Давайте обсудим "короткие" и "длинные" трансформаторы Опции

[SergCh]

И случаи, когда необходимо расчитывать трансформатор под минимальное или максимальное напряжение сети.
В моём понимании "короткий" трансформатор подходит для случаев НЕ динамических нагрузок в диапазоне примерно 0.1*Pвых. ном.- 1*Pвых. ном.
*** Даже не так. 0.1 Inom-1Inom при номинальном выходном напряжении.***
При этом даёт экономию меди (феррита), либо улучшает КПД трансформатора. Меньше поток рассеяния между первичкой и вторичкой.
Но в тоже время, при возникновении нештатных ситуаций в нагрузке или сети , силовые транзисторы в первичке имеют все шансы на выход из строя из-за насыщения сердечника. И токовая защита тут не поможет.

Сообщение отредактировал SergCh - Jul 6 2011, 06:46

[MikeSchir]

И случаи, когда необходимо расчитывать трансформатор под минимальное или максимальное напряжение сети.
В моём понимании "короткий" трансформатор подходит для случаев НЕ динамических нагрузок в диапазоне примерно 0.1*Pвых. ном.- 1*Pвых. ном.
При этом даёт экономию меди (феррита), либо улучшает КПД трансформатора. Меньше поток рассеяния между первичкой и вторичкой.
Но в тоже время, при возникновении нештатных ситуаций в нагрузке или сети , силовые транзисторы в первичке имеют все шансы на выход из строя из-за насыщения сердечника. И токовая защита тут не поможет.

Интересная терминология, оригинальная. Это нужно патентовать
Хорошо бы дать конкретные примеры таких трансформаторов. Ну и может быть ссылки есть?

[SergCh]

Интересная терминология, оригинальная. Это нужно патентовать
Хорошо бы дать конкретные примеры таких трансформаторов. Ну и может быть ссылки есть?

Всё придумано до нас (с)
"Короткий" трансформатор на радиолюбительском сленге означает трансформатор, расчитанный на заданную индукцию при минимальном напряжении сети и максимальном коэфф. заполнения. Считается, что при увеличении напряжения коэффициет заполнения должен уменьшаться (что он собственно и делает при обычных условиях эксплуатации). При этом магнитная индукция в сердечнике остаётся прежней и не выходит за рамки максимальных значений.
"Длинный" трансформатор в противоположность "короткому" расчитывается на заданную (часто близкую к максимальной) индукцию при максимальном входном напряжении и максимальном коэффициенте заполнения. Такие условия возникают в источниках питания довольно редко, но выводят их из строя очень метко.
Сссылки нет, почерпнуто из разговоров на valvolodin.ru

[Herz]

Можно ещё "толстый" и "тонкий" или "худой" и "жирный" в обиход ввести. Чем обсуждать сленг, не лучше ли ориентироваться в каждом конкретном случае на рекомендации из справочной литературы?
Что до обсуждения и разговоров, то у Володина их не хватило? Давайте что-то конкретное, пожалуйста.

[SergCh]

Можно ещё "толстый" и "тонкий" или "худой" и "жирный" в обиход ввести. Чем обсуждать сленг, не лучше ли ориентироваться в каждом конкретном случае на рекомендации из справочной литературы?
Что до обсуждения и разговоров, то у Володина их не хватило? Давайте что-то конкретное, пожалуйста.

Именно рекомендации и интересуют. В каком случае можно рассчитать индукцию трансформатора только для минимального напряжения и максимальноко К зап, а в каком случае необходимо обеспечить не превышение максимальной индукции во всём диапазоне входных напряжений и К заполнения, что повлечёт за собой увеличение размеров тр-ра, увеличение потерь... и т.д.
Экономика должна быть экономной.

[MikeSchir]

Именно рекомендации и интересуют. В каком случае можно рассчитать индукцию трансформатора только для минимального напряжения и максимальноко К зап, а в каком случае необходимо обеспечить не превышение максимальной индукции во всём диапазоне входных напряжений и К заполнения, что повлечёт за собой увеличение размеров тр-ра, увеличение потерь... и т.д.
Экономика должна быть экономной.

При таком расчёте трансформатора не учитываются скорости, с которыми может изменяться реакция ШИМ. Скорость изменения напряжения на выходе ОС определяется частотными характеристиками фильтра преобразователя и ОС и не может быть быстрой (типа: скачком изменилась нагрузка и моментально увеличился коэф. зап.). Такая "быстрая" система почти всегда (осторожно чтоб не дискутировать) неустойчива, а это не наша цель!
Анализируйте ваш объект разработки, и Вы будете знать какие запасы индукции вам необходимы.
И трансформаторы будут "короткими", и Экономика...

[tyro]

Можно ещё "толстый" и "тонкий" или "худой" и "жирный" в обиход ввести. Чем обсуждать сленг, не лучше ли ориентироваться в каждом конкретном случае на рекомендации из справочной литературы?
Что до обсуждения и разговоров, то у Володина их не хватило?

Да уже давно введено, например толстый и тонкий клиент в клиент-серверных приложених .
P.S. А у Володина не только разговоры и обсуждения, там частенько все проверяют на практике .

[Plain]

В каком случае можно рассчитать индукцию трансформатора только для минимального напряжения и максимальноко К зап, а в каком случае необходимо обеспечить не превышение максимальной индукции во всём диапазоне входных напряжений и К заполнения, что повлечёт за собой увеличение размеров тр-ра, увеличение потерь... и т.д.
Экономика должна быть экономной.

Помнится, в книге Акио Морита "Сделано в Японии" автор говорил о некоем Манце, главным инструментом которого были кусачки, которыми он удалял из готовых изделий, сходящих с конвейера, ненужные детали.

Нет нужды констатировать, что метод Манца давно и прочно взят за основу в подавляющем большинстве отраслей мировой промышленности. Взять, хотя бы, Евротоннель, спроектированный для работы при комнатной температуре, или японскую АЭС, не готовую быть залитой водой, на которой она построена.

[Microwatt]

Типовой расчет - "короткий".
ОС тут ни при чем, напряженческая ОС может быть очень медленной, а защищать трансформатор должна токовая, потактовая, мгновенная. ЕЕ параметры, характеристики, должны обеспечивать работу трансформатора гарантировано без захода в насыщение.
"Длинный" трансформатор кроме почти двкуратного перерасхода ресурсов по меди и железу сам по себе ничего не спасет, если не будет все той же быстродействующей защиты.
Вроде так.

[Herz]

Что-то я так и не улавливаю сути.
Если вопрос в том, надёжнее ли трансформатор, рассчитанный с запасом, то думаю, ответ очевиден. Как и любое изделие.
Если в том, когда стоит применять надёжные комплектующие, а каких случаях можно экономить - тоже, имхо, каждый инженер решает сам исходя из условий задачи.
Так какие могут быть универсальные рекомендации?

[Microwatt]

Что-то я так и не улавливаю сути.

Как мне ее удалось понять, вопрос в том, стоит ли рассчитывать трансформатор на пониженное напряжение при максимальном коэффициенте ШИМ? В расчете на то, что с ростом напряжения ШИМ уменьшит длительность и вольтсекунды останутся теми же, насыщения сердечника не случится.
Или нужно махнуть рукой на все расчеты и мотать "чем больше- тем лучше"?
В этом вопрос?

[georgy31]

Вопрос в принципе актуальный для серийного производства. Но тут надо знать что вы хотите получить. Если вы хотите получит долгую безотказную работу своего аппарата, берите огромный кусок феррита и мотайте на него немного меди и будет вам счастье на все случаи жизни. Если хотите, что бы ваши аппараты горели почаще, а значет их почаще покупали, берите маленький феррит, но регулярно меняйте название своего прибора.
Экономия кусочка меди не компенсируется стоимостью сгоревших силовых элементов, тут разница в порядок.

Сообщение отредактировал georgy31 - Jul 7 2011, 03:39

[halfdoom]

Но в тоже время, при возникновении нештатных ситуаций в нагрузке или сети , силовые транзисторы в первичке имеют все шансы на выход из строя из-за насыщения сердечника. И токовая защита тут не поможет.

Возможно, перепутаны причины со следствием. Поскольку вы не указали тип преобразователя, рассмотрим флайбэк с RCD ограничителем. Действительно, если индуктивность первичной обмотки выбрана слишком низкой, а минимальная длительность открытого состояния ключа велика, то при неудачном выборе отраженного напряжения и/или не оптимальном расчете RCD, возможны два варианта выхода из строя ключевого транзистора.

Первый, возникает по причине неконтролируемого роста постоянной составляющей тока через первичную обмотку, а второй, по причине превышения максимально допустимого напряжения на стоке. Причем оба процесса развиваются одновременно и "выстрелить" может любой из них.

Критерием расчета трансформатора является его режим работы (DCM/CCM) при заданных условиях, и рационально использовать совокупность параметров Vinmin/Vor/Pmax/Dmax для расчета критической индуктивности первичной обмотки. При этом очевидно, что правильный выбор отраженного напряжения с учетом диапазона изменения коэффициента заполнения в значительной степени определит надежность источника питания в целом.

[SergCh]

Типовой расчет - "короткий".
ОС тут ни при чем, напряженческая ОС может быть очень медленной, а защищать трансформатор должна токовая, потактовая, мгновенная. ЕЕ параметры, характеристики, должны обеспечивать работу трансформатора гарантировано без захода в насыщение.
"Длинный" трансформатор кроме почти двкуратного перерасхода ресурсов по меди и железу сам по себе ничего не спасет, если не будет все той же быстродействующей защиты.
Вроде так.

Вот, вот, вот... "Быстродействующая" потактовая токовая защита не может столь быстро отключить ключи при входе сердечника в насыщение. Наблюдал такую ситуацию. В прямоходовом преобразователе с недостаточным количеством витков в первичке и сознательно заниженной тактовой частотой процесс насыщения происходит примерно за 500nS. Учитывая задержки в микросхеме управления, в драйвере, в мосфитах, и в RC цепи токового датчика, которые составляют в сумме примерно теже 500nS ясно что транзисторам при таком режиме в первый же такт придёт пушистый зверёк. Что собственно и происходило
Потактовое токовое ограничение хорошо работает при медленном нарастани тока, которое обеспечивает выходной дроссель. Выходит что без "длинного" трансформатора в блоках питания, к которым предъявляются повышенные требования по надёжности никак не обойтись.

[vlvl@ukr.net]

Данную ситуацию с трансами очень хороше отображает расчет первички для SMD транса, где индукция завышена в 2а раза.

"Длинный" трансформатор в противоположность "короткому" расчитывается на заданную (часто близкую к максимальной) индукцию при максимальном входном напряжении и максимальном коэффициенте заполнения.

Может при минимальном входном напряжении и индукция не максимальная, нормальная для частоты.? Если на оборот, то замахаетесь мотать. Да и вообще сленг нужно применять не здесь иначе Вас просто не поймут.

Прикрепленные файлы

 Design_of_Planar_transformer.pdf ( 394.6 килобайт ) Кол-во скачиваний: 107

 

[Plain]

Design_of_Planar_transformer.pdf

То же на русском:

http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/03_06/stat_106.htm

[MikeSchir]

То же на русском:

http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/03_06/stat_106.htm

Кстати, в обеих ссылках первичную обмотку трансформатора считают при максимальной длительности и минимальном входном напряжении, т.е. (прости меня Господи) - "короткий
И ещё кстати, не заметил в расчётах учёта в температурном балансе переходных отверстий, о чём нам постоянно напоминают изготовители печатных плат.
Запас по индукции чаще всего получается в двухтактных трансформаторах, т.к. рабочую индукцию нельзя взять большОй из соображений перегрева (речь, конечно, о современных материалах и современных частотах преобразования), а также при большИх размерах сердечников, тоже из-за перегрева. Вот Вам и запас! Ведь мгновенное изменение режима, связанное с изменением раскрытия не отражается на тепловых характеристиках(почти если не повторяются очень часто).
И ещё один момент. Даже в однотактных преобразователях (и флай, и форвард) из-за паразитных параметров (ёмкость ключа, время восстановления диодов, индуктивность рассеяния и т.п.) перемагничивание трансформатора проходит не в одном первом квадранте, а частично захватывает и третий, при сохранении размаха индукции. Это опять же расчётный запас

Сообщение отредактировал MikeSchir - Jul 7 2011, 09:03

[SergCh]

...
И ещё один момент. Даже в однотактных преобразователях (и флай, и форвард) из-за паразитных параметров (ёмкость ключа, время восстановления диодов, индуктивность рассеяния и т.п.) перемагничивание трансформатора проходит не в одном первом квадранте, а частично захватывает и третий, при сохранении размаха индукции. Это опять же расчётный запас

Согласен, двухтактник в этом плане выгодно отличается от однотактника.

Не надо увлекаться цитированием.
Модератор Herz.

[vlvl@ukr.net]

Кстати, в обеих ссылках первичную обмотку трансформатора считают при максимальной длительности и минимальном входном напряжении, т.е. (прости меня Господи) - "короткий

Я никогда других примеров расчета и не видел, разные апликухи, от разных производителей ИМС и все считают одинаково ( это всегда режим карент мод). Единственное, что в приведенной ссылке Феррохкуб приводит удвоенную индукцию.

[halfdoom]

Единственное, что в приведенной ссылке Феррохкуб приводит удвоенную индукцию.

Не совсем так. Спецификации потерь (от которых они отталкиваются) приводятся для индукции Bpeak = ΔB/2, или ΔB=2Bpeak, что они и указывают в своих формулах: N=U*D/(2*Bpeak*F*Ae).

[vanya.8484]

И токовая защита тут не поможет.

ПМСМ, короткие трансы имеет смысл применять только при наличии контроля тока намагничивания, чтобы исключить отказ ключей из-за насыщения сердечника в переходных процессах.

[SergCh]

ПМСМ, короткие трансы имеет смысл применять только при наличии контроля тока намагничивания, чтобы исключить отказ ключей из-за насыщения сердечника в переходных процессах.

Ещё бы знать как ток намагничивания контролировать, это очень скользкий вопрос. Сверлить для этого отверстия в сердечнике серийных изделий как делают некоторые, не выход, а простых и надёжных схем контроля тока намагничивания мне встречать как-то не приходилось. Куда надёжнее решить проблему "в лоб", добавить несколько витков в первичку трансформатора или взять сердечник побольше, в крайнем случае увеличить частоту преобразования.

[vanya.8484]

а простых и надёжных схем контроля тока намагничивания мне встречать как-то не приходилось.

ПМСМ, проще чем дырка в феррите с кусочком провода-ничего нет. Однако, любители "лобовых" решений могут продолжать монстрить трансы или задирать частоту, дабы поиметь пресловутый запас по индукции. Как говориться, каждому своё. Хочу только заметить, что, например, реализовать надёжный четырёхквадрантный однотакт (с Кзап>0,5) без нямконтроля не выйдет. А с оным-запросто.

Сообщение отредактировал vanya.8484 - Jul 7 2011, 17:41

[SergCh]

ПМСМ, проще чем дырка в феррите с кусочком провода-ничего нет. Однако, любители "лобовых" решений могут продолжать монстрить трансы или задирать частоту, дабы поиметь пресловутый запас по индукции. Как говориться, каждому своё. Хочу только заметить, что, например, реализовать надёжный четырёхквадрантный однотакт (с Кзап>0,5) без нямконтроля не выйдет. А с оным-запросто.

Проще чем дырка действительно ничего нет. Но что-то производители ферритовых колечек не спешат побаловать нас таким продуктом. С чего бы это ?

[vanya.8484]

С чего бы это ?

Вот и я думаю. Разговор вроде был про короткие и длинные трансы. А кому трудно феррит сверлить, дабы поиметь нямконтроль, тот вправе использовать тривиальный дифф. транс в явном виде, буде в силовом трансе-одна первичка и одна вторичка.

Сообщение отредактировал vanya.8484 - Jul 7 2011, 20:00

[SergCh]

А может поделитесь ссылкой или схемой прямоходового однотактного блока питания с контролем тока намагничивания с помощью дифференциального трансформатора для ознакомления и повышения кругозора ?

[vanya.8484]

А может поделитесь ссылкой

http://multikon.at.tut.by/HBridge/SimIn.doc Там, если не изменяет память, примочка для двухтакта, но ежели подумать малость, то можно приделать и к однотакту.
А у меня всё по старинке-со сверлением дырочки в колечке или в Ш-ашке.

Зато "честный" четырёхквадрант с Кзап>0,5.

Сообщение отредактировал vanya.8484 - Jul 8 2011, 16:06

[SergCh]

Сколько получился макимальный Кзап? КПД , мощность, выходное напряжение?

[vanya.8484]

Сколько получился макимальный Кзап? КПД , мощность, выходное напряжение?

Максимальный Кзап=0,85. Остальные параметры-без коммента.