Трансформаторы ELP (многослойные), особенности...? Опции

[vlvl@ukr.net]

Столкнулся с проблемой, по вписываемости конструкции могу установить трансформатор (мах. размер) только ELP22 (PLT22). Какие плотности токов можно допустить в таких трансформаторах и какие подводные камни могут появится?. Сейчас планирую делать набор плат 0,3мм + прокладка изоляционная 0,2 мм.

[Microwatt]

Плотность тока в трансформаторе - это что-то особенного.....
У Вас проблемы с плотностью тока в печатной обмотке? Попробуйте 5-6А/мм кв. Многое зависит от числа витков, слоев, толщины медного слоя, частоты.
А вообще, сердечник ELP- один из самых эффективных.

[Vokchap]

Какие плотности токов можно допустить в таких трансформаторах?

На таком типоразмере грубо до 10-15 А/мм2 нормально будет. Но для внутренних слоёв нужно хороший тепловой контакт наружу обеспечить.

ps
Для планарного транса сделать даже грубую оценку плотности тока в обмотках по его значению и сечению меди сложно из-за ряда эффектов. Она разная в разных слоях и от конфигурации обмоток зависит (3-д решатель может оценить). И важна здесь не плотность, а общие потери в обмотках, которые далеко не только от плотности тока зависят.

[Microwatt]

Да, тут трудно расчетом что-то определить достоверно. Может и на 3-4 амперах греться, а может и 10 спокойно держать. макет натурный нужен и термопара.

[vlvl@ukr.net]

Ширина дорожки ( не толщина) зависит от частоты, т.е. если скажем рабочая частота 500кГц а максимальная ширина дорожки 5мм, нужно ли ее параллелить из N дорожек по 0,2мм?

[Microwatt]

Не знаю, сам выше 200 кгц не гулял, и в описаниях других конструкций "печатный литцендрат" не видел. Ширину дорожки не следует связывать с частотой.
Там и так места - кот наплакал. Весь умозрительный выигрыш будет потерян от общего уменьшения сечения меди. В тяжелых случаях параллелят печатные обмотки (слои).

[_Pasha]

вот
да не оскорбит вопрошающего, но внимательное чтение наталкивает...

[vlvl@ukr.net]

вот
да не оскорбит вопрошающего, но внимательное чтение наталкивает...

Спасибо, видел это но по ходу возникают вопросы... У меня в первичке ток около2А (RMS), во вторичке 3+1,5 (RMS)
Я бы сказал, не бойтесь спрашивать, бойтесь неправильно отвечать.

[vlvl@ukr.net]

Подскажите производителей трансформаторов, кроме www.pulseeng.com ?

[ArseGun]

У меня плотность тока во вторичной обмотке планарного трансформатора порядка 12 А/кв. мм. (сердечник ELP32) - обмотки еле теплые. Весь пакет обмоток транса собирался из отдельных 2-х слойных печатных элементов. Межслойная изоляция - двойная, самоклеящаяся фторопластовая пленка, армированная стекловолокном.

[Microwatt]

У меня плотность тока во вторичной обмотке планарного трансформатора порядка 12 А/кв. мм. (сердечник ELP32) - обмотки еле теплые..

Угу. хороший результат. И сколько витков в самой большой обмотке? Сколько ватт прокачиваете?

[ArseGun]

Угу. хороший результат. И сколько витков в самой большой обмотке? Сколько ватт прокачиваете?

Flyback сетевой, 30W/14V. Первичная / вторичная обмотки - 36/4 витков, индуктивность первичной - 1,1mH. Большой размер сердечника вызван соображениями гальваноразвязки главным образом, ну и до кучи мало витков - мало слоев печатных обмоток. Все поместилось на 6-ти слоях.

[Microwatt]

Flyback сетевой, 30W/14V. Первичная / вторичная обмотки - 36/4 витков, индуктивность первичной - 1,1mH. Большой размер сердечника вызван соображениями гальваноразвязки главным образом, ну и до кучи мало витков - мало слоев печатных обмоток. Все поместилось на 6-ти слоях.

На таком сердечнике впору 100-150 ватт делать. Морочиться с 6 слоями ради 30 ватт... И в 400кГц лезть незачем, кроме лишнего тепла это ничего не даст. При 75-100кГц Е20 или Е25 - за глаза, а проводом намотать куда дешевле будет.
Вообще-то, ELP - сердечник для DC-DC. Купите POL 15033, POL 15020 или что-то наподобие - просто, гарантированые параметры что по индуктивностям, что по изоляции и намного дешевле..

[ArseGun]

На таком сердечнике впору 100-150 ватт делать. Морочиться с 6 слоями ради 30 ватт... И в 400кГц лезть незачем, кроме лишнего тепла это ничего не даст. При 75-100кГц Е20 или Е25 - за глаза, а проводом намотать куда дешевле будет.
Вообще-то, ELP - сердечник для DC-DC. Купите POL 15033, POL 15020 или что-то наподобие - просто, гарантированые параметры что по индуктивностям, что по изоляции и намного дешевле..

Безусловно, низкопрофильные магнитопроводы, к коим относятся и ELP, рациональнее всего использовать в низковольтных DC-DC. Главное ограничение здесь - малая площадь окна. Тем интереснее было мне попытаться сделать на этих сердечниках сетевой Flyback.
Цена комплектующих для моего планара вылилась в $2.3 (сравнимый POL15020 - $3-3,5). Из плюсов - отличная повторяемость параметров, например разброс индуктивности первичной обмотки лучше, чем +/-5%, индуктивность рассеивания менее 2% (без снабера выбросы по высокой стороне менее 550V, но для надежности RCD все-таки ставлю). Высота ИП теперь определяется не высотой трансформатора, как обычно, а диаметром бочки положенного на бок сетевого электролита или высотой фильтра ЭМП (реальный выигрыш по сравнению с POL15020 порядка 6мм. или -25%). Но самый большой плюс - хотя бы в этой позиции независимость от стабильности поставщиков. В понедельник проектирую транс именно с теми параметрами, которые мне требуются, а уже в четверг он у меня может быть в железе, как подвезут печатные обмотки. Когда надо 1-100 шт. это реально упрощает комплектацию, т.к. не надо держать склад с десятком наименований POLов.
Из минусов планара - повышенное внимание требует к себе конструкция изоляции обмоток, особенно предотвращение бокового пробоя вдоль плоскости печатных витков на сердечник. Также отмечу относительно большую межобмоточную емкость.

[Vokchap]

Нормальный подход серьёзного маньяка (силового) .

[Microwatt]

Обоснование, конечно серьезное....
Кто мешал EFD 25 поставить?
ладно, дело вкуса....

[mov]

Интересно , а как дело обстоит с помехами у плоских трансформаторов ?

[vlvl@ukr.net]

Обоснование, конечно серьезное....
Кто мешал EFD 25 поставить?
ладно, дело вкуса....

EFD проще в плане технологии, ELP удобнее в плане трудоемкости...

Из минусов планара - повышенное внимание требует к себе конструкция изоляции обмоток, особенно предотвращение бокового пробоя вдоль плоскости печатных витков на сердечник. Также отмечу относительно большую межобмоточную емкость.

Как емкость повлияла на КПД? Для низковольтных источников это даже может быть "частично +", т.к. должно немного завалить фронт напряжения и тем самым понизить динамические потери на ключе, "частично -" - т.к. эту емкость потом нужно разряжать ( здесь наверно в пору подумать о каких либо снаберах.... для перекачки этой энергии дабы не напрягать ключ ).

[ArseGun]

Как емкость повлияла на КПД? Для низковольтных источников это даже может быть "частично +", т.к. должно немного завалить фронт напряжения и тем самым понизить динамические потери на ключе, "частично -" - т.к. эту емкость потом нужно разряжать ( здесь наверно в пору подумать о каких либо снаберах.... для перекачки этой энергии дабы не напрягать ключ ).

Речь идет не о межвитковой емкости в пределах одной обмотки, а именно о межобмоточной, т.е. первичная/вторичная. Эта емкость влияет в первую очередь на прохождение помех типа "common mode", практически никак не влияя на КПД.

[Integrator1983]

http://scholar.lib.vt.edu/theses/available...8072003-141703/

Кто интересовался - стр. 40 - печатный литцендрат.

[vlvl@ukr.net]

http://scholar.lib.vt.edu/theses/available...8072003-141703/

Кто интересовался - стр. 40 - печатный литцендрат.

Спасибо, полезный файлик, чего и следовало ожидать по поводу планарного литцендрата.

Речь идет не о межвитковой емкости в пределах одной обмотки, а именно о межобмоточной, т.е. первичная/вторичная. Эта емкость влияет в первую очередь на прохождение помех типа "common mode", практически никак не влияя на КПД.

Для не развязанного источника это не имеет никакого значения, для развязанного даже хорошо, обычно устанавливают СY, а здесь он конструктивный.

[Integrator1983]

Для не развязанного источника это не имеет никакого значения, для развязанного даже хорошо, обычно устанавливают СY, а здесь он конструктивный.

CY устанавливают для того, чтобы скомпенсировать межобмоточную емкость. Т.е., большая межобмоточная емкость - хорошо не есть никоим образом.

[Microwatt]

Да какой еще планарный литцендрат? Там места и так мало. Ну, сделаем дорожки по 0.2 и такие же зазоры. Это будет лучше, чем сплошная медь 0.4? Или придется увеличивать число слоев, параллеля их. А толщина и стоимость пакета печатных обмоток растут очень быстро.
Эти сердечники технологичны в низковольтных применениях, где нужно 1-8, максмиум 10-12 витков. Не для сетевых трансформаторов это. Да и сетевую изоляцию сделать на них - хорошо нужно поработать, чтобы доказать себе и еще кому-то, что это вполне безопасно.

[vlvl@ukr.net]

CY устанавливают для того, чтобы скомпенсировать межобмоточную емкость. Т.е., большая межобмоточная емкость - хорошо не есть никоим образом.

Не понятно каким образом СY может скомпенсировать межобмоточную емкость, ведь он фактически включен параллельно ей? Величину СУ выбирают только исходя из тока утечки и не более.

[Integrator1983]

Не понятно каким образом СY может скомпенсировать межобмоточную емкость, ведь он фактически включен параллельно ей? Величину СУ выбирают только исходя из тока утечки и не более.

http://sci.tech-archive.net/pdf/Archive/sc...09/msg00795.pdf

Прорисуйте путь замыкания Common-Mode Current в схеме источника - и все станет ясно. А чтобы потенциалы первички и вторички не летали относительно друг друга - ставят параллельно Y-конденсатору резистор с соответствующим сопротивлением (мегаомы) и допустимым напряжением (киловольты).

Вот еще вдогонку - http://www.arpnjournals.com/jeas/research_...as_0210_300.pdf. Там уже все нарисовано.

[vlvl@ukr.net]

На вскидку, быстро пролистал, про компенсацию ничего не нашел, только про подавление ЕМI (все по классике). И статья называется -"Выбор точки подключения У конденсатора, для подавления ЭМП"
Величину СY всегда хочется взять по больше, вот только стандарты электробезопасности не позволяют. И устанавливают ее только для того, что проще бороться с помехой в первичной цепи.

[Integrator1983]

Из первой ссылки:

SMPS, depending on how the transformer is wound tend to generate some
fair amount of common mode current at switching frequency. (due to
parasitics capacitance between primary and secondary and voltage
distribution between layers and turns).
This capacitor, connected between GND_secondary and "GND_primary"
provides a short path to this current, thus preventing this HF common
current flowing other ways and creating EMI issues.

Может быть я неправильно выразился - не скомпенсировать, а уменьшить вредное влияние межобмоточной емкости.

Но чем межобмоточная емкость меньше - тем лучше.

И устанавливают ее только для того, что проще бороться с помехой в первичной цепи.

Не обязательно. Если у Вас контроллер на первичной стороне - будет сносить ОС, если на вторичной - драйвера.

[vlvl@ukr.net]

Согласен на ничью

[Integrator1983]

[vlvl@ukr.net]

Витую пару конструктивно выполнить не получается. Если одну широкую дорожку заменить на N-параллельных, какой вариант лучше?

[Microwatt]

От параллельных дорожек лучше не будет. Скин-эффект в планарных и фольговых обмотках заменяется эффектом близости, чтоб служба медом не казалась. Ток вытесняется к краям слоя, причем, чем глубже виток, тем больше. Квадратичная зависимость. Поэтому в параллельных дорожках по центру все равно ничего течь не будет, только драгоценное место на интервалах между проводниками потеряете.
А печатный литцендрат требует перевива, зигзагообразных дорожек, чтобы выровнять длину. Это вообще какое-то извращение, там все в переходных дырках потеряется.

[PINGPONG]

Тоже хочу попробовать планарный трансформатор в обратно ходовом сетевом БП на 30-35 Вт.
Почему планарный - потому что жизнь требует снижения себестоимости и увеличения технологичности,
хотя наслышан и по постам в этом форуме в том числе, что возможно это не самый оптимальный вариант.
Подскажите где и чьи брать сердечники, особенно с готовым зазором?
Чем их скреплять - скобы, ферромагнитный клей?
Как технологично сделать зазор?
Если кому не жалко - может кто поделится своими конструкциями.
Буду признателен за любую информацию.

[Microwatt]

Тоже хочу попробовать планарный трансформатор в обратно ходовом сетевом БП на 30-35 Вт.
Почему планарный - потому что жизнь требует снижения себестоимости и увеличения технологичности,
хотя наслышан и по постам в этом форуме в том числе, что возможно это не самый оптимальный вариант.
Подскажите где и чьи брать сердечники, особенно с готовым зазором?
Чем их скреплять - скобы, ферромагнитный клей?
Как технологично сделать зазор?
Если кому не жалко - может кто поделится своими конструкциями.
Буду признателен за любую информацию.

Где брать? Это от того в каком сингапуре живете. Знаю более-менее популярных две конторы - Космофер и Эпкос. Ну и косящих под них шанхайских товарищей попадается время от времени..
Скобы к планарным трансформаторам есть, но стоят как сам сердечник почти. Есть еще ЕЕ и ЕI планарные сердечники, не пролететь бы. ЕI делают из ЕЕ , похоже, сошлифовкой рогов, потому, стоит он как ЕЕ. Проще всего, если сердечник не одевается на плату, а имеет отдельные печатные обмотки просто умотать лентой. Так делают и в серийных источниках. например, в сердечниках PQ где стоимость жестяной скобы тоже довольно высока.
Готовый зазор - дополнительные хлопоты и проблемы с поставками. В даташитах ЭПКОСА этих сердечников с зазором вообще нет. Неужели так сложно проложить калиброванную прокладку?
Но еще раз хочу и Вас предупредить, что сердечники ЕЛП - не для сетевых источников. Вы не сможете технологически сделать печатную обмотку достаточно большой индуктивности и организовать достаточно надежную изоляцию для стандартов гальванической развязки от сети.. Технологичность этих сердечников проявляется при печатных обмотках в 1-6 витков для DC-DC.
Для сетевых применений такие же высокоэффективные по использованию сечения - PQ. Но когда посмотрите ширину каркаса - захочется к старым добрым ЕЕ вернуться.

[vlvl@ukr.net]

От параллельных дорожек лучше не будет. Скин-эффект в планарных и фольговых обмотках заменяется эффектом близости, чтоб служба медом не казалась. Ток вытесняется к краям слоя, причем, чем глубже виток, тем больше. Квадратичная зависимость. Поэтому в параллельных дорожках по центру все равно ничего течь не будет, только драгоценное место на интервалах между проводниками потеряете.
А печатный литцендрат требует перевива, зигзагообразных дорожек, чтобы выровнять длину. Это вообще какое-то извращение, там все в переходных дырках потеряется.

В ообщем литц на плате у меня получился 4 дорожки по 1мм, под ELP22 можно положить одну сплошную дорогу 5мм. Правда живую конструкцию еще не реализовал, только в доке.

Тоже хочу попробовать планарный трансформатор в обратно ходовом сетевом БП на 30-35 Вт.
.........................
Подскажите где и чьи брать сердечники, особенно с готовым зазором?
...................

Может быть посмотрите уже готовый, я зацепился и скажу тяжкая штука, в основном из за технологий на платы, 50мкм еще гарантируют по проводящему слою на 2х сторонней плате, а вот про 100мкм можно забыть. Уже доходило до того, что хотел на плату литцендратом паковать обмотки.

[dpss]

имеет отдельные печатные обмотки просто умотать лентой

Клеим феррит циакрином из тюбика. На порядок быстрее и технологичнее. Делаем отдельные печатные обмотки, а в основной плате фрезеруется щель, куда проходит нижняя часть феррита склееного трансформатора. Плата трансформатора ложится вплотную на основную плату. Если контакты платы трансформатора сделаны как на GPS модулях, то можно трансформаторы монтировать как поверхностные детали на пасте.

Сообщение отредактировал dpss - Dec 28 2010, 15:31

[SKov]

Скобы к планарным трансформаторам есть, но стоят как сам сердечник почти.

Да ладно Вам народ пугать.
Скоба стоит в районе 5 руб.
https://ferrite.ru/warehouse/2/1421/

[Microwatt]

Да ладно Вам народ пугать.
Скоба стоит в районе 5 руб.
https://ferrite.ru/warehouse/2/1421/

Ладно, в разных деревнях и рубли, и скобы разные. Не буду тут возражать, хоть тоже ссылки имею.
А вот как Вы меня на этом подловили? Всего ведь чуть больше двух лет прошло и сразу засекли...

150 кГц, не скажу, не скажу.
По поводу технологии - это собственная разработка (имеется ввиду технология). Позволяет делать многое.

Обычные вопросы: сколько слоев плата, толщина металлизации и покрытие.

Не скажу, в данных условиях применения не имеет значения, вообще не имеет значения в применяемости подобных трансов.
И на будущее на вопросы тапа как влияет спичка зажженая в Париже на погоду в Питере отвечать не буду.

Вам задали вполне уместные вопросы не о тайнах Вашей технологии, а о параметрах изделия.
Вы пояснить это не желаете. Тогда это расценивается как скрытая самореклама. Делаю Вам предупреждение.

[thickman]

Для планарных обмоток, имхо, перспективна технология рельефных печатных плат. Достоинства – заполнение по меди и плотность упаковки обмоток очень хорошие, недостижимые при традиционной технологии изготовления толстых печатных обмоток. Материал подложки роли не играет, лишь бы фрезеровке поддавался. Как делают на моём предприятии: http://www.rubicon-i.ru/index.php?name=con...=view&id=15 , не сочтите за рекламу, только для знакомства с технологией.

[thickman]

Дайте свой номер телефона - проще будет пообщаться.

Наше предприятие не ведёт разработок в области трансформаторостроения, но подобную технологию вы можете освоить сами, не вижу особых проблем. Приятные особенности рельефных пп: - нет принципиальных ограничений на профиль проводника, в том числе по толщине, очень высокое качество переходных и глухих отверстий. Рельефные платы хорошо зарекомендовали себя в составе изделий, летающих по воздуху и без оного, в том числе на пилотируемой МКС уже более десяти лет. Желаю удачи.

[wim]

Наше предприятие не ведёт разработок в области трансформаторостроения

Я чувствовал, что будет какой-то подвох. Мы как-то раз ради интереса опросили российских производителей МПП - они же делают планарные трансформаторы. Для DC-DC - пожалуйста, а от сетевых трансформаторов все отказались. По той же самой причине - зазоры безопасности и пути утечки.

[wim]

мы здесь все дураки?????

Я вам кое-что расскажу, а вы уж сами решайте. Значиццо, по МЭК 60065 ваше аэрокосмическое изделие трактуется как класс II по электробезопасности. Это значит, что между первичной и вторичной обмотками должна быть двойная или усиленная изоляция. Всё очень просто - девайс разбирают на части и смотрят - есть изоляция или её нет.
Лаки и эмали на основе растворителей изоляцией не считаются. Как и зелёная маска на плате, сдираемая ногтём. Если вы надумаете каждую плату покрывать эпоксидным лаком, это тоже не прокатит, потому что толщина изоляции должна быть не менее 0,4 мм. Для тонких листовых материалов, которыми, например, разделяют первичные и вторичные обмотки в обычных трансформаторах, МЭК делает в этом пункте послабление - но только для них. В общем, двойная или усиленная изоляция - это нечто плотное, толстое, механически прочное, электрически непробиваемое, устойчивое к перепадам тем-р и некоторым химическим веществам. Если у вас это есть, идём дальше.
Изоляция в каком-то месте непременно заканчивается и появляются оголённые выводы - для них МЭК тоже кое-что предусмотрел - зазоры безопасности (по воздуху) и пути утечки (по поверхности). На минимальные пути утечки влияют СИТ материала и степень загрязнения в рабочих условиях. Если вы засунете свой девайс в герметичный корпус и дадите честное слово никогда его не вскрывать, вам могут разрешить пути утечки немного уменьшить. Но могут и не разрешить.
Впрочём, сейчас что-то сертифицировать вовсе необязательно. Налепили лейблы CE, ISO9001 - и вперёд. Многие верят.

[Herz]

Тему от творчества Старика Хоттабыча почистил, пока скрыв сообщения. Приношу извинения собеседникам, участвовавшим в обсуждении.

[asdf]

Тему от творчества Старика Хоттабыча почистил.....

Да ладно, можно было бы и оставить.
С одной стороны некоторый резон в написаном DedHatabich есть.
Но с другой - непонятно зачем секретить данные, что у него спрашивали.
Я понимаю еще, если не раскрывают, например, методики расчета тепловых режимов или термомостирования, технологию вакумной заливки компаундами или особенности их составов итд.
Но в данном случае, если трансформатор действительно сетевой и работал, то я думаю параметры примерно такие.
Число витков в первичке - 36
Индукция 0.15 Тл.
Сопротивление первички на тактовой частоте 150кГц порядка 0.7 Ом
Рабочая мощность максимальная 150 Вт, при условии заливки AlN3-компаундом и постановки трансформатора на радиатор.
Без этого будет где-то Вт 80.
Думаю, такую оценку могут сделать практически все, кто имеет дело с планарными трансформаторами.
Правда, лично мне больше импонируют сердечники ELP.

[wim]

заливки AlN3-компаундом

Никогда про такой не слышал. Это что - нанотехнологии?

[asdf]

Нет, это, грубо говоря, эпоксидка с порошком нитрида алюминия в качестве наполнителя.

Но еще раз хочу и Вас предупредить, что сердечники ЕЛП - не для сетевых источников. Вы не сможете технологически сделать печатную обмотку достаточно большой индуктивности и организовать достаточно надежную изоляцию для стандартов гальванической развязки от сети.. Технологичность этих сердечников проявляется при печатных обмотках в 1-6 витков для DC-DC.

Ну на ELP32 (и даже на ELP22) вполне 4 слоя с 32 витками под входные 375В укладываются, а вторичка - 2 слоя на основной плате.
Другое дело , что в этом случае проще получается гибридная технология.
Вторичка на плате, а первичка в виде двух залитых компаундом бескаркасных катушек снизу и сверху.
Между ними экранный слой в полиимидной изоляции.
Получается очень технологично.

[wim]

эпоксидка с порошком нитрида алюминия в качестве наполнителя.

Ага, понятно. Я в AlN прочитал маленькую букву l как большую I.