DC-DC converter -нужно выбрать дроссель, рекомендации по выбору дроселя Опции

[mux]

подскажите как выбрать дроссель для DC/DC на токи до 20ампер частота преобразования 100кгц Syncro back PWM pls
33mkH нужно

думаю что это самонамотка но вот сечение кольца тип материала тип намотки???

в наличии следующие материалы

1
кольца 26x16x9
магнитопровод АМАГ-200 нанокристалический
отжиг без тока
параметры измерены на цикле (+_0,2Тл):

потери = Pc/(0,2Tl 100kHz)=0,75W (41,8W/kg)

Проницаемость =мю(0,2Tl 100kHz)=51500

2Фm=14,45mkW

свойства;
-термостабилен (Tкюри=500 С)
-максимальная индукция Bm=1,2Tl


2
кольца 26x16x10
магнитопровод АМАГ-170 аморфный
отжиг в поперечном поле
параметры измерены на цикле (+_0,2Тл):

потери = Pc/(0,2Tl 100kHz)=0,29W (16,2W/kg)

Проницаемость =мю(0,2Tl 100kHz)=138000

2Фm=14,45mkW

свойства;
-термостабилен (Tкюри=220 С)
-максимальная индукция Bm=0,56Tl

RE -(ремарка производителя)- " не использовать при амплитуде индукции более 0,4Tesla
-эффективно для применения на частотах более 100кгч-200-300

[asdf]

подскажите как выбрать дроссель для DC/DC на токи до 20ампер частота преобразования 100кгц Syncro back PWM pls
33mkH нужно

думаю что это самонамотка но вот сечение кольца тип материала тип намотки???

в наличии следующие материалы

1
кольца 26x16x9
магнитопровод АМАГ-200 нанокристалический
отжиг без тока
параметры измерены на цикле (+_0,2Тл):

потери = Pc/(0,2Tl 100kHz)=0,75W (41,8W/kg)

Проницаемость =мю(0,2Tl 100kHz)=51500

2Фm=14,45mkW

свойства;
-термостабилен (Tкюри=500 С)
-максимальная индукция Bm=1,2Tl


2
кольца 26x16x10
магнитопровод АМАГ-170 аморфный
отжиг в поперечном поле
параметры измерены на цикле (+_0,2Тл):

потери = Pc/(0,2Tl 100kHz)=0,29W (16,2W/kg)

Проницаемость =мю(0,2Tl 100kHz)=138000

2Фm=14,45mkW

свойства;
-термостабилен (Tкюри=220 С)
-максимальная индукция Bm=0,56Tl

RE -(ремарка производителя)- " не использовать при амплитуде индукции более 0,4Tesla
-эффективно для применения на частотах более 100кгч-200-300

Вся информация для расчета дросселя у Вас уже есть. У Bludger и далее приведены все необходимые формулы.

Например:
- мощностьпреобразователя=14В*20А=280 Вт
- тепловая=280*0.05=14Вт
из них 0.015*20*20/2=3Вт на ключах(только статические)
приняв(т.к. не известны параметры Ваших транзисторов) динамические тоже 3 Вт, получаем допустимые потери в дросселе =8Вт,
приняв, для начала, равенство потерь в сердечнике и обмотке получаем их по 4Вт.
Взяв для основы кольца 26x16x10 магнитопровод АМАГ-170 аморфный, считаем для режима с неразрывом токов и амплитудой переменной составляющей =7А(цифра есть где-то в тексте):
***На одном кольце число витков n=33*10^(-6)*7/(0.2*50*10^(-6))=23.
Плошадь одного витка(с учетом возможного заполнения и типа провода-литцендрат) =78*0.25/23= 0.84 кв.мм.
сопротивление обмотки(без учена скин эффекта) =1.75*10^(-8)*23*0.05/(0.84*10^(-6))=0.024 Ом
С учетом скин эффекта =0.03 Ом.
Тепловыделение =20*20*0.03=12Вт.
Т.е. в первом приближении нужно взять три, скорее всего 4 сердечника в стопку для одного дросселя или расчитать 4 одиночных последовательно, но с индуктивность =8.3 мкГн (число витков=6).
Расчет немагнитного зазора: = 23*20*1.25*10(-6)/0.2=2.9 мм.
для 6 витков зазор =0.5 мм, что вполне приемлимо.
потери в магнитопроводе 0.3*4=1.2 Вт
И сходя из этого можно увеличить потери в обмотке и взять 3 кольца.
Зазор в аморфном железе легко фрезеруется тонкой дисковой фрезой или алмазным диском. Место резки нужно локально пропитать каким нибудь связующим (я использую кремнийорганику).
Таким образом на кольцах 30*20*10 из аморфного железа я сделал преобразователь 24->60 на ток до 100А на частоте 400кГц.
Успехов.

*** В этом пункте не совсем правильно. Так можно расчитывать для режима разрывного тока.
Для нашего случая нужно рассчитать Вср=0.2*(1-7/(2*20))=0.165 Тл а не 0.2.

[Lonesome Wolf]

Использовать сердечники из аморфного железа неразумно, IMHO, для дросселей. Если мне не изменяет память, то на частотах 100 кГц потери достаточно большие, зазор нужен. В чем их достоинство? Петля гистерезиса у них прямоугольная - это да, но к делу отношения не имеет .

[asdf]

Использовать сердечники из аморфного железа неразумно, IMHO, для дросселей. Если мне не изменяет память, то на частотах 100 кГц потери достаточно большие, зазор нужен. В чем их достоинство? Петля гистерезиса у них прямоугольная - это да, но к делу отношения не имеет  .

Резон есть если делать компактный теплонапряженный преобразователь с охлаждаемым дросселем.
Кстати, потери у ферритов и и сердечников типа БДСР сравниваются на частоте 200кГц, а рабочая температура, а значит и допускаемый перегрев определяется изоляцией провода. Мне известна конструкция работавшая при температуре дросселя чуть ли не 200 град. А петля гистерезиса может быть почти любая, как закажешь.
И есть резон если Вы работаете в режиме неразрывного тока.
Т.к. потери определяются квадратом амплитуды индукции, то можно поднять постоянную составляющую и уменьшить переменную чтобы их произведение оставалось постоянным и потери не изменятся. В таком режиме я работал на средней индукции 0.6...0.8 Тл (для БДСР доп. индукция 1.2...1.5 Тл).

А в данном случае у mux эти сердечники уже есть.
К томуже я привел этот расчет как примерный, чтобы показать как использовать эти формулы для предварительной оценки.

[Lonesome Wolf]

Использовать сердечники из аморфного железа неразумно, IMHO, для дросселей. Если мне не изменяет память, то на частотах 100 кГц потери достаточно большие, зазор нужен. В чем их достоинство? Петля гистерезиса у них прямоугольная - это да, но к делу отношения не имеет  .

Резон есть если делать компактный теплонапряженный преобразователь с охлаждаемым дросселем.
Кстати, потери у ферритов и и сердечников типа БДСР сравниваются на частоте 200кГц, а рабочая температура, а значит и допускаемый перегрев определяется изоляцией провода. Мне известна конструкция работавшая при температуре дросселя чуть ли не 200 град. А петля гистерезиса может быть почти любая, как закажешь.
И есть резон если Вы работаете в режиме неразрывного тока.
Т.к. потери определяются квадратом амплитуды индукции, то можно поднять постоянную составляющую и уменьшить переменную чтобы их произведение оставалось постоянным и потери не изменятся. В таком режиме я работал на средней индукции 0.6...0.8 Тл (для БДСР доп. индукция 1.2...1.5 Тл).

А в данном случае у mux эти сердечники уже есть.
К томуже я привел этот расчет как примерный, чтобы показать как использовать эти формулы для предварительной оценки.

Какой же резон, если индукция насыщения у MPP сравнима, а у HiFlux больше чем у аморфных материалов, а потери, например для MPP, раз в 10 меньше?
И всегда можно найти компромис между нагревом обмотки и собственно сердечника именно для конкретных условий.

[asdf]

Использовать сердечники из аморфного железа неразумно, IMHO, для дросселей. Если мне не изменяет память, то на частотах 100 кГц потери достаточно большие, зазор нужен. В чем их достоинство? Петля гистерезиса у них прямоугольная - это да, но к делу отношения не имеет  .

Резон есть если делать компактный теплонапряженный преобразователь с охлаждаемым дросселем.
Кстати, потери у ферритов и и сердечников типа БДСР сравниваются на частоте 200кГц, а рабочая температура, а значит и допускаемый перегрев определяется изоляцией провода. Мне известна конструкция работавшая при температуре дросселя чуть ли не 200 град. А петля гистерезиса может быть почти любая, как закажешь.
И есть резон если Вы работаете в режиме неразрывного тока.
Т.к. потери определяются квадратом амплитуды индукции, то можно поднять постоянную составляющую и уменьшить переменную чтобы их произведение оставалось постоянным и потери не изменятся. В таком режиме я работал на средней индукции 0.6...0.8 Тл (для БДСР доп. индукция 1.2...1.5 Тл).

А в данном случае у mux эти сердечники уже есть.
К томуже я привел этот расчет как примерный, чтобы показать как использовать эти формулы для предварительной оценки.

Какой же резон, если индукция насыщения у MPP сравнима, а у HiFlux больше чем у аморфных материалов, а потери, например для MPP, раз в 10 меньше?
И всегда можно найти компромис между нагревом обмотки и собственно сердечника именно для конкретных условий.

Спасибо за ссылку, сходил к Арнольду и взял материалы. Очень интересно.
Но чем больше читал, тем больше складывалось впечатление, что мы говорим о разных вещах или я вконец заработался и отупел. Несколько раз даже слазил в справочники по физике чтобы освежить голову .
В конце концов решил выложить несколько листков для сравнения и если я не прав, то поправьте.
Лист 2500НМС2 - получен от Домена в конце 90-х.
Лист MPP_HIFLUX -взял сегодня у ARNOLD MAGNETIC.
Лист AFe_Ferr - экспериментальные материалы полученные от разработчиков (НИИЧЕРМЕТ) некоторых аморфных материалов, тоже конец 90-х, образцы - кольца с намоткой лентой толщиной 20 мкм.
Своих материалов по работе с аналогичными прессованными сердечниками на основе порошков аморфного железа сейчас под рукой нет. Но по памяти могу сказать - эти работы вели лаборатории НИИЧЕРМЕТ и ВЭИ. У меня остались образцы (кольца 30*20*10) с проницаемостями 50...100 единиц.
И мои замеры для образцов у которых не было специального изолирующего покрытия на частичках прессовочного порошка коррелируют с материалами Арнольда, а образцы у которых было такое покрытие - по потерям на несколько порядков лучше, но плата за это проницаемость30...50 единиц.

Перед сравнением хочу обратить внимание - КВт/м^3=мВт/см^3 и 1Тл=10000Гс.

Возьмем феррит 2500:
частота 100кГц, индукция 0.2Тл - потери 900.
Возьмем MPP:
частота 80кГц, индукция 2000Гс - потери ???
потерям 900 единиц и индукции 2000Гс соответствует частота чуть больше 20 кГц???.
Или потерям 900 и 80 кГц соответствует индукция 700Гс=0.07Тл.

Тем кто хочет сравнить третий лист - в графике приведена объемная мощность потерь деленная на частоту (все в системе СИ).

Конечно применять сердечники Арнольда имеет смысл, хотя бы из-за большого разнообразия номенклатуры и отсутсвия необходимости делать немагнитный зазор. Но нужно понимать их место среди других материалов.

Прикрепленные файлы

 _________.rar ( 195.8 килобайт ) Кол-во скачиваний: 46

 

[Lonesome Wolf]

....Конечно применять сердечники Арнольда имеет смысл, хотя бы из-за большого разнообразия номенклатуры и отсутсвия необходимости делать немагнитный зазор. Но нужно понимать их место среди других материалов.

Так никто же и не спорит, что потери ферритов на перемагничивание меньше!!! Вот и основная область применения их - трансформаторы или высокодобротные дроссели, работающие на переменном токе. А для дросселей, работающих в режиме непрерывного тока - случай именно таков - их применение не оправдано в силу малой индукции насыщения. Вы, например, можете себе представить, как из феррита сделать дроссель для корректра мощности хотя бы ватт на 500-700? Это будет монстр
Не забывайте - зазор еще и "светить" Вам будет - экранировка нужна.

[asdf]

....Конечно применять сердечники Арнольда имеет смысл, хотя бы из-за большого разнообразия номенклатуры и отсутсвия необходимости делать немагнитный зазор. Но нужно понимать их место среди других материалов.

Так никто же и не спорит, что потери ферритов на перемагничивание меньше!!! Вот и основная область применения их - трансформаторы или высокодобротные дроссели, работающие на переменном токе. А для дросселей, работающих в режиме непрерывного тока - случай именно таков - их применение не оправдано в силу малой индукции насыщения. Вы, например, можете себе представить, как из феррита сделать дроссель для корректра мощности хотя бы ватт на 500-700?
Не забывайте - зазор еще и "светить" Вам будет - экранировка нужна.

Я как раз хотел обратить Ваше внимание на 3-й лист. Из него видно что потери у аморфных материалом могут быть меньше чем у ферритов, по крайней мере на частотах до 200-300кГц. А индукции у них в несколько раз больше чем у ферритов - вот и резонприменять аморфные материалы.

Кстати на КВ14 делал корректор на 2000вт (точнее 3-канала по 2000Вт на 3-х фазный преобразователь 6000Вт + всякие измерители и схемы управления + тропическое исполнение и СЕ сертификация - все обошлось 11 литров объма ), а излучения и наводки это все от лукавого - нужна хорошая топология и конструкция.

Сообщение отредактировал asdf - Oct 28 2005, 12:15

[Lonesome Wolf]

Я как раз хотел обратить Ваше внимание на 3-й лист. Из него видно что потери у аморфных материалом могут быть меньше чем у ферритов, по крайней мере на частотах до 200-300кГц. А индукции у них в несколько раз больше чем у ферритов - вот и резонприменять аморфные материалы.

Опять же, возникает вопрос, если все так хорошо у аморфных материалов, то почему они не очень распространены - по моему я встречал только одну фирму, в Германии, которая производит сердечники из таких материалов. Честно говоря, ориентируюсь всегда на западных производителей.

[Bludger]

Я как раз хотел обратить Ваше внимание на 3-й лист. Из него видно что потери у аморфных материалом могут быть меньше чем у ферритов, по крайней мере на частотах до 200-300кГц. А индукции у них в несколько раз больше чем у ферритов - вот и резонприменять аморфные материалы.

Опять же, возникает вопрос, если все так хорошо у аморфных материалов, то почему они не очень распространены - по моему я встречал только одну фирму, в Германии, которая производит сердечники из таких материалов. Честно говоря, ориентируюсь всегда на западных производителей.

Очевидный ответ - потому что их свойства неприменимы. Сегодня уже мало кто работает на частотах меньше сотни кил, а при такой частоте индукция определяется потерями, а не насыщением, а потери на ста килах у аморфного железа в два-три раза выше чем у дешевого 3F3 (по данным на советское железо, ессно при одной и той же индукции 0,1Т). Поэтому как трансформаторное железо аморф применять нету никакого смысла - дорого, недоставабельно, и хуже работает, а индукцию все равно не разгонишь потому как расплавится от потерь. И как дроссель - тоже никакого смысла - приходится пилить зазоры в кольцах, в то время как есть мю-пермаллои - очень дешевые, с очень низкими потерями до сотен кил, с насыщением под теслу - и, спрашивается, нахрена нашей козе этот баян?

[asdf]

Я как раз хотел обратить Ваше внимание на 3-й лист. Из него видно что потери у аморфных материалом могут быть меньше чем у ферритов, по крайней мере на частотах до 200-300кГц. А индукции у них в несколько раз больше чем у ферритов - вот и резонприменять аморфные материалы.

Опять же, возникает вопрос, если все так хорошо у аморфных материалов, то почему они не очень распространены - по моему я встречал только одну фирму, в Германии, которая производит сердечники из таких материалов. Честно говоря, ориентируюсь всегда на западных производителей.

Очевидный ответ - потому что их свойства неприменимы. Сегодня уже мало кто работает на частотах меньше сотни кил, а при такой частоте индукция определяется потерями, а не насыщением, а потери на ста килах у аморфного железа в два-три раза выше чем у дешевого 3F3 (по данным на советское железо, ессно при одной и той же индукции 0,1Т). Поэтому как трансформаторное железо аморф применять нету никакого смысла - дорого, недоставабельно, и хуже работает, а индукцию все равно не разгонишь потому как расплавится от потерь. И как дроссель - тоже никакого смысла - приходится пилить зазоры в кольцах, в то время как есть мю-пермаллои - очень дешевые, с очень низкими потерями до сотен кил, с насыщением под теслу - и, спрашивается, нахрена нашей козе этот баян?

Господа. Всетаки внимательнее прочитайте и просчитайте присланные Вам материалы. Особенно по потерям в зависимости от идукции и связь постоянной и переменной составляющей. Я уже лет восемь ниже 300 кГц на аморфном железе (да и на ферритах тоже) не работаю. Рабочий диапазон 300...600кГц. А также учтите известную из электротехники истину - обмотка и железо в трансформаторе это близнецы- братья.

[Lonesome Wolf]

Господа. Всетаки внимательнее прочитайте и просчитайте присланные Вам материалы. Особенно по потерям в зависимости от идукции и связь постоянной и переменной составляющей. Я уже лет восемь ниже 300 кГц на аморфном железе (да и на ферритах тоже) не работаю. Рабочий диапазон 300...600кГц. А также учтите известную из электротехники истину - обмотка и железо в трансформаторе это близнецы- братья.

И все время режете кольца для дросселей? И мотаете на тороидальных серечниках трансы? И все-таки - если есть неоспоримые преимущества - где-же обилие предложений? Почему сердечники из такого материала не продают на каждом углу ?

[asdf]

Господа. Всетаки внимательнее прочитайте и просчитайте присланные Вам материалы. Особенно по потерям в зависимости от идукции и связь постоянной и переменной составляющей. Я уже лет восемь ниже 300 кГц на аморфном железе (да и на ферритах тоже) не работаю. Рабочий диапазон 300...600кГц. А также учтите известную из электротехники истину - обмотка и железо в трансформаторе это близнецы- братья.

И все время режете кольца для дросселей? И мотаете на тороидальных серечниках трансы? И все-таки - если есть неоспоримые преимущества - где-же обилие предложений?

Кольца режу, при отработанной технологии это дело занимает меньше минуты(реально). На торах трансформаторы конечно не мотаю. Многообмоточные вещи на кольцах нетехнологичны. Я, наверное, понял в чем у нас расхождение. Вы говорите об изготовлении БП из стандартных деталей (TOPы, VIPERы, готовые трансы, все на стандартные частоты-100кГц) при отсутствии серьезных противоречий и ограничений. Я же считаю, что для такие БП изготавливаемые в единичных количествах дешевле купить. Реальный пример: сейчас мне для одного изделия нужен сетевой БП на 50Вт и нестандартное (плавающее выходное напряжение). Мне дешевле купить АС-DC типа CHINFA стоимостю 50$ и пределать к нему понижающий DC стоимостью 30$.
Разработка обошлась бы мне 40...60$ только на платах + сотню-две$ рабочего времени. Но если изделие не единичное, а большая партия, тогда имеет смысл побороться и сделать что-то свое. Например, мне нужно уменьшить стоимость и повысить технологичность сетевого БП на 50Вт без охлаждения и обдува и совмещенного с блоком бесперебойного питания на эту же мощность и все выполненно в объеме 0.2л.
Вход идут печатные обмотки, ферриты ELP, нестандарная схемотехника, рабоче время размажется на всю партию.
Если же нужен, например, БП большой мощности и уникальными характеристиками, то в ход идет все - в том числе и охлаждаемые дроссели
(встоенные в корпус радиатора) на аморфном железе и позволившие почти в 3 раза уменьшить объем силовых элементов и работать на частоте хх резонансника больше 1000кГц. Я говорю о конкретном изделии у которого канал мощность 2000Вт занимает объем чуть больше 2л.
А конкретно о вопросе mux. Еще раз повторю, что я согласен с тем, что ему подойдет что-то стандартное (феррит, пермалой итд), а аморфное железо предложил ему использовать потому что оно у него уже есть (читайте сообщение mux
< ...в наличии следующие материалы...>) .

< И все-таки - если есть неоспоримые преимущества - где-же обилие предложений? Почему сердечники из такого материала не продают на каждом углу ?>
А Вам на каждом(ударение) углу предлагают сделать блок питания? .

[Lonesome Wolf]

... Я, наверное,  понял в чем у нас расхождение. Вы говорите об изготовлении БП из стандартных деталей

...Если же нужен, например, БП большой мощности и уникальными характеристиками, то в ход идет все - в том числе и охлаждаемые дроссели
(встоенные в корпус радиатора) на аморфном железе и позволившие почти в 3 раза уменьшить объем силовых элементов и работать на частоте хх резонансника больше 1000кГц.  Я  говорю о конкретном изделии у которого канал мощность 2000Вт занимает объем чуть больше 2л.
А конкретно о вопросе mux. Еще раз повторю, что я согласен с тем, что ему подойдет что-то стандартное (феррит, пермалой итд), а аморфное железо предложил ему использовать потому что оно у него уже есть (читайте сообщение mux
< ...в наличии следующие материалы...>) .

< И все-таки - если есть неоспоримые преимущества - где-же обилие предложений? Почему сердечники из такого материала не продают на каждом углу  ?>
А Вам на каждом(ударение) углу предлагают сделать блок питания? .

Вы неправильно поняли . Мы делаем единичные экземпляры сложных систем и я даже не задумываюсь (почти ) о цене комплектующих для блоков питания, к примеру. И , естественно, все делается в единичных экземплярах. Именно с этих позиций я участвую в обсуждении.

Приведенные Вами параметры источников впечатляют, но делали ли Вы сравнительный анализ использования разных материалов? Опять же - Вы противоречите несколько себе, указывая высокие частоты - ведь из приведенных Вами данных следует, что применение ферритов более оправдано.

< И все-таки - если есть неоспоримые преимущества - где-же обилие предложений? Почему сердечники из такого материала не продают на каждом углу  ?>
А Вам на каждом(ударение) углу предлагают сделать блок питания? .

Это не ответ на поставленный вопрос.

Мои заказчики обычно требуют, чтобы компоненты были COTS - commercial on the shelf. Это важное условие.
Отсутствие предложений на рынке продолжаю рассматривать как свидетельство невыгодности применения таких материалов в коммерческих и индустриальных приложениях - прошу не путать с производством ширпотреба. Это означает, по-моему, что аморфные материалы не имеют значительных преимуществ.

Кстати, упоминания об аморфных материалах крайне скудны, если не сказать больше, по указанной Вами ссылке - по-моему, это перевод западных источников, несмотря на указанное авторство сотркдников AMT&C.