|
Как измерить (или расчитать) индукцию насыщения ? |
|
|
|
Dec 21 2006, 21:02
|

Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 529
Регистрация: 20-02-05
Из: Смоленск
Пользователь №: 2 767

|
Цитата Совершенно верно - при малых токах нагрузки потери в обмотке дросселя будут определяться скин-эффектом. Не очень понял, почему именно при малом? И насколько это существенно при малых токах? ИМХО, провод будет считаться по пиемлемым потерям при максимальном токе. И он будет большого сечения.При минимальном токе потери в обмотке будут в сотню раз меньше. Сомневаюсь, что скин-эффект будет существенно на что-то влиять. Ведь сечение провода в этом случае будет явно избыточным. Или это справедливо для варианта с синхронным выпрямлением?
|
|
|
|
|
Dec 21 2006, 23:05
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(AML @ Dec 21 2006, 21:02)  Цитата Совершенно верно - при малых токах нагрузки потери в обмотке дросселя будут определяться скин-эффектом. Не очень понял, почему именно при малом? И насколько это существенно при малых токах? ИМХО, провод будет считаться по пиемлемым потерям при максимальном токе. И он будет большого сечения.При минимальном токе потери в обмотке будут в сотню раз меньше. Сомневаюсь, что скин-эффект будет существенно на что-то влиять. Ведь сечение провода в этом случае будет явно избыточным. Или это справедливо для варианта с синхронным выпрямлением? Потери в обмотке дросселя складываются из потерь на постоянном токе, которые определяются током нагрузки и не зависят от пульсаций тока и потерь на переменном токе, которые определяются пульсациями тока и не зависят от тока нагрузки. В синхронном баке амплитуда пульсаций тока вообще постоянна, поскольку постоянны индуктивность дросселя и выходное напряжение. Потери на переменном токе рассчитываются по уравнениям Дауэлла. Тут на форуме Bludger выкладывал перевод статьи "Eddy current losses...", чтобы было понятнее, я приведу оттуда готовый график. По оси X откладывается отношение эквивалентной толщины фольги (для рядовой намотки это - чуть меньше диаметра провода) к глубине скин-слоя, по оси Y - отношение сопротивления переменному току к сопротивлению постоянному. Из графика видно, что при Q>4 отношение Rac/Rdc растёт практически линейно. Т.е. увеличив диаметр "толстого" провода в 2 раза, мы уменьшим сопротивление постоянному току в 4 раза, а сопротивление переменному току - только в 2. Поэтому использовать литцендрат выгоднее, особенно, когда поджимают и габариты, и кпд.
Прикрепленные файлы
skin.bmp ( 73.02 килобайт )
Кол-во скачиваний: 1161
|
|
|
|
|
Dec 22 2006, 11:21
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904

|
Цитата(wim @ Dec 21 2006, 23:05)  Цитата(AML @ Dec 21 2006, 21:02)  Цитата Совершенно верно - при малых токах нагрузки потери в обмотке дросселя будут определяться скин-эффектом. Не очень понял, почему именно при малом? И насколько это существенно при малых токах? ИМХО, провод будет считаться по пиемлемым потерям при максимальном токе. И он будет большого сечения.При минимальном токе потери в обмотке будут в сотню раз меньше. Сомневаюсь, что скин-эффект будет существенно на что-то влиять. Ведь сечение провода в этом случае будет явно избыточным. Или это справедливо для варианта с синхронным выпрямлением? Потери в обмотке дросселя складываются из потерь на постоянном токе, которые определяются током нагрузки и не зависят от пульсаций тока и потерь на переменном токе, которые определяются пульсациями тока и не зависят от тока нагрузки. В синхронном баке амплитуда пульсаций тока вообще постоянна, поскольку постоянны индуктивность дросселя и выходное напряжение. Потери на переменном токе рассчитываются по уравнениям Дауэлла. Тут на форуме Bludger выкладывал перевод статьи "Eddy current losses...", чтобы было понятнее, я приведу оттуда готовый график. По оси X откладывается отношение эквивалентной толщины фольги (для рядовой намотки это - чуть меньше диаметра провода) к глубине скин-слоя, по оси Y - отношение сопротивления переменному току к сопротивлению постоянному. Из графика видно, что при Q>4 отношение Rac/Rdc растёт практически линейно. Т.е. увеличив диаметр "толстого" провода в 2 раза, мы уменьшим сопротивление постоянному току в 4 раза, а сопротивление переменному току - только в 2. Поэтому использовать литцендрат выгоднее, особенно, когда поджимают и габариты, и кпд. Это все так - с теоретической точки зрения, а практически почему то не работает. Могу продемонстрировать на примере вот этого модуля: http://www.bourns.com/pdfs/SXT16A-12SA_longform.pdfТам стоит индактор 1.1uH & Rdc=2.8mOhm. Обмотка выполнена медной лентой шириной 2,5мм, намотанной спиралью, т.е. с толщиной слоя 2,5мм, и Rac/Rdc будет что то порядка 20. Рабочая частота модуля - 300кил. При 5В на выходе и 12В на входе на ХХ жрет 100мА. Пульсации тока - +/-4,4А. Согласно теории потери в индакторе должны составлять примерно 350mW (ммм.. 30% от всех потерь уже не есть паталогия). Теперь - другой вариант того же самого изделия: http://power.tycoelectronics.com/BinaryGet...89-b43b0ade4335Там индактор с практически теми же самыми характеристиками (ну, индуктивность процентов на 10меньше, а сопротивление на стольно же поменьше), но исполнение другое - на сердечник EFD намотана лента толщиной 0,4, но "плоской" своей стороной, т.е. толщина слоя те же самые 0,4мм. Но - потребляемый ток совпадает с предыдущим ноль в ноль. Я не поленился - запаял сначала вариант 1 индектора - на хх 84.6mA - потом второй вариант индактора - 96.2mA. То есть тот, что по теории должен быть гораздо лучше (миллиампер на 30), показывает несколько худший результат, но это можно списать на его чуть меньшую индуктивность и несколько большие потери в сердечнике... Вообще, в промышленных баках, где борются за каждую десятку КПД, в индакторах кладут одну как можно более жирную шину, что бы дробили проводники никогда не видел. И это при том, что тэйка сама прекрасно мотает для себя индакторы - она не завязана на покупные... Кстати, приведенный пример характерен еще и своими громадными пульсациями тока, в данной задаче как раз хотят сделать большую индуктивность, соответственно проблемы со скином мне кажутся здесь неуместными ввиду предполагаемых мизерных пульсаций тока  Не поленился -
|
|
|
|
|
Dec 22 2006, 12:53
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(Bludger @ Dec 22 2006, 11:21)  Это все так - с теоретической точки зрения, а практически почему то не работает. Могу продемонстрировать на примере вот этого модуля: http://www.bourns.com/pdfs/SXT16A-12SA_longform.pdfТам стоит индактор 1.1uH & Rdc=2.8mOhm. Обмотка выполнена медной лентой шириной 2,5мм, намотанной спиралью, т.е. с толщиной слоя 2,5мм, и Rac/Rdc будет что то порядка 20. Рабочая частота модуля - 300кил. При 5В на выходе и 12В на входе на ХХ жрет 100мА. Пульсации тока - +/-4,4А. Согласно теории потери в индакторе должны составлять примерно 350mW (ммм.. 30% от всех потерь уже не есть паталогия). Теперь - другой вариант того же самого изделия: http://power.tycoelectronics.com/BinaryGet...89-b43b0ade4335Там индактор с практически теми же самыми характеристиками (ну, индуктивность процентов на 10меньше, а сопротивление на стольно же поменьше), но исполнение другое - на сердечник EFD намотана лента толщиной 0,4, но "плоской" своей стороной, т.е. толщина слоя те же самые 0,4мм. Но - потребляемый ток совпадает с предыдущим ноль в ноль. Я не поленился - запаял сначала вариант 1 индектора - на хх 84.6mA - потом второй вариант индактора - 96.2mA. То есть тот, что по теории должен быть гораздо лучше (миллиампер на 30), показывает несколько худший результат, но это можно списать на его чуть меньшую индуктивность и несколько большие потери в сердечнике... Вообще, в промышленных баках, где борются за каждую десятку КПД, в индакторах кладут одну как можно более жирную шину, что бы дробили проводники никогда не видел. И это при том, что тэйка сама прекрасно мотает для себя индакторы - она не завязана на покупные... Кстати, приведенный пример характерен еще и своими громадными пульсациями тока, в данной задаче как раз хотят сделать большую индуктивность, соответственно проблемы со скином мне кажутся здесь неуместными ввиду предполагаемых мизерных пульсаций тока  Не поленился - Да, любопытно. Но, всё-таки, в первом варианте, там где лента шириной 2,5 мм, - какая толщина ленты? Во втором варианте обмотка в один слой намотана?
|
|
|
|
|
Dec 22 2006, 13:39
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904

|
Цитата(wim @ Dec 22 2006, 12:53)  Цитата(Bludger @ Dec 22 2006, 11:21)  Это все так - с теоретической точки зрения, а практически почему то не работает. Могу продемонстрировать на примере вот этого модуля: http://www.bourns.com/pdfs/SXT16A-12SA_longform.pdfТам стоит индактор 1.1uH & Rdc=2.8mOhm. Обмотка выполнена медной лентой шириной 2,5мм, намотанной спиралью, т.е. с толщиной слоя 2,5мм, и Rac/Rdc будет что то порядка 20. Рабочая частота модуля - 300кил. При 5В на выходе и 12В на входе на ХХ жрет 100мА. Пульсации тока - +/-4,4А. Согласно теории потери в индакторе должны составлять примерно 350mW (ммм.. 30% от всех потерь уже не есть паталогия). Теперь - другой вариант того же самого изделия: http://power.tycoelectronics.com/BinaryGet...89-b43b0ade4335Там индактор с практически теми же самыми характеристиками (ну, индуктивность процентов на 10меньше, а сопротивление на стольно же поменьше), но исполнение другое - на сердечник EFD намотана лента толщиной 0,4, но "плоской" своей стороной, т.е. толщина слоя те же самые 0,4мм. Но - потребляемый ток совпадает с предыдущим ноль в ноль. Я не поленился - запаял сначала вариант 1 индектора - на хх 84.6mA - потом второй вариант индактора - 96.2mA. То есть тот, что по теории должен быть гораздо лучше (миллиампер на 30), показывает несколько худший результат, но это можно списать на его чуть меньшую индуктивность и несколько большие потери в сердечнике... Вообще, в промышленных баках, где борются за каждую десятку КПД, в индакторах кладут одну как можно более жирную шину, что бы дробили проводники никогда не видел. И это при том, что тэйка сама прекрасно мотает для себя индакторы - она не завязана на покупные... Кстати, приведенный пример характерен еще и своими громадными пульсациями тока, в данной задаче как раз хотят сделать большую индуктивность, соответственно проблемы со скином мне кажутся здесь неуместными ввиду предполагаемых мизерных пульсаций тока  Не поленился - Да, любопытно. Но, всё-таки, в первом варианте, там где лента шириной 2,5 мм, - какая толщина ленты? Во втором варианте обмотка в один слой намотана? В первом дросселе лента толщиной где то 0,3-0,4мм. Это индактор AQ5018-1R1L http://www.inter-technical.com/datasheets/AQ50XX_SERIES.PDFА второй - да, в один слой лента примерно 0,1*1,5мм - 4 витка. ДШ на него нет, это тэйка сама делает для себя же... Удачная констуркция - за счет малой длины витка получается хорошее сопротиление. И никакого каркаса, медяха прям в сердечник засунута. И еще одно соображение - у нас при всех выходах пульсации тока одни и те же - но при 0,75В на выходе жрет уже всего 40mA. Чем объяснить данный эффект - не знаю, на трансформаторах теория работает вполне адекватно, а здесь - нет...
|
|
|
|
|
Dec 22 2006, 14:09
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(Bludger @ Dec 22 2006, 13:39)  В первом дросселе лента толщиной где то 0,3-0,4мм. Это индактор AQ5018-1R1L http://www.inter-technical.com/datasheets/AQ50XX_SERIES.PDFА второй - да, в один слой лента примерно 0,1*1,5мм - 4 витка. ДШ на него нет, это тэйка сама делает для себя же... Удачная констуркция - за счет малой длины витка получается хорошее сопротиление. И никакого каркаса, медяха прям в сердечник засунута. И еще одно соображение - у нас при всех выходах пульсации тока одни и те же - но при 0,75В на выходе жрет уже всего 40mA. Чем объяснить данный эффект - не знаю, на трансформаторах теория работает вполне адекватно, а здесь - нет... Пульсации тока дросселя пропорциональны выходному напряжению, при напряжении 0,75В они существенно меньше. Обратите внимание на графики 8, 9 (у них даже номера совпдают). Если считать, что пульсации выходного напряжения пропорциональны пульсациям тока дросселя, то у Bourns картина понятная - при выходном напряжении 3,3В пульсации выходного напряжения примерно на 30% больше, чем при 2,5В. А вот у Tyco при тех же условиях (3,3В vs 2,5В) пульсации возросли в 4 раза - у них явно какие-то проблемы с дросселем. К сожалению, Tyco не показала пульсаций выходного напряжения на хх (у Bourns они одинаковы, что под нагрузкой, что на хх). Если предположить, что большие пульсации тока в дросселе Tyco определяются его конструктивными особенностями, тогда результаты эксперимента можно трактовать так: более эффективная однослойная обмотка "компенсируется" удвоенной амплитудой пульсаций тока.
|
|
|
|
|
Dec 22 2006, 14:46
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904

|
Цитата(wim @ Dec 22 2006, 14:09)  Цитата(Bludger @ Dec 22 2006, 13:39)  В первом дросселе лента толщиной где то 0,3-0,4мм. Это индактор AQ5018-1R1L http://www.inter-technical.com/datasheets/AQ50XX_SERIES.PDFА второй - да, в один слой лента примерно 0,1*1,5мм - 4 витка. ДШ на него нет, это тэйка сама делает для себя же... Удачная констуркция - за счет малой длины витка получается хорошее сопротиление. И никакого каркаса, медяха прям в сердечник засунута. И еще одно соображение - у нас при всех выходах пульсации тока одни и те же - но при 0,75В на выходе жрет уже всего 40mA. Чем объяснить данный эффект - не знаю, на трансформаторах теория работает вполне адекватно, а здесь - нет... Пульсации тока дросселя пропорциональны выходному напряжению, при напряжении 0,75В они существенно меньше. Обратите внимание на графики 8, 9 (у них даже номера совпдают). Если считать, что пульсации выходного напряжения пропорциональны пульсациям тока дросселя, то у Bourns картина понятная - при выходном напряжении 3,3В пульсации выходного напряжения примерно на 30% больше, чем при 2,5В. А вот у Tyco при тех же условиях (3,3В vs 2,5В) пульсации возросли в 4 раза - у них явно какие-то проблемы с дросселем. К сожалению, Tyco не показала пульсаций выходного напряжения на хх (у Bourns они одинаковы, что под нагрузкой, что на хх). Если предположить, что большие пульсации тока в дросселе Tyco определяются его конструктивными особенностями, тогда результаты эксперимента можно трактовать так: более эффективная однослойная обмотка "компенсируется" удвоенной амплитудой пульсаций тока. Да, на счет пульсаций спорол-с.. Пульсации там совсем не связаны с индактором, это проблемы паразитных токов по общей земле плюс резонансные эффекты во входной цепи между кондерами на борту и внешними кондерами. В-обчем, там все хитро и гнусно и к дросселю не имеет ни малейшего отношения... Еще раз - два индактора, и все практически одинаково, пульсции на выходе (при одинаковых условиях измерения), КПД под нагрузкой при разных выходах, и вообще все. Мизерная разница на ХХ легко объясняется немного разными потерями в сердечнике.
|
|
|
|
|
Dec 22 2006, 15:24
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(Bludger @ Dec 22 2006, 14:46)  Да, на счет пульсаций спорол-с.. Пульсации там совсем не связаны с индактором, это проблемы паразитных токов по общей земле плюс резонансные эффекты во входной цепи между кондерами на борту и внешними кондерами. В-обчем, там все хитро и гнусно и к дросселю не имеет ни малейшего отношения... Еще раз - два индактора, и все практически одинаково, пульсции на выходе (при одинаковых условиях измерения), КПД под нагрузкой при разных выходах, и вообще все. Мизерная разница на ХХ легко объясняется немного разными потерями в сердечнике. Буржуины очень въедливы в терминологии и словом "ripple" обозначают именно пульсации выходного напряжения обусловленные переменной составляющей тока в индукторе, а проявления всяких резонасно-паразитных эффектов они называют словом "noise". На приведенных в даташите Tyco графиках и по форме и по названию это именно "ripple". Объяснить четырёхкратное увеличение амплитуды пульсаций можно только нелинейной зависимостью индуктивности от амплитуды пульсаций тока.
Прикрепленные файлы
ripple.bmp ( 122.8 килобайт )
Кол-во скачиваний: 25
|
|
|
|
|
Dec 22 2006, 15:46
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904

|
Цитата(wim @ Dec 22 2006, 15:24)  Цитата(Bludger @ Dec 22 2006, 14:46) 
Да, на счет пульсаций спорол-с.. Пульсации там совсем не связаны с индактором, это проблемы паразитных токов по общей земле плюс резонансные эффекты во входной цепи между кондерами на борту и внешними кондерами. В-обчем, там все хитро и гнусно и к дросселю не имеет ни малейшего отношения... Еще раз - два индактора, и все практически одинаково, пульсции на выходе (при одинаковых условиях измерения), КПД под нагрузкой при разных выходах, и вообще все. Мизерная разница на ХХ легко объясняется немного разными потерями в сердечнике.
Буржуины очень въедливы в терминологии и словом "ripple" обозначают именно пульсации выходного напряжения обусловленные переменной составляющей тока в индукторе, а проявления всяких резонасно-паразитных эффектов они называют словом "noise". На приведенных в даташите Tyco графиках и по форме и по названию это именно "ripple". Объяснить четырёхкратное увеличение амплитуды пульсаций можно только нелинейной зависимостью индуктивности от амплитуды пульсаций тока. Не тот случай. Проблема в том, что эти баки предназначены для конкретного применения, и монтируются на общий граунд-плэйн. Поэтому и требования к испытаниям соответствующие. Если возьмете любой модуль, и разорвете внешнюю землю, то увидите совершенно правильные и хорошие пульсации, все по науке. Они же не могут возмущенному кастомеру предлагать резать землю на внутреннем слое что бы показать какие на самом деле пульсации Это все я знаю не понаслышке.. Большая часть из боурнсовской линейки - наше творенье, приведенные примеры - это мы делали то, что называется second sourse к Тэйке, соответственно все эти эффекты с кривыми пульсациями хорошо знакомы.. Скажу больше, резонансная гадость во входной цепи на SMT-шном модуле не только пульсации корежит, но и отжирает целый процент КПД, но сделать с ней ничего не удается, дешево во всяком случае..
|
|
|
|
|
Jan 13 2007, 13:14
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290

|
Цитата(AML @ Dec 15 2006, 02:18)  Цитата Сегодня подсказали, что в России есть Гаммамет. Делают аморфное железо лучше корейцев. Кроме этого аморфные сплавы в России выпускает Ашенский металлургический завод (более известный посудой из нержавейки  ). На фото выше - именно их сердечник (я его ошибочно ашерским назвал) Только где они продаются - не в курсе (бывший коллега по работе уже лет 5 сотрудничает с заводом в плане разработки и совершенствования аппаратуры для исследования параметров сердечников, от него у меня образцы) сайт ашинского мет. завода http://www.amet.ru/p_am_magn.html ,это сразу ссылка на маг. материалы.Обратите внимание, что в настоящее время выпускаются сердечники с зазором, что позволяет их использовать с подмагничиванием. Я их применял, правда, в кач. измерительных трансформаторов.
--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|