Импульсный трансформатор очень греется..., В чём просчёт?? Опции

[pr0m]

Привет форумчанам.

Делаю flyback-SMPS на вых. мощность порядка 160Вт, Uвых=27, Iвых=6~7А.
Частота преобразования ~70кГц.
Ключ IRFPE50, duty cycle расчётный и реальный совпадают (на Pмакс) ~30%.

Транс намотал такой:
сердечник E42/21/15 N67 от EPCOS,
зазор 1мм
первичка: 2*12 витка 3*0.63мм (в двух слоях)
вторичка: 5 витков 3*0.91мм
питание ШИМа: 3 витка ......
Расчётная индуктивность порядка 134мкГн, Вмакс вроде в норме..

Такая проблема:
В режимах близких к макс вых мощностим транс совсем уж неприлично греется (точно не измерял, но по ощущениям - порядка 80-90градусов). При этом ключ и вых. выпрямительный диод вполне неплохо себя чувствуют в смысле теплового режима.

Буду рад выслушать советы и соображения!

п.с.: по осциллограммам тока ключа вроде не похоже чтобы транс входил в насыщение - нормальная пила...

[sup-sup]

Индукция не превышает 0.2 Тесла. Наверное надо попробовать сердечник N87 или что получше и сечение провода увеличить. Можно немного уменьшить зазор и число витков. А лучше работать по прямоходовой схеме (у Вас один выход и большая мощность). Я бы сделал косой мост.

[pr0m]

Индукция не превышает 0.2 Тесла. Наверное надо попробовать сердечник N87 или что получше и сечение провода увеличить. Можно немного уменьшить зазор и число витков. А лучше работать по прямоходовой схеме (у Вас один выход и большая мощность). Я бы сделал косой мост.

Расчёт как раз делался чтобы индукция была не больше 200мТ - пиковый ток ~6.5А в первичке, дабы избежать насыщения. Впрочем, по данным производителя у этого сердечника она равна 380мТ на 25град. так что с большим запасом.. Или это неверный подход? Какие недостатки у работы транса при низкой индукции?
А при уменьшении числа витков индукция только уменьшится. Да и вроде бы наличие скин-эффекта не даст никаких преимуществ при более толстых проводах? Всётаки очень похоже, что потери ИМЕННО в сердечнике.
Поправьте плиз, если неправ.

К сожалению, другой сердечник получить быстро нет возможности, поэтому пытаюсь делать на имеющемся. Согласен насчёт доводов в пользу прямоходового, обязательно буду "щупать" и его, но в любом случае, прежде чем тестить другие топологии, очень хочется разобраться в причине....

Ещё попутный вопрос: отличаются ли два одинаковых 2 имп. транса с разным количеством витков в первичке и разными зазорами (разные значения Al) при условии что индуктивность обмотки одинаковая? По формулам выходит, что тот у к-го меньше витков будет иметь меньшую индукцию?

[vlvl@ukr.net]

Ещё попутный вопрос: отличаются ли два одинаковых 2 имп. транса с разным количеством витков в первичке и разными зазорами (разные значения Al)  при условии что индуктивность обмотки одинаковая? По формулам выходит, что тот у к-го меньше витков будет иметь меньшую индукцию?

Там где вольше витков тот и будет иметь меньшую индукцию!

B=DU\SFw,

требуемый зазор найдете, как:

g=4pi*10^(-7)*w^2*S/L.

Что у Вас с плотностью тока в проводе, какое значение RMS?
При Вышей мощьности необходимо неболее ~(3...3,5)А\мм. кв.

[pr0m]

Ещё попутный вопрос: отличаются ли два одинаковых 2 имп. транса с разным количеством витков в первичке и разными зазорами (разные значения Al)  при условии что индуктивность обмотки одинаковая? По формулам выходит, что тот у к-го меньше витков будет иметь меньшую индукцию?

Там где вольше витков тот и будет иметь меньшую индукцию!

B=DU\SFw,

требуемый зазор найдете, как:

g=4pi*10^(-7)*w^2*S/L.

Что у Вас с плотностью тока в проводе, какое значение RMS?
При Вышей мощьности необходимо неболее ~(3...3,5)А\мм. кв.

Да, насчёт кол-ва витков и кол-ва индукции я всё перепутал. Накачал литературы отовсюду кусками - в голове в 1 ночи образовалась каша.
В обчем, по расчётам действительно получается очень большая плотность тока для моего количества витков в первичке. Сейчас пересчитал заново - получается совсем другая картина:
59 первичка (25+24), 12 вторичка, зазор 2.0мм - Lp = 360мкГн
Рабочую понизил до 40 кГц, ибо в процессе опытов обнаружил что ключ посильнее греется на более высоких - видимо у используемого MOSFET-а потери на переключение сильнее сказываются, чем потери проводимости?
Индукция и плотность тока в норме с запасом.
Приступаю к намотке

Для себя на основе прочитанного делаю вывод: для Fly-транса для заданной частоты (Lp=const) и duty cycle нужно стараться максимизировать число витков в первичке и зазор (чтобы уменьшить размах индукции и потери), а ограничением сверху будут - геом. размеры бобины и разумные омические сопротивления проводом обмоток (конечно, провода на соответствующий ток, с учётом скин-эффекта). Правильно ли?

Irms~1.3A.

[vlvl@ukr.net]

В обчем, по расчётам действительно получается очень большая плотность тока для моего количества витков в первичке.Сейчас пересчитал заново - получается совсем другая картина:
59 первичка (25+24), 12 вторичка, зазор 2.0мм - Lp = 360мкГн

1.Плотность не связана с числом витков, а только с током и площадью сечения.
2. Для частоты 70 кГц, макс. D=0,53 мм, с учётом скин-эффекта
3. Если идут провода в параллель, то нужно складывать их площади, а не диаметры.
4. С увеличением зазора возрастут и потери в сердечнике.

Для себя на основе прочитанного делаю вывод: для Fly-транса для заданной частоты (Lp=const) и duty cycle нужно стараться максимизировать число витков в первичке и зазор (чтобы уменьшить размах индукции и потери), а ограничением сверху будут - геом. размеры бобины и разумные омические сопротивления проводом обмоток (конечно, провода на соответствующий ток, с учётом скин-эффекта). Правильно ли?

Сначало нуно определиться ск. витков на вольт Вам нуна. Затем прикинуть значение В, после посчитать зазор исходя из значения индуктивности в первичке. Если чтото не устраивает играть этими соотношениями.
Для меня всегда важно вольт\виток, дабы выходные напруги выставить более точно, а затем играюсь остальными соотношениями.

[pr0m]

Сначало нуно определиться ск. витков на вольт Вам нуна. Затем прикинуть значение В, после посчитать зазор исходя из значения индуктивности в первичке. Если чтото не устраивает играть этими соотношениями.
Для меня всегда важно вольт\виток, дабы выходные напруги выставить более точно, а затем играюсь остальными соотношениями.

Большое спасибо за подсказки. А нельзя ли поподробней и с формулами по общей методике расчёта? Будт полезны любые ссылки.
Не судите строго, тема совершенно для меня новая

[vlvl@ukr.net]

Большое спасибо за подсказки. А нельзя ли поподробней и с формулами по общей методике расчёта? Будт полезны любые ссылки.
Не судите строго, тема совершенно для меня новая 

По методикам расчета транса, для флая:
(Power Integrations,): http://forum.electronix.ru/index.php?showt...=15&#entry50298

и поглядите :
AN-SMPS-ICE2xXXX-1 (http://www.infineon.com)

И добавте к ним
B=DU\SFw,
требуемый зазор найдете, как:
g=4pi*10^(-7)*w^2*S/L.

[pr0m]

Большое спасибо за подсказки. А нельзя ли поподробней и с формулами по общей методике расчёта? Будт полезны любые ссылки.
Не судите строго, тема совершенно для меня новая 

По методикам расчета транса, для флая:
(Power Integrations,): http://forum.electronix.ru/index.php?showt...=15&#entry50298

и поглядите :
AN-SMPS-ICE2xXXX-1 (http://www.infineon.com)

Нашёл лучшую и подробнейшую, на мой взгляд, методику для расчёта классического флая (не квазирезонансного):
http://www.st.com/stonline/products/literature/an/7310.pdf
Очень доступно. Думаю, многим может пригодиться.
Расчитал всё что можно, включая все потери в ключе и трансе, а также значения сопротивления и ёмкости снаббера. Перемотал транс. Собрал. Все параметры (токи ключа, duty cycle и пр. сошлись очень точно).
Сегодня всё заработало, транс на макс мощности (161 Вт в нагрузке) греется чуть меньше, но, как я понял из из некоторых постов, температура порядка 70-90 град. вполне допустима. Смущает всё-таки, что в расчётах я принимал приращение темп-ры dT~40градусов, то бишь ожидалось (и оч. хотелось всё-таки градусов до 60-70. Возьму как я пожалуй градусник и положу ему под язык. Может всё не так плохо, как кажется? И зря мучУ воду
На макс. мощности на осцилле видно (по форме тока на токоогр.рез-ре в истоке), что приближается к CCM-режиму, что также было ожидаемо и желаемо.
Серия ICE2xXXX, про к-ю Вы предлагаете почитать - квазирезонансная, а у них получается плавающая частота. как вариант расчёта я пробовал и их методу, но индуктивноости действительно получаются СЛИШКОМ малеьнкие для моей фиксированной частоты и не квазирезонансного ШИМа... Получал глубокий DCM-режим с очень маленьким D... К тому же очень большой размах индукции. В этом вроде и была ошибка.
Чтобы поэффективней использовать транс, хочу попытаться приподнимать частоту. Однако заметил заметный рост потерь в ключе при повышении. Буду экспериментировать и искать серединку..
Кстати, у питателя есть особенность - рассчитан на ~380 +-20% 900В ключи уже на пределе (учитывая некоторый запас; Np/Ns ~ 7), MOSFETов на 1200В пока не втретил, а IGBT на 1200В от IR серии W (75к-150к), только U (~40кГц), но спад по току достаточно плавный от частоты, так что хочу попробовать их. Не будет ли сюрпризов при применении IGBT ??

[pr0m]

1200В пока не втретил, а IGBT на 1200В от IR серии W (75к-150к), только U (~40кГц)

Серии W только 900-вольтовые, хотел сказать.