Как применить планарный трансформатор? Опции

[sup-sup]

Нужно применить. Для уменьшения габаритов, технологичности.
85-265VAC --> 12VDC, 2-10W, 2000VAC изоляция)
Вопросы.
Можно ли применить обратноходовой. Возможно ли установить накопительный дроссель параллельно выходной обмотке чтобы уйти от зазора. Или лучше перейти на прямоход. Потянет ли прямоход диапазон 85-265. Применим ли в этом случае квазирезонансный контроллер, например UCC28600. Возможны ли другие режимы (active clamp, резонансный, или еще какой?).

Сообщение отредактировал sup-sup - Dec 4 2010, 16:04

[Microwatt]

Планарные трансформаторы разработаны для низковольтных DC-DC конверторов. В сетевых источниках их не применяют изхза технологических сложностей.
Идея с накопительным дросселем это и есть прямоход.
Диапазон 85-265 прямоход практически не тянет. Существуют, конечно попытки, но придется работать с заполнением более 0.5, а там пролемы дополнительные с размагничиванием трансформатора.
Поскольку Вы с трудом ориентируетесь в проблеме - купите готовый источник, если это часть Вашей работы, а не основная проблема. До самостоятельной разработки дорога достаточно длинная.
В крайнем случае, купите стандартные детали и соберите из апнота что-нить на TNY26X, TNY27X. У PI полно таких примеров. Трансформатор PNY тоже не такой уж дорогой.

[sup-sup]

Планарные трансформаторы разработаны для низковольтных DC-DC конверторов. В сетевых источниках их не применяют изхза технологических сложностей.
Идея с накопительным дросселем это и есть прямоход.
Диапазон 85-265 прямоход практически не тянет. Существуют, конечно попытки, но придется работать с заполнением более 0.5, а там пролемы дополнительные с размагничиванием трансформатора.
Поскольку Вы с трудом ориентируетесь в проблеме - купите готовый источник, если это часть Вашей работы, а не основная проблема. До самостоятельной разработки дорога достаточно длинная.
В крайнем случае, купите стандартные детали и соберите из апнота что-нить на TNY26X, TNY27X. У PI полно таких примеров. Трансформатор PNY тоже не такой уж дорогой.

Я как раз и не нашел пока примеров применения планаров в сети 220, но очень хочется. Есть ощущение, что если вчера не применяли, то завтра можно будет. А разрабатывать надо сегодня. Или надо было вчера.
Параллельный дроссель - это не прямоход, так как диод не так работает.
Это часть работы. Естественно, всегда, и в другой части работы ориентируюсь с трудом. За что и зарплату получаю.
Надеюсь на новые идеи.
С PI работаем тоже. Он тоже не отпадает. Пока в опытных целях думаю применить контроллер отдельный.
PS: кстати, прочитал, что в сварке применяют планары. Но это большие . А тут надо весь AC-DC впихнуть в кейс трансформаторный. Можно назвать это HVDC-DC модуль. Их тоже видно.

Сообщение отредактировал sup-sup - Dec 4 2010, 17:24

[Прохожий]

PS: кстати, прочитал, что в сварке применяют планары.

Ссылку в студию, если не затруднит.
Информация достаточно интересна.

[sup-sup]

Ссылку в студию, если не затруднит.
Информация достаточно интересна.

Сам сварочник я не видел, только упоминания. Например,
http://www.paytongroup.com
http://www.power-e.ru/2005_02_4.php
Вот еще
http://ferrite.com.ua/doc/Planar_transformer_design.pdf
http://www.chip-news.ru/archive/chipnews/2.../Article_03.pdf
В последней ссылке применен active clamp. Но непонятно какое напряжение. Что-то не видно, что выше телекомовского их применяют.
***
В общем, я слегка извиняюсь, но почему-то не нашел этой темы раньше http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=20256
Но почему все ссылки старые находятся только. Засекретили их, что ли?

Сообщение отредактировал sup-sup - Dec 4 2010, 18:30

[Microwatt]

Например,
http://www.paytongroup.com

Так Вы этот хотя бы пример смотрели, вникли?
Все это трансформаторы для телекоммуникационных систем с шиной 48 вольт. У них 1-6 витков и индуктивность первички 20-100мкГн. Не скоро планары появятся в сетевых источниках, если точнее - никогда. Вы напечатайте обмотку в 100 витков на 3мм пространстве, попробуйте без каркаса выдержать строгие нормы по электроизоляции. Тогда понятнее будет.
Если бы все так просто решалось планарами, их бы уже китайские товарищи пекли миллиардами в каждой деревне. Кому ж охота искать провода разных диаметров, мотать, чистить, лудить...? Да, "мерседес", безусловно, неплохой автомобиль, но пахать поля или укатывать асфальт на нем очень несподручно.

Для Вашего 10-ватника нужна индуктивность обмотки 2-4мГн. Рассматривать тут что-то кроме простейшего флая, другую топологию, просто нет смысла. Любое другое решение будет стоить в разы дороже и заведомо хуже по параметрам. Это можно с 50-150 ватт начать обсуждать.

[sup-sup]

Так Вы этот хотя бы пример смотрели, вникли?
Все это трансформаторы для телекоммуникационных систем с шиной 48 вольт. У них 1-6 витков и индуктивность первички 20-100мкГн. Не скоро планары появятся в сетевых источниках, если точнее - никогда. Вы напечатайте обмотку в 100 витков на 3мм пространстве, попробуйте без каркаса выдержать строгие нормы по электроизоляции. Тогда понятнее будет.
Если бы все так просто решалось планарами, их бы уже китайские товарищи пекли миллиардами в каждой деревне. Кому ж охота искать провода разных диаметров, мотать, чистить, лудить...? Да, "мерседес", безусловно, неплохой автомобиль, но пахать поля или укатывать асфальт на нем очень несподручно.

Для Вашего 10-ватника нужна индуктивность обмотки 2-4мГн. Рассматривать тут что-то кроме простейшего флая, другую топологию, просто нет смысла. Любое другое решение будет стоить в разы дороже и заведомо хуже по параметрам. Это можно с 50-150 ватт начать обсуждать.

Индуктивности (накопительной) хватит в 500 мкГ. А индуктивность без зазора какая получится. Лишь бы в индукцию уложиться. Контроллер должен позволять короткие импульсы, от 100 us. Я расчитываю примерно на 30-50 витков первички. Если взять две платы по 6 слоев, то по 5-6 витков на слой должно хватить для первички. Две платы вдобавок дадут зазор между первичкой и вторичкой. Взять надо два Е-феррита, в который как раз влезут эти две платы. То есть, в первом приближении, влезаем. Остается найти подходящую схему. Как раз, active clamp подходит, но я не нашел примеров на более высокое напряжение. А вроде, обычный прямоход. Пока план такой, чтобы поместить одинаковые 'обмотки' по 6-8 слоев и потренироваться на имеющемся обратноходовом. Кстати, обнаружил еще пример http://www.vishay.com/docs/59054/plac.pdf - правда, опять низковольтный.

Сообщение отредактировал sup-sup - Dec 4 2010, 19:11

[Прохожий]

....

Если есть возможность, рекомендую бросить это дело.
Есть риск ничего путного не родить...
В качестве примера.
В японских частотных инверторах от OMRON в качестве источника собственных нужд стоит обратноход.
Число вторичных обмоток - очень большое.
Так вот. Трансформатор там обыкновенный. За 10 лет общения с ними (с разными моделями) ни одного выхода из строя.
В частотнике Control Techniques - как раз стоит планарный транс в этом месте.
И это основная причина выходов из строя этих частотников.
Так же страдают этим частотники от Lenze.
У SIEMENS-а аналогичное решение на планарном трансе, но там, однако, все работает...
Я для себя сделал вывод.
Планарный транс - вещь хорошая, но больно мудреная и для массового производства.
И не у каждой даже уважаемой конторы все получается.
Видимо, там есть свои хитрости, которым можно посвятить все оставшуюся жизнь.
Но можно и угадать...
Вам решать. Есть в этом коммерческий смысл или нет...
Мое скромное мнение в верху.

[sup-sup]

Если есть возможность, рекомендую бросить это дело...

А есть ли статистика отказов? Действительно ли трансформатор может быть прямой (сам выгорает) или косвеной (особенности режима схемы) причиной отказов?

Сообщение отредактировал sup-sup - Dec 4 2010, 20:31

[Прохожий]

А есть ли статистика отказов? Действительно ли трансформатор может быть прямой (сам выгорает) или косвеной (особенности режима схемы) причиной отказов?

Особой статистики нет, но...
За 8 лет на моих глазах вышло из строя 3 частотника Commander от Control Techniques разработки середины 90-х.
Причина одна и та же - выход из строя источника собственных нужд.
Топология - многовыходной обратноход, работающий от DC BUS инвертора.
После аварии ремонту не подлежит.
Выгорает практически все, включая ПП.
Предполагаемая причина - пробой по пыли в планарном трансе, выполненном из множества плат. Между платами-обмотками.
Аналогичный девайс от SIEMENS имеет на борту планарный транс с вакуумной заливкой.
Топология та же. Чего внутри транса - не знаю. Разобрать этот монолит невозможно.
Внешне выглядит как простой кубик. Из строя не выходит.Ну, и более грамотную компоновку питания.
Японцы OMRON и Mitsubishi Electric - те вообще с этим не заморачиваются.
Их обратноход точно такой же, только транс обыкновенный.
Обмотки, питающие "мозги", выполнены длинными и припаяны прямо к участку платы с этими самыми "мозгами".
Обмотки, питающие верхние и нижние ключи, заведены прямо на ноги бобины.
Из строя не выходит.

[sup-sup]

Спасибо, неопределенности стало еще больше.

[Microwatt]

Индуктивности (накопительной) хватит в 500 мкГ. А индуктивность без зазора какая получится. Лишь бы в индукцию уложиться.
Контроллер должен позволять короткие импульсы, от 100 us.
Две платы вдобавок дадут зазор между первичкой и вторичкой. Взять надо два Е-феррита, в который как раз влезут эти две платы.
Остается найти подходящую схему.
Как раз, active clamp подходит, но я не нашел примеров на более высокое напряжение.

Вашему энтузиазму можно только позавидовать.
Но в цитате выдержки, несколько упорядоченные мною. Это ведь по сути доводы против планарного трансформатора?
500мкГн явно мало, индукцию при индуктивности "какая получится" Вы приемлемую не сделаете, 100мкс это не 100нс, 100нс - не импульс, а фронт, активный клампер - разберитесь куда и зачем
И я, и Прохожий настоятельно рекомендуем Вам выбросить эту затею, пока она не зашла в стадию материальных затрат. Получите хоть какой-то опыт на классических схемах и Вы сами придете быстро к такому же выводу.

[sup-sup]

Вашему энтузиазму можно только позавидовать.
Но в цитате выдержки, несколько упорядоченные мною. Это ведь по сути доводы против планарного трансформатора?
500мкГн явно мало, индукцию при индуктивности "какая получится" Вы приемлемую не сделаете, 100мкс это не 100нс, 100нс - не импульс, а фронт, активный клампер - разберитесь куда и зачем
И я, и Прохожий настоятельно рекомендуем Вам выбросить эту затею, пока она не зашла в стадию материальных затрат. Получите хоть какой-то опыт на классических схемах и Вы сами придете быстро к такому же выводу.

Естественно, 100нс (100мкс - опечатка). Это проработка и пока нет материальных затрат, кроме времени. Активный клампер применял в низковольтном устройстве, так что знаю, о чем говорю. Нужно еще изучить что могут гарантировать производители ППМ про электрическую изоляцию между слоями и на торцах. А короткий импульс нужен из-за малого числа витков. Правда, ток будет больше в импульсе и скорости изменения напряжения и тока. Но комплектация улучшилась. Применение Infineonовских высоковольтных MOSFETов оптимизм вселяет, что можно получить результат. Индуктивность без зазора действительно не важна. Она всегда гораздо больше из-за необходимости ограничить индукцию. Поэтому вначале я и спросил про опыт применения феррита без зазора в обратноходовых.

Сообщение отредактировал sup-sup - Dec 4 2010, 22:30

[Прохожий]

опыт применения феррита без зазора в обратноходовых.

Такого не бывает. В принципе.
Но есть материалы с распределенным зазором.
Может Вы их имеете в виду?

[sup-sup]

Такого не бывает. В принципе.
Но есть материалы с распределенным зазором.
Может Вы их имеете в виду?

С распределенным зазором применял сендастовые кольца с проницаемостью 125. Работало нормально, но на кольцах нетехнологично, хотя терпимо - первичка в один слой, а вторичка триплексом.
Я как раз имею ввиду феррит без зазора. В конце концов, индукция сама по-себе и не зависит от зазора, а индуктивность определяется зазором. Как можно скорее (до понедельника не смогу) попробую проверить это. Именно запараллелить индуктивность ко вторичке обратнохода, предварительно убрав из него зазор. Тогда у транса индуктивности вырастут в разы, а при подключении дополнительной катушки опять вернутся к прежним.