Stepdown теоретический вопрос по магнитному полю в индукторе Опции

[iiv]

Добрый день,

не пинайте сильно, но очень надо для понимания.

Пусть у нас есть степдаун как из https://en.wikipedia.org/wiki/Buck_converter

Там есть две картинки, on-state и off-state.

Если измерить напряжение на индукторе, то полярность напряжения в on-state и off-state будет противоположной.

А вот направление магнитного поля в обоих случаях, будет противоположное, или все-таки в on-state напряженность магнитного поля будет нарастать, а в off-state - убывать, но направление вектора напряженности магнитного поля будет всегда однонаправленным?

Вдруг кто точно это понимает, пожалуйста, не оставьте меня наедине с проблемой и посвятите, пожалуйста!

Спасибо!

ИИВ

[_Vova]

магнитное поле определяется током, напряжение на соленоиде "показывает": поле(ток) растет или уменьшается, в Вашей ссылке из wiki ток показан
(аналогично на конденсаторе полярность напряжения может быть постоянной, а ток (заряд/разряд) менять направление)
и степдаун даст пульсации тока, которые Вам похоже не нужны

[Фрол Кузьмич]

и степдаун даст пульсации тока, которые Вам похоже не нужны

Да нужен конешно свой фильтр внутри источника тока, который и даст основное подавление пульсаций. Иначе ацкое внешнее ЭМ излучение, доп. нагрев индуктора из-за ВЧ эффектов, да и вообще просто неприлично.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 1 2017, 08:48

[iiv]

Да нужен конешно свой фильтр внутри источника тока, который и даст основное подавление пульсаций. Иначе ацкое внешнее ЭМ излучение, доп. нагрев индуктора из-за ВЧ эффектов, да и вообще просто неприлично.

ну нагреется воздух в индукторе, ну и пусть, у меня все равно резистивно 2.5 киловатта в катушке рассеивается и это погоды не сделает.

С катушкой 2 микрогенри? Тогда я не понимаю, что Вы называете "слабо пульсирующим" - 50% от среднего значения?

а вот тут у меня снова не понимание, посоветуйте, пожалуйста, как правильнее.

Вот пусть резистивное 0.01Ом, пусть 2мкГн, напряжение на входе 24В х 120А, а хочется все, что есть на входе в магнитное поле трансформировать. То идеально было бы иметь 530А и 5.3В. Правильно ли я понимаю, что максимум трансформации будет как раз на 50% заполнении и такой частоте, при которой реактивное сопротивление будет равно резистивному? Но тогда и поле будет скакать сильно... А как сделать, чтоб и рыбку съесть амперов побольше вогнать, и чтоб поле не скакало, скажите, пожалуйста? (ессно без внешнего степдауна, который не сильно хотелось бы колхозить).

PS: Правильно ли я понимаю, что последовательно поставленный индуктор на 20мкГн с практически нулевым резистивным должен решить мою проблемы.

PPS: так, на всякий случай, шины проводников в катушке у меня примерно 20квмм сечением, то есть сильно много снаружи чего-то поставить мне тоже не сильно просто.

PPPS: для блюстителей EMI хорошо экранированная (два слоя сетки) комната в полностью выкопанном в гранитной скале подвале для этих целей у меня имеется, я не сумасшедший просто так эфир засорять, иначе ко мне сразу приедут

[ZVA]

А что за материал катушки? Что не медь - очевидно. Что за сплав? просто интересно.

[iiv]

А что за материал катушки? Что не медь - очевидно. Что за сплав? просто интересно.

почему же не медь, она самая. Лист 0.4мм шириной 5см, с силиконовым изолятором, внешним диаметром примерно 8см, то есть около 80 витков. Снаружи с боков и одного торца - водяное охлаждение.
Просто она греется, зараза, и из-за этого у нее сопротивление растет. У меди при комнатной температуре 17.5мОм на метр и квмм сечения, а при высокой температуре до 100мОм на метр и квмм сечения доходит. Из-за этого-то и все танцы с бубном.

[ZVA]

почему же не медь, она самая. Лист 0.4мм шириной 5см, с силиконовым изолятором, внешним диаметром примерно 8см, то есть около 80 витков. Снаружи с боков и одного торца - водяное охлаждение.
Просто она греется, зараза, и из-за этого у нее сопротивление растет. У меди при комнатной температуре 17.5мОм на метр и квмм сечения, а при высокой температуре до 100мОм на метр и квмм сечения доходит. Из-за этого-то и все танцы с бубном.

Ну тогда, вьі где- то не договариваете не доизмеряете или просто фантазируете.
1. кусок прямого медного провода сечением 100мм2 длинной 2м уже имеет индуктивность > 2 uH, как у вашей катушки с длинной проводника 15метров получается 2uH????
2. температурный коєффициент меди 0,4%/градус. т.е при при увеличении температурьі катушки на 250град ее сопротивление увеличится на 100% т.е в 2 раза. какая ваша расчетная температура катушки если ее сопротивление изменяется в 5 раз, с учетом того что она охлаждается проточной водой ????
3. что за силикон с рабочей температурой больше 300 градусов ???

[iiv]

Ну тогда, вьі где- то не договариваете не доизмеряете или просто фантазируете.

1. внутренний диаметр катушки 3мм, длина 5см, 80 витков, по формулам получается 1мкГн, в реале немного больше 2мкГн.
2. При 900С у меди сопротивление как раз 0.12Ом.
3. Силикон - это обобщенное название тетраэтоксисилана, который был нанесен на поверхность меди и размазан тонким слоем. После начала затвердевания скручен в катушку. Катушка без водяного охлаждения в вакууме была выгнана на 700-800С. Хвосты органики улетели, остался оксид кремния, который на химическом жаргоне иногда тоже силиконом называют Вот собственно все.

Ах да, один торец во время работы греется до 800-900С, а с боков и с другого торца - водяное охлаждение. Ну и сама катушка рассеивая 3КВатта хорошо нагревается, поэтому тепло надо хорошо отводить. Благо у меди теплопроводность очень хорошая, и 3КВатта утащить можно. Больше - уже не получается.

Из-за того, что с одного торца так и так 800-900С, заниматься внутренним водяным охлаждением не реально, поэтому трубки внутри катушки не применил. Градиент температуры получается более-менее равномерный, поэтому ничего там не трескается и не ломается - это тоже важно. Да, понятно, что если прозевать с охлаждением, то сопротивление поднимается в 3 раза, а при хорошем стечении обстоятельств - разброс получается только в 2 раза, но лучше заложиться на 3-4 раза. У меня критично если я просто выключу установку, тогда все надо выбрасывать и начинать с начала.

Но разброс в 2 раза - это тоже достаточно много, чтобы задуматься о регулировании, так как то, что есть под рукой - нерегулируемый источник питания на 12 или на 24В.

Ограничения 3КВатта еще вызваны тем, что иначе часть меди может перегреться за 900С и начнет при температуре 1080 плавиться. Пока не хотелось бы заморачиваться с молебденовыми листами в нагретой зоне в параллель с медными в не нагретой из-за сложности конструктива - не забываем про силу Лоренца при этих токах и этом магнитном поле!

Как я понимаю, то, что я сейчас написал - офф-топ, давайте, пожалуйста, исходный вопрос обсуждать