Такой вот вопрос - в задаче понадобился миниатюрный низковольтный пушпул, 1..1.5 ватта. До какого разумного предела можно задрать плотность тока? Чем достаточно значимым она ограничивается кроме, собственно, сопротивления обмотки постоянке и ее нагрева от потерь на нем?

Плюс потери на скин-эффекте.
Плотность тока по Эраносяну для Рн=1..7 Вт J=7..12 А/мм2

Ага, спасибо, это уже лучше, чем мои первоначальные прикидки в 4..5.

А вот еще вопрос, случаем не подскажете, кто делает мелкие колечки 5...7 мм наружнего диаметра из N49 или чего-то подобного для F вокруг полмегагерца? (или чему нашему соответствует N49)


При f примерно в полмегагерца и диаметре проводов около 0.2 я думаю, что они незначительны.

Здесь посмотрите:
http://www.domen-mmf.ru/service.html
http://www.ferrite-domen.com/
и ещё здесь
http://www.rusgates.ru/soft.php?sub=no

Ага, еще раз спасибо. Получается, что наши не делают аналога N49? Что посоветуете, смотреть в сторону 300ВНС? Или 1500НМ3 (вроде близко, но хрен его знает на сколько)? При полмегагерца (а может и мегагерц...) и индукции ну пусть в 0.2...0.25 Тл (надо самые минимальные габариты, причем я могу потратиться за счет них на лишний ток в индуктивность намагничивания)? Или что-то править в консерватории вообще?

ЗЫ
Сорри за расплывчатые вопросы, никогда не надо было находить оптимального транса для минимизации габаритов до такой степени... Т.е. сейчас как-то слишком много величин получается, подлежащих оптимизации...

Что касается ферритов, то полмегагерца- это низкочастотные ферриты. Ещё сюда зайдите:
http://www.magneton.ru/cat.php?id=134#main_top
Воде 1500НМ3 самое подходящее.

Это, как я понимаю, что касается ферритов вообще. А что касается ферритов, оптимизированных для работы с относительно большой B, так там полмегагерца это уже порядочно.

Вы собираетесь его насыщать? Сердечник тоесть?

Насыщать не собираюсь, но собираюсь намагнитить "по самые помидоры"

Тогда посмотрите в сторону ферритов для сильных полей типа 2500НМС

Вызывает недоверие Fc в 400 кНz, а графиков юзабельной Bm от частоты пока не нарылось.

Ну, во- первых, для этих материалов вы можете понизить частоту по сравнению с 49-м. Затем, вгляните на потери при больших индукциях. Я думаю, Вы выиграете. У меня где- то есть книжка с характеристиками 2500НМС1. Посмотрю.

Посмотрите пожалуйста. Насчет понизить частоту -> больше мотать -> толще провод -> жирнее сердечник. Мне бы вообще бы в 4-мм колечко укласться

Я вот еще нарыл у Ferroxcube материалы 3F3 и 3F35... 3F3 позиционируют до 700 кГц, 3F35 и того больше, и из 3F3 есть мелкие кольца, например 4/2.2/1.6, 6/4/2, 6.3/3.8/2.5. А из 3F35 очень интересный сердечник EP5

К сожалению, в данных фирм много лукавства. Как частота, так и потери и индукция насыщения сильно зависит от условий измерений. Поэтому сравнивать нужно очень осторожно и с учетом.

В общем случае плотность тока ограничена потерями в проводе и в материале сердечника и в конечном итоге будет определяться допустимым перегревом трансформатора. Так как все сводится к расчету тепловых режимов, то даже получив точную формулу для плотности тока, мы все равно вынуждены будем смириться с погрешностью расчетов +-лапоть. Это что касается общих моментов

Теперь если говорить про конкретно данную задачу, то можно попробовать примерно рассчитать мощность потерь в сердечнике и в проводе обмотки для частоты f = 500кГц, размаха магнитной индукции dB = 0.2Тл материала 1500НМ3 и провода диаметром d = 0.2мм:

1. Потери в материале сердечника можно рассчитать по довольно универсальной формуле (если известны все параметры):

P = p0*(f/f0)^a*(dB/dB0)^b*Vc, где

p0 - удельные потери для частоты f0 и индукции dB0,
Vc - объем материала сердечника.

Для 1500НМ3 эти параметры равны:
p0 = 0.093Вт/см^3, f0 = 1кГц, dB0 = 1Тл, a = 1.2, b = 2.2

Отсюда P = 4Вт/см^3, Если взять кольцо К7х4х2, то объем феррита для него будет 0.05см^3, отсюда потери в материале сердечника Ps = 0.2Вт (примерно).

2. Потери в проводе. Не зная напряжения, можно только примерно прикинуть порядок величин. Допустим, что напряжение в первичной обмотке 5В и мощность нагрузки 1Вт. Это дает средний ток 0.2А. Примем с учетом потерь и прочих мелочей, что действующий ток 0.3А. Для 500кГц и сердечника К7х4х2 у меня получилось 4 витка в первичке (надеюсь нигде с порядками не напутал), это дает всего лишь 5мВт в первичке или примерно 10мВт во всех обмотках. Потерями на скин эффект при такой частоте и диаметре провода можно пренебречь.

3. Теперь если прикинуть площадь теплоотвода трансформатора с учетом коэффициента теплоотдачи равным 10Вт/(м^2*К) (взято из интернета и книг, часто встречается еще одно значение: 0.05Вт/см^2) то получим, что при перегреве в 50 градусов такой трансформатор может отвести примерно 0.1-0.2Вт.

В принципе, все сходится Но я бы не стал конечно на все 100% доверять моим расчетам, в спешке мог пару нулей пропустить Да и как уже говорил тепловой расчет дело темное.

Но даже по получившимся результатам видно, что потери в сердечнике на порядок больше потерь в меди. Можно попробовать уменьшить либо частоту, либо максимальную индукцию (особенно последнюю из-за квадратичной зависимости потерь от индукции), снизив тем самым общие потери в несколько раз. Количество витков при этом возрастет, но можно уменьшить диаметр провода.

Да, еще такой момент, согласно Коневу Ю.И., Букрееву С.С., Головацкому В.А. и прочим авторитетам, с такого сердечника можно получить 1Вт при частотах 10-20кГц.