Здравствуйте.
На днях столкнулся с проблемкой. Нужно разработать чоперный стабилизатор небольшой мощности.
Решил попробовать сделать на сердечнике Pot core. Но нигде не смог найти как расчитать его габаритную мощность. Подозреваю, что должно быть похоже на расчет кольца или Ш-образного, но все же сомнения есть. Уж больно различаются площади центрального керна и стенки чашки. Вполне возможны какие-то нюансы в расчетах. Кто-нибудь сталкивался с подобным.
Для примера, сердечник EPCOS без зазора Р 30х19 . Частота примерно 100кГц. Режим непрерывного тока.
Присоединил даташит на этот сердечник.
Кто знает, распишите методику. Или если есть ссылку, где инфу почерпнуть.

Сообщение отредактировал micomy - Jul 23 2008, 09:27

А Вы пробовали воспользоваться EPCOS - Ferrite Magnetic Design Tool, Version 4.0 ? Там есть закладка расчета мощности.

Пробовал.... получается что-то за 100Вт...
и что-то гложут меня сомнения, потому и спрашиваю

Дроссель на сердечнике EPCOS без зазора Р 30х19 не полуцца. Трансформатор - таки да, а дроссель - нет. И габаритная мощность - это параметр трансформатора, а у дросселя он другой, называется энергоёмкостью L*I^2. Расчёт можно глянуть, например, у Мелешина "Транзисторная преобразовательная техника"

Есть очень хорошая книга. Рекомендую.
Семёнов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов

http://www.radioscanner.ru/files/download/...onika_2001.djvu
http://ihtik.lib.ru/dreamhost_electrotehn_4janv2007.html

Зазор по-любому нужен. А проверить проще всего по теплу. Если сопротивление меди даст потери на рабочем токе не более 2 Вт - все ОК. Дроссель лучше рассчитывать на двойную амплитуду индукции 0,15-0,2 Тл, среднюю - ок.0,2 Тл.

Грубо, моща через дроссель пройдет в 2 раза большая, чем через транс обратнохода с той же индукцией и при той же частоте. Обмоток у транса две, а у дросселя одна.

Книга как раз отвратительная. Автор вообще не шарит в теме. Профессионал это сразу заметит, а начинающего книга может здорово и надолго запутать, т. к. написана "живым" языком и это внушает ложное доверие. Формулы там, конечно, правильные, т. к. не автором придуманы.
Правильные расчеты приводятся в справочнике по микросхемам для ИИП издательства Додека, кроме того можно почитать Application Notes от Power Integrations. Но это ИМХО для тех кто забыл или не знает вузовский курс электротехники и не хочет вспоминать. Сам не так давно основательно освежил это в памяти, и столько нового узнал



micomy,
чоперный стабилизатор небольшой мощности делается на сердечнике с зазором, или с распределенным зазором! Силовые дроссели никогда не делаются на феррите без зазора.
Рекомендую снизить частоту раза в 3 и применить кольцо из порошкового железа. Так намного проще получить работающую конструкцию, не спалив при наладке ящик деталей.

На 100 Вт ему, похоже, надо выдрать кольцо дросселя из компового БП. Но феррит мне тоже нравится. А насчет спалить - если у него есть режим токового ограничения, правильная индукция и шотка как обратный диод - все должно работать.
Kittin, имхо, книжка прикольная, если не доверять рассчетам автора. Чисто почитать о принципе действия разных преобразователей - на это годится. Типа, научно-популярная .
О рассчете по аналогии с трансом обратнохода - забыл сказать, зазор надо в 2 раза больше, чем у транса. А так все должно быть ОК.

Сейчас уже индакторы для баков все чаще делают на мю-пермаллое... Здесь потери на перемагничивание не очень существенные (правда, при низких выходах) - и с насыщением никаких проблем! Стандратные полудюймовые дроссели от вшей, сделанные на пермаллое, прекрасно работают и на трехстах килах... Так что бело-желтое кольцо (материал 26 от майкромиталс) из компового питателя - правильный выбор и на сотне кил!
А вообще, лучше подходить творчески к выбору индуктивности для бака - диапазон оптимальных индуктивностей может очень сильно варьироваться в каждом конкретном случае.. Это может быть и 20% размаха пульсаций от выходного тока, и 50, и даже все 100...

А про энергетические параметры Buck'a никто не спросил, какие они?

Может Uin=220 I=xxx, Uout=100V Iuot=1A...

Извиняюсь, я как-то не упомянул про зазор, потому что это типа само собой разумеется. Дроссель таки... С зазором AL=180нГ/вит.



Хорошая книжка, в плане понимания принципов. Спасибо, я раньше ее скачал и распечатал. При надобности заглядываю.



Я расчитывал потери по меди, у меня чуть больше ватта получилось. Это скин-эффекту. Активное сопротивление там липовое, даже считать не стал. Ээээ... Хмм... не понял, а почему мощность пойдет в 2 раза больше? в смысле у флая во второй части времени идет сброс энергии в нагрузку, а у чоппера это прокачка непрерывная? из-за этого? И почему 0,2Т это двойная амплитуда индукции? то есть рабочая индукця в среднем 0,1Т? не маловато? я вообще-то думал 0,2Т сделать максимальной. Насыщение у него 0,4Т примерно, я и решил задать 0,2Т максимум? Или я что-то не прнимаю?





Ну если читать только одну книжку, то можно долго в тему въезжать. Я обложился литературой со всех сторон. Вот за формулами я туда и хожу... И Додековская книжка тоже есть... Кстати, вот нее заглянуть у меня мозгов не хватило. Спасибо за мыслю.
Про зазор я уже говорил выше. А вот по поводу снижения частоты, это из области мечт. Понятно, что на 30-40кГц снижаются паразитные эффекты в феррите и меди, но тогда обмотки надо больше мотать, чтобы выйти на нужную индуктивность. Вылезают активные потери... Кольцо, эт замечательно, сам думал над этим. Не технологично и дорого. Один дроссель намотаю, а если 100 надо?



Почему в 2 раза больше? В чем прикол?



Я уже говорил, что кольцо это рулез, но цена и технологичность не ахти. Если я правильно помню, то 26-й материал рекомендуют до 100кГц. А у меня 100-120 кГц. Есть у них 87-й (или 86-й, не помню), но там цена еще выше.
Вот в этом творчестве я и погряз по самы уши Мне надо максимум 10%. На выходе у него кондер, так что сглаживание есть, но опять проблема. Или кондер больше (а следовательно и ESR кондера больше), или вшивый кондер, но дроссель покрупнее и индуктивностью побольше...
Вот и поди найди оптимум...



Скляроз... забыл сказать...
Вход - 220+-15%, выход - 115В ток - 0,36А

Ну, вот если в двух словах как считать. Сначала потребная индуктивность. Для примера - если вход 220, выход 110, 100kHz то D=0.5 и Ton=Toff=5us. Тогда L=U*T/I. Можно считать как для прямого, так и для обратного хода, в данном случае подставляются одинаковые цифры. Допустим, для обратного хода: в индуктивности L ток должен измениться на I за время Toff под приложенным напряжением Uout (один конец дросселя на земле, "прижат" диодом, второй конец на выходном напряжении). Тогда для Вашего случая, если хотим получить размах пульсаций в 10% от выходного тока, т.е. 35mA:
L=110*5/0.035=15.7mH.
Потребное кол-во витков на Вашем сердечнике: N=sqr(L/Al)=sqr(15700/0.18)=295T.
Размах индукции можно посчитать опять же для простоты для обратного хода: B=(Uout*Toff)/(N*Ae)=(110V*5us)/(295T*136mm^2)=14mT. Вообще говоря, размах никакой, и потери в феррите тоже будут никакие. При желании можно посчитать по номограмме на феррит.
Дальше смотрим какой максимально жирный провод влезет в окно. Можно просто поделить сечение окна (48mm^2 в Вашем случае) на кол-во витков: D=48mm^2/295=0.16. Т.е. максимальный диаметр провода - 0.13mm. С учетом плотности укладки скорее всего влезет только провод 0.1mm. Средняя длина витка примерно 26мм, т.е. общая длина провода 7,7м. При удельном сопротивлении в 2 Ohm/m общее сопротивление - 15,4 Ohm, и потери в проводе - 2W. Скин эффект, может, и увеличит немного потери, но все равно здесь ничего с этим не поделать, и на общем фоне - крохи. Т.е. дроссель будет весьма и весьма тепленький, и все потери придутся на потери в сопротивлении провода...
Надеюсь, нигде не наврал

Если сечение одгого витка 0,16мм^2, то почему провод диаметром 0,13 мм ?

Насчет двойной мощности - очень просто. У транса обратнохода прямой импульс идет через первичную обмотку, обратный - через вторичную. Получается, половинки обьема меди используются по очереди. В дросселе обмотка одна, весь обьем меди используется одновременно. Получается, та же мощность в дросселе вызывает вдвое меньшие потери. Но насчет двух раз я ошибся . Чтобы получить те же потери, общий ток(мощность) нужно увеличить в корень из двух. Ну а поскольку намагничивающая сила в корень из двух больше, то и зазор надо увеличить в корень из двух. Тогда индукция будет та же.
Витки и индукция у Bludger правильные, но средняя индукция выходит 0,14 Тл, а двойная(!) амплитуда 0,014 Тл.
В окно, получается, запросто влезет 295 витков 0,3 мм провода(17-18 м), сопротивление 3 Ом. Потери меньше 1 Вт.
Пусть 15 мГн, 20 кГц. Двойная ампл. тока пульсации 25 мкс*110 В/15 мГн=0,18 А. А 0,18 А запросто пропустит эл. конденсатор диаметром 8-10 мм.
Двойная ампл. индукции 0,07 Тл. Стало быть, дроссель получается такой могучий, что работать будет при 20 кГц, и при 10 к может . Единственно, нарастание и спад тока медленные. Я обычно даю двойную ампл. пульсяций 0,5-1 среднего тока. Это дает макс. удельную мощность дросселя.