Импульсный трансформатор, Теоретический расчет Опции

[eleco]

Доброе время суток!

Есть много методик расчета импульсных трансформаторов, но результаты расчетов различаются на порядок... Возникает вопрос как правильно расчитывается трансформатор, какие допущения можно делать, а на что надо обратить особое внимание. Уже не знаю что делать... работу надо уже сдавать, а сдавать нечего

Мощность небольшая 150Вт, входное напряжение 185-265VAC, выходное 24V

[yura-rf]

Доброе время суток!

Есть много методик расчета импульсных трансформаторов, но результаты расчетов различаются на порядок... Возникает вопрос как правильно расчитывается трансформатор, какие допущения можно делать, а на что надо обратить особое внимание. Уже не знаю что делать... работу надо уже сдавать, а сдавать нечего :(

Мощность небольшая 150Вт, входное напряжение 185-265VAC, выходное 24V :help:

Хорошо совпадают расчетные параметры и реально полученные для трансформаторов, расчитанных по такой методике:
http://evtrans.chat.ru/manual/2/raschet.htm

Довольно много готовых программ расчета по такой методике, например:
http://www.radioradar.net/soft/download.php?id=63

Для ферритовых колец получается точно, для Ш- образных нужно пересчитывать на площадь сечения центрального керна и площадь окна. До 50-80кГц нормально работают обмотки из одножильного провода.

[mov]

Типы имп. источников питания есть разные : flyback, push-pull, (half)bridge и т.д. . И результаты расчёта имп. трансф-ра для для разных видов ИИП тоже естественно различны.

[TAPAKAN]

Типы имп. источников питания есть разные : flyback, push-pull, (half)bridge и т.д. . И результаты расчёта имп. трансф-ра для для разных видов ИИП тоже естественно различны.

Во-Во!

[eleco]

Да извините забыл... тип полумост

А программой "Трансформатор" считал, только третьей версией: когда блок начинает входить в регулирование трансформатор начинает трещать и выходное напряжение просаживается

[Dmitron]

может обратная связь криво работает али транс перемагничивается али нессиметрично работает али дроссель перемагничивается али ограничение по току подрабатывает(если оно есть) или всё это одновременно заодно с перегревом?

Ты в маткаде посчитай....чудесная прога - считает не точно но надёжно. заодно разберёшься с принципом работы схемы....

к стати что вы имеете ввиду под различием результатов на порядок? Методика вообщем то одна - вытекает из законов физики. Индукция в трансе считаеться и всё, по единственно возможной формуле. коэффициент трансформации - по другой.

с различием характеристик в зависимости от типа магнитопровода тоже никогда не сталкивался... по крайней мере они меня никогда не волновали.

[Turnaev Sergey]

когда блок начинает входить в регулирование трансформатор начинает трещать и выходное напряжение просаживается

Я думаю это скорее из-за неустойчивости обратной связи.
По расчётам довольно доступно всё описано тут.

Блин, опередили...

Сообщение отредактировал Turnaev Sergey - Aug 30 2006, 09:16

[TAPAKAN]

Какая рабочая частота? и какой сердечник использовался?

[eleco]

Рабочая частота 63 кГц, сердечник ETD 34 материал феррита неизвестен(предположительно 3С85, взят от ATX блока питания InWin), проверялось также на кольце 48*25*11 с индуктивностями первичной обмотки от 2мГн до 8мГн.

Схема части управления:

[wim]

Рабочая частота 63 кГц, сердечник ETD 34 материал феррита неизвестен(предположительно 3С85, взят от ATX блока питания InWin), проверялось также на кольце 48*25*11 с индуктивностями первичной обмотки от 2мГн до 8мГн.

А почему бы не использовать однотактную схему - "косой полумост"? Преимущества - нет проблем с ассиметрией полуволн, как в двухтактных схем, в режиме управления по току (UC3845) обратная связь проще. Трансформатор только будет побольше размером. На такую мощность у Юнитрод, Моторолы и иже с ними есть готовые описания, вот это, например: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN1108-D.PDF

[TAPAKAN]

Согласен, косой, хорошая, предсказуемая штука.

Если у Вас полумост, пуш-пул, то на ETD34 витков 130 первички намотать. Как ограничение по току организованно?

[Сергей Б]

Согласен, косой, хорошая, предсказуемая штука.

Если у Вас полумост, пуш-пул, то на ETD34 витков 130 первички намотать. Как ограничение по току организованно?

Зачем вам пуш-пул или полумост. Если габариты источника не сильно маленькие выжмать надо, то делайте лучше флай-бэк на UC3845. Я транс ставил ETD29, при правильном расчете он был холодный. Обратная связь с обмотки подхвата, если надо лучше то через оптопару со вторичной цепи.

Хорошие примеры расчетов трансов есть у Power Integration http://www.powerint.com/ в апликейшен нотах. Есть программа хорошая могу выложить.

[eleco]

Токовый датчик - резистор включенный последовательно с нижним транзистором полумоста далее на TL494 (на время отладки обратной связи по напряжению отключен).

Насчет "косого полумоста" предложение интересное... я подумаю, но не хотелось бы бросать полумост не разобравшись в причинах неработоспособности

TAPAKAN
Почему на ETD34 надо 130 витков первички мотать, важна ведь индуктивность, а не количество витков? Можно обосновать?

Флай-бэк делать не хочется, потому что если будет нужна большая мощность (300, 500, 700 Вт) флай-бек уже не поможет и все равно придется возвращаться к полумосту или "косому полумосту"

[wim]

... когда блок начинает входить в регулирование трансформатор начинает трещать и выходное напряжение просаживается

Трансформатор может трещать если он входит в насыщение или если обратная связь возбуждается на низкой частоте. Разорвите обратную связь и подайте на вход TL494 фиксированное напряжение. А дальше смотрите осциллографом форму сигнала на обмотке трансформатора - нет ли там асимметрии, линейно ли нарастает ток намагничивания. Убедившись, что с силовой частью все ок, можно заняться обратной связью.

[sup-sup]

Можно воспользоваться програмой расчета от EPCOS: http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sec...,locale=en.html
Скачиваем (12 MB), устанавливаем, запускаем. Выбираем раздел 'Core Calculation'. Например, для сердечника ETD29 и феррита N87 максимальная мощность в косом полумосте (Single-Ended) при некоторых условиях (частота, тепловое сопротивление, перегрев меди, коэффициент заполнения) может быть не более 150-300 Вт. Хорошая программка, там есть и другие расчеты.

По конкретной мощности 150 Вт, лучше всего несимметричный мост и подходит. Берем ETD34 N87 (сечение 97 кв мм) без зазора, частоту 65 кГц, допускаем индукцию 0.2 Тесла, считаем витки. Берем напряжение 310 В, максимальную длительность импульса 7.5 мкс - получаем вольт-секундную площадь 2325 В*мкс. Делим ее на площадь сечения и на допущенную индукцию - получаем минимальное число витков. 2325 / (0.2*97) = 120 [витков]

[eleco]

При отключенной обратной связи ничего не трещит, форма тока на резисторе (3 резистора парралельно по 1Ом):



Значит возбуждается обратная связь?

sup-sup
А данные расчеты справедливы для полумоста?

[TAPAKAN]

Собственно sup-sup написал расчет, просто я брал индукцию поменьше. Витков получилось примерно 130. ETD34 оптимальный выбор для такой схемы. После того, как настроите все, прогоните, залейте трансформатор каким-нибыдь таплостойким лаком, дайте хорошо высохнуть, пару дней.

[eleco]

А почему потребляемая мощность не берется в расчет трансформатора? Насколько я понимаю нужно создать электромагнитное поле которое передаст мощность от первичной обмотки к вторичной... или я не правильно думаю?

[Dmitron]

не правильно думаете... индукция определяется тока напряжением

[eleco]

Да че то меня заклинило....

Пересчитал трансформатор: оказывается все правильно расчитано, разве что индукция взята 0,12 Тл от этого число витков получилось побольше. Не там искал причину...

Придется вспоминать ТАУ... правда нас учили только теории, а как это применить на практике не показали Если кто подскажет как смоделировать переходной процесс блока питания на компутере буду очень благодарен

[wim]

Да че то меня заклинило....

Пересчитал трансформатор: оказывается все правильно расчитано, разве что индукция взята 0,12 Тл от этого число витков получилось побольше. Не там искал причину...

Придется вспоминать ТАУ... правда нас учили только теории, а как это применить на практике не показали Если кто подскажет как смоделировать переходной процесс блока питания на компутере буду очень благодарен

Если знакомы с PSpice в каких-либо реинкарнациях, то вот здесь http://perso.orange.fr/cbasso/Spice.htm можно скачать импульсные и усредненные модели.

[eleco]

Да че то меня заклинило....

Пересчитал трансформатор: оказывается все правильно расчитано, разве что индукция взята 0,12 Тл от этого число витков получилось побольше. Не там искал причину...

Придется вспоминать ТАУ... правда нас учили только теории, а как это применить на практике не показали Если кто подскажет как смоделировать переходной процесс блока питания на компутере буду очень благодарен

Если знакомы с PSpice в каких-либо реинкарнациях, то вот здесь http://perso.orange.fr/cbasso/Spice.htm можно скачать импульсные и усредненные модели.

Слышал звон, да не знаю где он... Ниразу не сталкивался

[wim]

Если знакомы с PSpice в каких-либо реинкарнациях, то вот здесь http://perso.orange.fr/cbasso/Spice.htm можно скачать импульсные и усредненные модели.

Слышал звон, да не знаю где он... Ниразу не сталкивался

Тогда лучше по-старинке, как в Юнитродовских семинарах описано - строите на бумаге диаграмму Боде силовой части, задаете частоту единичного усиления, запас устойчивости по фазе и усилению и т.д. Если изучали ТАУ, то все это должно быть знакомо.

[eleco]

У меня нет опыта применения знаний ТАУ на практике, сижу читаю книжку вроде все знакомо, а как применить к реальности т.е. разложить на звенья, правильно задать параметры, задать возмущающие воздействия незнаю...

[Dmitron]

возмущающее воздействие - шим, после фильтрации LC получаеться постоянка из шима. Это твоё "входное напряжение." пропускаешь через энтот LC, цепь ООС и подводишь к трансу - цепь замкнулась.

[Сергей Б]

Попробуйте эту программу для расчета трансформатора. Когда я начинал, по удачному стечению обстаятельств, мне довелось работать с коллегой (профессионалом в силовой технике), он мне дал эту программу, написанную местным программистом и проверенную им не однократно.

В ней есть база, к ней удобно добавлять новые типоразмеры сердечников трансформаторов

Прикрепленные файлы

 __________.______.___________.rar ( 475.89 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1119

 

[eleco]

За программу спасибо, я с ней уже сталкивался, но расчеты не проверял буду знать что ей можно пользоваться. Но сейчас другая проблема: правильно расчитать обратную связь.

имеется замкнутая САУ:



КEA - усилитель ошибки
KMOD - ШИМ модулятор
KPWR - преобразователь
KLC - выходной фильтр
KFB - обратная связь

Какой тип имеет звено KMOD? И как преобразовать звенья в уравнения, до сих пор понять не могу...

Сообщение отредактировал eleco - Aug 31 2006, 19:48

[wim]

За программу спасибо, я с ней уже сталкивался, но расчеты не проверял буду знать что ей можно пользоваться. Но сейчас другая проблема: правильно расчитать обратную связь.

имеется замкнутая САУ:



КEA - усилитель ошибки
KMOD - ШИМ модулятор
KPWR - преобразователь
KLC - выходной фильтр
KFB - обратная связь

Какой тип имеет звено KMOD? И как преобразовать звенья в уравнения, до сих пор понять не могу...

Вот здесь можно глянуть:
http://focus.ti.com/lit/ml/slup113a/slup113a.pdf
Есть еще книга Мартина Брауна на русском языке http://www.ozon.ru/context/detail/id/2459900/
Тут главное не запутаться в единицах измерений. KMOD - это коэффициент передачи ШИМ-модулятора, на один вход ему подается "пила" амплитудой Vs, на другой - управляющее напряжение Vea с выхода усилителя ошибки. Выход модулятора - коэффициент заполнения D, безразмерная величина в диапазоне 0...1. Поскольку D=Vea/Vs --> KMOD=1/Vs, размерность 1/В

[Johny]

Не стал открывать новый топик, думаю это по теме.
Кто может подсказать аналитическую формулу рассчета Rac/Rdc (отношение активного сопротивления обмотки на некоторой частоте к сопротивлению на постоянном токе) в зависимости от числа слоев и отношения диаметра провода к глубине скин-слоя?
Попытался вывести из уравнения Доуэлла, приведенного в статье Рэй Ридли "Потери в обмотках вследствие эффекта близости" СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6 2005 - нашет там кучу опечаток, и все равно ерунда какая-то получается. Здесь Потери на вихревые токи в обмотках трансформаторов только графики, весьма неточные - ошибка до 40%!!!

Может кто кинет ссылочку, где почитать про уравнение Доуэлла и рассчет потерь в обмотках

[wim]

Не стал открывать новый топик, думаю это по теме.
Кто может подсказать аналитическую формулу рассчета Rac/Rdc (отношение активного сопротивления обмотки на некоторой частоте к сопротивлению на постоянном токе) в зависимости от числа слоев и отношения диаметра провода к глубине скин-слоя?
Попытался вывести из уравнения Доуэлла, приведенного в статье Рэй Ридли "Потери в обмотках вследствие эффекта близости" СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6 2005 - нашет там кучу опечаток, и все равно ерунда какая-то получается. Здесь Потери на вихревые токи в обмотках трансформаторов только графики, весьма неточные - ошибка до 40%!!!

Может кто кинет ссылочку, где почитать про уравнение Доуэлла и рассчет потерь в обмотках

Исходник статьи Ридли находится здесь:
http://www.switchingpowermagazine.com/magnetics_design.asp

Может кто кинет ссылочку, где почитать про уравнение Доуэлла и рассчет потерь в обмотках

http://focus.ti.com/docs/training/catalog/...l?sku=SEM401014

[Johny]

Может кто кинет ссылочку, где почитать про уравнение Доуэлла и рассчет потерь в обмотках

Исходник статьи Ридли находится здесь:
http://www.switchingpowermagazine.com/magnetics_design.asp

Может кто кинет ссылочку, где почитать про уравнение Доуэлла и рассчет потерь в обмотках

http://focus.ti.com/docs/training/catalog/...l?sku=SEM401014

По первой ссылке какой-то пароль спрашивают.

[wim]

Исходник статьи Ридли находится здесь:
http://www.switchingpowermagazine.com/magnetics_design.asp

По первой ссылке какой-то пароль спрашивают.

Там надо зарегистрироваться. Ничего сложного.

[Myron]

Исходник статьи Ридли находится здесь:
http://www.switchingpowermagazine.com/magnetics_design.asp

По первой ссылке какой-то пароль спрашивают.

Там надо зарегистрироваться. Ничего сложного.

Держите Ридли почищенного от рекламы.

Исходник статьи Ридли находится здесь:
http://www.switchingpowermagazine.com/magnetics_design.asp

По первой ссылке какой-то пароль спрашивают.

Там надо зарегистрироваться. Ничего сложного.

Держите Ридли почищенного от рекламы.

Исходник статьи Ридли находится здесь:
http://www.switchingpowermagazine.com/magnetics_design.asp

По первой ссылке какой-то пароль спрашивают.

Там надо зарегистрироваться. Ничего сложного.

Держите Ридли почищенного от рекламы.

Исходник статьи Ридли находится здесь:
http://www.switchingpowermagazine.com/magnetics_design.asp

По первой ссылке какой-то пароль спрашивают.

Там надо зарегистрироваться. Ничего сложного.

Держите Ридли почищенного от рекламы.

Прикрепленные файлы

 Pages_from_Proximity_Loss_in_Magnetics_Windings_2.zip ( 438.12 килобайт ) Кол-во скачиваний: 145

 

[snevok]

Трансформаторы обещают делать на сайтах

http://pspicelib.narod.ru
http://pspice.comtv.ru