Импульсный высоковольтный преобразователь Опции

[Arthur_Sh]

Добрый день.
Господин модератор, если как то не верно сформулирую вопрос, не надо резать тему, укажите в чем проблема - исправлюсь.
Итак, преобразователь собран по схеме пуш-пул. Вопрос по расчету выходного трансформатора. Необходимо на выходе получать импульсы напряжением +-500В на нагрузке в 50Ом. Длительность пачки импульсов 10мкс, частота заполнения 1мГц, насколько я понимаю, большой магнитопровод тут не нужен. Подскажите методику расчета такого трансформатора и какой сердечник выбрать. Заранее спасибо за ответы.

[MikeSchir]

Я не зря спрашивал про КПД пуш-пула, понимаю, что сделать его "высоким" на типовых МОП-транзисторах не просто. Зато и трансформатор можно сделать не очень КПДучный. Если допустить потери в трансформаторе =500Вт, то при скважности 10000 получаем среднюю мощность потерь =0,05Вт=50мВт. Всего то!
Сделаем систему состоящую из пяти трансформаторов: первичные обмотки соединим параллельно, вторичные последовательно, т.е получаем каждый трансформатор на мощность 1000Вт, ток первичной обмотки=20А, ток вторичной=10А , коэффициент трансформации N - 1:2 (1:2,2 с учётом падения на проводах обмоток), при таком N можно получить индуктивность рассеяния и ёмкость обмоток близкой к минимальной.
Данные по потерям на материал N92: при амплитуде индукции =0,1Тл и 20°С, P=8Вт/см куб. Для N87 данных нет, судя по кривым потерь у Эпкоса, можно предположить величину 10-15 Вт/см куб, но это не так важно, потому что при скважности 10000 средние потери в сердечниках R13,3/8,3/5,0 (объём=0,4 см куб.), будут значительно (на пару порядков) меньше 50 мВт. Т.о. основные потери предполагаются в обмотках.
Как посчитать число витков обмотки нам известно, для сердечника R13,3/8,3/5,0: S=12,27 кв. мм, W1=U/(4f*B*S)=50/(4*1*0,1*12,27)=10,18, округлим до 10-ти витков, для пуш-пула мотаем в два провода и соответственно соединяем конец одного провода с началом другого. Вторичная обмотка W2=22 витка поверх первичной через изоляцию (1 слой плёнки).
Допустим падение напряжения на обмотках по 5% от рабочего напряжения на каждой обмотке (соответствует 500-ам ваттам, о которых говорилось выше) это будет соответствовать сопротивлению первичной обмотки R1= U1*5%/I1=50*0,05/22=0,113 Ом, и вторичной R2=U2*5%/I2=110*0,05/10=0,55 Ом. Можно ожидать отношение сопротивления провода на переменном токе к постоянному Rac/Rdc =5 (величина взята по аналогии с цилиндрической намоткой для провода 0,35, рассчитанной по MDT от Epcos, реально для тороидальной намотки может быть и меньше, кто знает пусть подскажет), тогда необходимое сопротивление провода обмотки на постоянном токе должно быть: R1dc=0,113/5=0,0226 Ом и R2dc=0,55/5=0,11 Ом.
Намотаем обе обмотки проводом 0,355, тогда: R1dc=0,031 Ом (средняя длина витка 18мм), что соответствует падению на сопротивлении провода=7% (0,031Ом*5*22А=3,41В) и R2dc=0,069 Ом, что соответствует падению на сопротивлении провода=3,4% (0,069Ом*5*10=3,45В), суммарные потери 10,4%, т.е. 520Вт и средние 52 мВт.
Устроит нас этот результат?
Ничего не сказал про индуктивность рассеяния. По опыту работы с такими кольцами для первичной обмотки с индуктивностью около 100 мкГн (наш случай) индуктивность рассеяния ожидаема менее 0,5 мкГн (5 штук параллельно - 0,1мкГн). Дело только за выводами обмоток, "неправильное" их исполнение может всё испортить.
Кто, что скажет?

Сообщение отредактировал MikeSchir - Dec 14 2015, 12:40

[jks]

Кто, что скажет?

Решение очевидное. Правда несколько громоздкое. Зависит от того какие требования у автора к габаритам.
Я мотал в 4-8 проводов МГТФ 0.07-0.14. Диаметр жилы 0,08мм, толщина скин-слоя ~66мкм (1МГц). Так что сопротивление на ВЧ не особо меняется.
Длина провода максимум 50см. Сопротивление 75мОм. Основные потери были на транзисторах.
На маленьком кольце мотать не удобно, лучше использовать К32. На магнитопроводе с зазором не пробовал. Кольцо в общем устроило.