Трансформатор для высоких частот, Как оптимизировать намотку для работы выше 100 кГц Опции

[VVS_]

В общем, в своих приложениях, использую преимущественно двухтактные мост-полумост решения на частоте 50-60 кГц. На ферритах типа EE, ETD, N87 и прочих Ш-образниках. Столкнулся с тем что при работе сущестуенно выше 50 кГц, допустим 100 кГц, греются не ключи и не диоды, а больше всего начинает греться транс (обмотка). Причем загрузку уже 1.5А на квадрат выбираю, все-равно не нравится мне, некрасиво это. Знаю что скин эффект. Делаю литц из жилок по 0.3 мм(вместо 0.6 мм), не помогает. Снижение толщины жил ниже 0.5 мм уже не вносит никакого заметного эффекта.
Так же знаю что есть эффект вытеснения, причем он есть в очень жестокой форме, потому что если мотаю всю обмотку с шагом равным толщине жгута и с межслойной изоляцией толщиной равной толщине жгута транс перестает греться и работает отлично, однако забивать рабочее окно трансформатора воздухом - самое неблагодарное дело. С точки зрения КПД выгоднее занимать все окно медью и просто понизить рабочую частоту уложив больше витков более тонкого жгута.

Опытным путем установил что при плотной намотке эффект вытеснения начинает докучать выше 50 кГц.
Вопрос, как от него избавиться, но при этом эффективно заполнять рабочее окно медью?

Силовая/драйверная часть с радостью работала бы на 100-150 кГц, но выигрыша по габариту трансформатора не получается в связи с указанной проблемой.
Спасибо за внимание.

[VVS_]

У меня было все тупо, сначала ток задавался при помощи ШИМ, как было в старом варианте. Потом ШИМ был задвинут на порог 150А как экстренная защита и я управлял частотой, без всяких ОС, прямое задание частоты ручкой. выигшрыша КПД по сравнению с обычным ШИМ не увидел, в обоих случаях ключи грелись сильно, но работало хорошо, варил мягко. Частота держалась стабильно, емкости были хорошие, ничего не плавало.

Коллега вообще просто сохранил ШИМ управление но сделал все на 30 кГц. Ключи были чуть теплыми и больше грелся транс т.к. сечение у него там меньше было. В итоге при практически одинаковых макисмальных мощностях у меня накалялись ключи, а у него транс.

При прогоне на балласт продолжительная мощность при полном Кзаполнения у меня составила 3.5 кВт, ключики грелись слабо, транс спустя час работы набрал 70 градусов. Как только заполнение ШИМ уменьшаю, ключики резко набирают, что справедливо т.к. коммутация происходит уже совсем не при нулевом токе.
При управлении частотой тоже нету честного нулевого тока т.к. просто сдвигается фаза синусоидального тока относительно фазы меандра на ключиках. И честно говоря, как управлять так, чтобы соблюдать эффективный режим коммутации мне не понятно. Разве что применять управление пачками со 100% заполнением.

Остается один увесистый плюс, как бы не было плохо ключам, это решаемо. А вот то что транс и диоды релаксируют - это результат.
Но похоже в прямоходе они релаксируют не меньше

Но у нас два глобальных отличия кроме частоты. У меня Uxx 75 вольт а у него от силы 45 вольт.
Моделирование моего случая показало, что при резонансе по ключикам всегда бегает ток в районе 40А, не важно какой Кзаполнения или частота при этом. Ток бегающий по цепи ключей и обратных диодов приблизительно равен выходному току/коэфф. трансформации.
И если сварочник работает на КЗ и на выходе держит свои 150А, то по ключам вынь и полож 40А RMS всеравно бежит. Что крайне не выгодно потому что в случае ШИМ управления ток через ключи будет минимальным.
Рассеиваемая мощность в моем случае имеет большую долю активной составляющей и нагрев ключей правомерен.

Сообщение отредактировал VVS_ - Mar 18 2010, 08:16