется соответсвующий параметр - максимальная мощность на set. Посчитайте, исходя из параметров Вашего режима и параметров феррита потери в сердечнике, приплюсуйте потери в проводе.

Замечу, что с моей точки зрения, указанная Вами температура - нормальная...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вообще-то сердечник греется при изменении индукции :) . И потери нормируются в нем при заданном размахе индукции и частоте работы. У каждого сердечника (Epcos) имеется соответсвующий параметр - максимальная мощность на set. Посчитайте, исходя из параметров Вашего режима и параметров феррита потери в сердечнике, приплюсуйте потери в проводе.

Замечу, что с моей точки зрения, указанная Вами температура - нормальная...

 

 

Однако, EPCOS-овская программка Ferrite magnetic Design Tools говорит, что транс на этотом сердечнике и материале на частоте 70КГц выдаёт достаточную мощность при изменении температуры на 20град. У меня изменение побольше получается... В доказательство - волдыри на щупательном пальце :rolleyes:

А использовать вентилятор ой как не хочется.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ещё попутный вопрос: отличаются ли два одинаковых 2 имп. транса с разным количеством витков в первичке и разными зазорами (разные значения Al)  при условии что индуктивность обмотки одинаковая? По формулам выходит, что тот у к-го меньше витков будет иметь меньшую индукцию?

 

Там где вольше витков тот и будет иметь меньшую индукцию!

 

B=DU\SFw,

 

требуемый зазор найдете, как:

 

g=4pi*10^(-7)*w^2*S/L.

 

Что у Вас с плотностью тока в проводе, какое значение RMS?

При Вышей мощьности необходимо неболее ~(3...3,5)А\мм. кв.

 

 

Да, насчёт кол-ва витков и кол-ва индукции я всё перепутал. :rolleyes: Накачал литературы отовсюду кусками - в голове в 1 ночи образовалась каша.

В обчем, по расчётам действительно получается очень большая плотность тока для моего количества витков в первичке. Сейчас пересчитал заново - получается совсем другая картина:

59 первичка (25+24), 12 вторичка, зазор 2.0мм - Lp = 360мкГн

Рабочую понизил до 40 кГц, ибо в процессе опытов обнаружил что ключ посильнее греется на более высоких - видимо у используемого MOSFET-а потери на переключение сильнее сказываются, чем потери проводимости?

Индукция и плотность тока в норме с запасом.

Приступаю к намотке :rolleyes:

 

Для себя на основе прочитанного делаю вывод: для Fly-транса для заданной частоты (Lp=const) и duty cycle нужно стараться максимизировать число витков в первичке и зазор (чтобы уменьшить размах индукции и потери), а ограничением сверху будут - геом. размеры бобины и разумные омические сопротивления проводом обмоток (конечно, провода на соответствующий ток, с учётом скин-эффекта). Правильно ли?

 

Irms~1.3A.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ещё вопрос: в EPCOS FM Design Tool при расчёте Al для заданного зазора на вкладке "Core Calculation->Al value" вычисляются два значения - одно из них без учёта fringle flux, другое с учётом (исп. коэф-ты К1,К2). В посл случае при для константной Al зазор получается больше.

Какой зазор использовать на практике?? Честно гря, с наскоку не въехал, что учитывают эти коэфф-ты. Измерил индуктивность первички - получается соответствие зазора и Al для первоого случая....

Share this post


Link to post
Share on other sites
В обчем, по расчётам действительно получается очень большая плотность тока для моего количества витков в первичке.Сейчас пересчитал заново - получается совсем другая картина:

59 первичка (25+24), 12 вторичка, зазор 2.0мм - Lp = 360мкГн

1.Плотность не связана с числом витков, а только с током и площадью сечения.

2. Для частоты 70 кГц, макс. D=0,53 мм, с учётом скин-эффекта

3. Если идут провода в параллель, то нужно складывать их площади, а не диаметры.

4. С увеличением зазора возрастут и потери в сердечнике.

 

Для себя на основе прочитанного делаю вывод: для Fly-транса для заданной частоты (Lp=const) и duty cycle нужно стараться максимизировать число витков в первичке и зазор (чтобы уменьшить размах индукции и потери), а ограничением сверху будут - геом. размеры бобины и разумные омические сопротивления проводом обмоток (конечно, провода на соответствующий ток, с учётом скин-эффекта). Правильно ли?

 

Сначало нуно определиться ск. витков на вольт Вам нуна. Затем прикинуть значение В, после посчитать зазор исходя из значения индуктивности в первичке. Если чтото не устраивает играть этими соотношениями.

Для меня всегда важно вольт\виток, дабы выходные напруги выставить более точно, а затем играюсь остальными соотношениями.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если у Вас все правильно, и тр-р не насыщается, то ничего криминального в такой температуре нет. Посмотрите для примера информация с powerint.com у них fly на 43Вт и указаны температуры. Может окажется полезным для Вас.

epr13.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
Однако, EPCOS-овская программка Ferrite magnetic Design Tools говорит, что  транс на этотом сердечнике и материале  на частоте 70КГц выдаёт достаточную мощность при изменении температуры на 20град. У меня изменение побольше получается... В доказательство - волдыри на щупательном пальце  :rolleyes:

А использовать вентилятор ой как не хочется.

 

Во fly конфигурации???? и Ваших остальных параметрах?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если у Вас все правильно, и тр-р не насыщается, то ничего криминального в такой температуре нет. Посмотрите для примера информация с powerint.com у них fly на 43Вт и указаны температуры. Может окажется полезным для Вас.

 

Спасибо за ссылку! Интересные данные. Похоже, действительно ничего криминального в таких температурах.

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.

Sign in to follow this