Да все в порядке с законом сохранения энергии.
В идеальном трансформаторе поток считается равным нулю. Ампервитки первичной обмотки всегда равны сумме ампервитков остальных. Энергия передается подобно механическому рычагу, не отвлекаясь на потери в конструкции самого рычага, прямо и мгновенно. Причем, при изменении входного напряжения любого знака (движение в любом направлении).
А вот в обратноходовом трансформаторе картина качественно иная. Это, строго говоря, не трансформатор, а многообмоточный энергозапасающий дроссель. Четко выражена фаза прямого хода с накоплением энергии в магнитном поле и обратного - с отдачей накопленного. Механический аналог, пожалуй, пружина.

Вот я и спрашиваю про доп.потери в обмотках прямоходового трансформатора, в связи с тем что там магнитного поля почти нет.

1) Потери связанные со скин-эфектом
2) Потери, связанные с эффектом близости витков
там отсутствуют ?

Это заблуждение. Или математическая абстракция, если хотите. Чтобы убедиться, что магнитное поле в трансформаторе есть и оно, по большей части, сосредоточено в сердечнике, выньте сердечник и почувствуйте разницу.

Скин-эффект возникает в любом сплошном проводнике при прохождении переменного тока. Он даже не догадывается есть ли поблизости сердечник или проводник находится в вакууме. То же самое по поводу близости витков. Это тот же скин-эффект, вернее механизм явления тот же.
Поэтому потери эти будут одинаковы и в прямоходе, и в обратноходовом трансформаторе, если не углубляться в детали вроде формы сингала, гармоник и т.д.
Обычно общие потери в прямоходовом конверторе заметно меньше потому что меньше амплитуды токов, чище форма сигнала и не так губительно сказываются индуктивности рассеивания, конструкция трансформатора может быть проще.

Что до поля.... оно и есть, и его нет в прямоходовике. Это может вырасти в такую же дискуссию страниц на 30-40, как и дважды возникавший тут диспут об индуктивности рассеивания. Физики легко считают свет то твердым шариком, то волной, когда как удобно. То же самое с атомом. В идеальном трансформаторе "поле есть, но оно равно нулю"

Вот и Вы найдите способ легко абстрагироваться от ненужных тонкостей, которые на самом деле никому неизвестны и вряд ли когда будут известны. Мы не видим магнитного поля и не можем его попробовать на вкус. Следовательно, заменяем подобием чего-то попонятнее в каждом отдельном случае (моделью).
Поле в прямоходе (сердечнике) проявляется в виде тока намагничивания который , обычно в 10-30 раз меньше амплитуды рабочего тока. Его энергия часто рекуперируется, а не теряется как в обратноходе и на нее мало обращают внимания на практике.

Вы читали статью участника нашего форума?

Я надеюсь, Вы оговорились? Зачем же тогда при проектировании трансформатора мы выбираем материал сердечника, чтоб индукция насыщения была побольше? Ведь Ф=B*S, Ф - поток (мвгнитный), В - индукция, S - сечение сердечника.





Хорошая статья. Порекомендовал "своим", надеюсь поможет навести порядок в "буйных головах". Мне показалось (к сожалению, все ссылки : на литературу и на формулы в одинаковых скобках), что к этой статье должен быть список литературы, но не нашёл его. Было бы интересно знать источники.

Сообщение отредактировал MikeSchir - Aug 29 2012, 08:37

Ну так у Bludgera на сайте указан оригинал на буржуйском языке.

Спасибо!
ПС только оригинала там нет и даже в SEM-900 Unitrode (1993) ( http://www.smps.us/Unitrode2.html ) не нашёл к сожалению.

Мы сильно отвлеклись от темы, заданной ТС

Пользуясь осциллограммами представленными ТС в посте #5, анализируя переходные процессы, я сделал модель преобразователяи просимулировал. Правда у меня небыло модели указанного транзистора, но я заменил её известной с Rdson=0,077Ом, что соответствует разогретому транзистору, скорстные параметры близки. Коэфициент связи в трансформаторе Кс=0,985 (по переходным процессам)
Получилось, без учёта потерь в сердечнике и потерь в проводах и на управление (надеюсь там что-то типа UC3842)+ погрешности, КПД= 76% с хвостиком.
Т.е. реальное устройство близко к сделанному мной идеалу (идеал - конечно условно, что получилось - то получилось)
Можно немножко повысить КПД применив более низкоомный транзистор (с помощью снаббера убрать выброс на стоке и взять транзистор на более низкое напряжение), но к сожалению значительно улучшить связь в трансформаторе не удастся.
Так что обратноходовик остаётся по-прежнему самым дешёвым преобразователем, но дешёвое, к сожалению, не бывает лучшим

Сообщение отредактировал MikeSchir - Aug 29 2012, 10:56

В защиту ОХК.
То, что при выбранных проектных параметрах ОХК, КПД получается порядка 70%, не препятствует получить более высокий КПД, "улучшив" проект (при этом может потребуется поступиться какими-то другими характеристиками, а может и не потребуется). В условиях задачи ТС (вход 10...70 вольт, выход 20 вольт, 0...20 ватт) реально ставить задачу спроектировать ОХК с КПД 80+% (при полной нагрузке). Да и в уже имеющемся проекте можно попытаться "приподнять" КПД на несколько процентов, но сколько ТС готов за это "заплатить"? (может улучшение КПД-просто пожелание, а нет-и так сойдет).
Не стану спорить, что для получения рекордного КПД, нужен не ОХК, а нечто другое.

Сообщение отредактировал A.W.P. - Aug 30 2012, 07:22

у обратнохода весь ток ключа является током намагничивания сердечника.
у прямохода ток намагничивания составляет примерно 10% от тока ключа.

но, поскольку у прямохода нет зазора, проницаемость сердечника выше, а, значит, индуктивность обмотки тоже выше. При равных входны-выходных параметрах - где-то на порядок разница.

Запасённая в сердечнике энергия E=L*I^2/2, у прямохода она есть также как и у обратнохода. Просто ток ниже, а индуктивность выше. Так что не надо говорить, что у прямохода магнитного поля в сердечнике нет Оно есть, причём такое же

Сообщение отредактировал Ydaloj - Aug 30 2012, 08:14

Просьба объяснить режим " с перекрытием полупериодов " . Что хорошего, ведь транс в этот момент замкнут по входным обмоткам., или я чего-то недопонимаю. У TI на схеме включения Lm5041 тоже сигналы управления пуш-пулом перекрываются. Буду благодарен за разъяснение. (тем более что в реально спаянной схеме , такое включение только уменьшает КПД и вызывает сильный нагрев транзисторов.)

Для режима без перекрытия потребуется дополнительная деталь (диод, ограничитель и т.п.), которая будет подхватывать питающий дроссель на этот момент, либо его могут ловить ограничители ключей, если они есть.

Насчёт неизвестного нагрева — при данной топологии через ключи в среднем всегда течёт один и тот же ток, который при перекрытии соответственно делится между ними пополам. Есть ещё время восстановления диодов, ёмкости обмоток и т.п., но это уже особенности конкретных схем.

Эта топология у буржуинов называется current-fed, т.е. мост питаемый током. В 80-е годы на неё возлагали большие надежды, потому что ключевые транзисторы тогда были медленные, а топология current-fed позволяет работать с перекрытием. Ещё одна фишка current-fed - возможность получить несколько выходных напряжений без дросселя групповой стабилизации. Однако, есть и проблемы - в паузе, когда ключи закрыты, ток дросселя надо куда-то направить. Для этого был изобретён Weinberg converter, но он защищён патентами, так что тут авторские права и всё такое.