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

[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

[pr0m]

На всякий случай, ссылка (не битая) на статью
"Трансформаторы и дроссели для импульсных источников питания"

Спасибо. Кажется то что нужно. Сейчас пересчитаю с чувством и толком

[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.

[Lonesome Wolf]

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...

Неудивительно, что транс греется. У Вас же non-continuous mode или близкий к нему - индуктивность первички мала очень. Следовательно, и размах индукции большой. Навскидку - 42-й сердечник - маловат для таких частот и мощностей и режима.

[Dmitron]

А может на мосту ты твой преобразователь сделаешь? Например аппликашки ONSEMI не рекомендуют Флай более 100 Вт. Это, конено, приблизительно, но как раз для автора темы. И не знаю какого года(сейчас я их рекомендации планирую переплюнуть раз в шесть, правда, с большим напрягом).

[vlvl@ukr.net]

А может на мосту ты твой преобразователь сделаешь?

Или прямой, чтобы сильно не переделавать схемку?

[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]

А может на мосту ты твой преобразователь сделаешь? Например аппликашки ONSEMI не рекомендуют Флай более 100 Вт. Это, конено, приблизительно, но как раз для автора темы. И не знаю какого года(сейчас я их рекомендации планирую переплюнуть раз в шесть, правда, с большим напрягом).

Ага, и они же приводят флаи на 160 Вт, там правда интересная схемка на NCP1651, совмещённая с PFC (без входного электролита, всё сглаживание ложится на вторичку - мне очень занятно показалось!!) Да и ваще много видел - у INFINEON например и на 240Вт (квазирезонансный правда).
А насчёт в 6 раз позволю себе наглость усомниться

А прочие топологии (прямые, мосты) будут пробовать позже. Дайте новичку с этим разобраться, общупать, взорвать десяток-другой ключей

[pr0m]

Неудивительно, что транс греется. У Вас же non-continuous mode или близкий к нему - индуктивность первички мала очень. Следовательно, и размах индукции большой. Навскидку - 42-й сердечник - маловат для таких частот и мощностей и режима.

Хм... я тут успел поднатореть чуть, ща буду спорить
Насчёт маленькой индуктивности, малого кол-ва витков и сооветсно размаха индукции уже разобрался и согласен полностью. Исправил. Частоту буду повышать..
Однако не понял замечания насчёт non-continuous mode (DCM?). Ведь все флаи работают эффективно именно в этом режиме? Вот счаз на моей макетке расчитано всё так, что он работает во всём диапазоне в DCM-режиме и только при приближении к максимальной подбирается к CCM-режиму. Наблюдаю сей факт на осцилле - колебания Lp(Coss+Cвсяко-разно-паразито) только успевают начаться (только-только всё разрядилось во вторичку) перед следующим включением ключа.
А вот чем грозит или чем хорош переход в режим CCM?? Вроде как будет включение при ненулевом токе и всё такое... увеличивается пост. составляющая тока.. потери проводимости в ключе? Жара от радиатора?
Объясните плиз.

[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.

[OgRom]

На мой взгляд в ССМ режим целесообразно уводить схему только в одном случае - если сердечник в силу обстоятельств должен быть выполнен на торе из порошкового железа (с большими потерями на перемагничивание). При этом и в ключе, и в выходном диоде потери намного больше, индуктивность первички выше (соответственно и индуктивность рассеяния), снабберы и кламперы жестче. И самое неприятное - фильтроваться от иголок, с ними ситуация при ССМ режиме похуже будет!!! ИМХО, если в габаритах нет особых ограничений, то для fly non-continuous mode - оптимально

[Evgeny_CD]

...MOSFETов на 1200В пока не втретил...

Их есть у нас
Высоковольтные, до 1500В! полевики от ST
STP4N150
STW4N150
N-CHANNEL 1500V - 5Ω - 4A TO-220/TO-247
Very High Voltage PowerMESH™ MOSFET
http://www.st.com/stonline/products/litera...62/stp4n150.pdf

на http://www.efind.ru/ их готовы возить упаковками по 50 штук.

http://www.st.com/stonline/books/toc/ds/1504.htm

Еще тут посмотрите
http://forum.electronix.ru/index.php?showtopic=8017
http://forum.electronix.ru/index.php?showtopic=7508&st=0

[pr0m]

На мой взгляд в ССМ режим целесообразно уводить схему только в одном случае - если сердечник в силу обстоятельств должен быть выполнен на торе из порошкового железа (с большими потерями на перемагничивание). При этом и в ключе, и в выходном диоде потери намного больше, индуктивность первички выше (соответственно и индуктивность рассеяния), снабберы и кламперы жестче. И самое неприятное - фильтроваться от иголок, с ними ситуация при ССМ режиме похуже будет!!! ИМХО, если в габаритах нет особых ограничений, то для fly  non-continuous mode - оптимально

Иголки - это как следствие следующего включения ключа, когда ток во вторичке ещё не ноль?
А раз уж индуктивность чтоб в ССМ режим загнать должна быть выше, то вроде и по габаритам транс поболе будет? Витков побольше (ну или зазором порулить), но для пост. тока и соотв. рассеив. мощности есть ограничение.. Тогда как понимать "если в габаритах нет особых ограничений, то для fly non-continuous mode - оптимально"?
Да и вот ещё подумалось, тут кто-то полезное замечание делал, что потери в сердечнике уходят не перемагничивание (петелька гистерезиса в середчнике), а посему мне начинает казаться, что в ССМ режиме этот самый размах будет меньше и транс по идее будет меньше рассеивать? Счаз попробую - повышением частоты для начала - он у меня счаз как раз на макс. мощности уже близок к ССМ, и посмотрю на поведение транса.
Обругайте (с обоснованиями), если неправ

[sup-sup]

По-моему, оптимальнее всего работать все время (или хотя бы при мощности близкой к максимальной) в пограничном режиме, т. е. когда при завершении обратного хода сразу начинается прямой. TDA4605 работает так. При повышении нагрузки понижается частота. Почему лучше - потому, что индукция минимально возможная получается. И помех мало, так как нет режима непрерывного потока.

[Bludger]

На мой взгляд в ССМ режим целесообразно уводить схему только в одном случае - если сердечник в силу обстоятельств должен быть выполнен на торе из порошкового железа (с большими потерями на перемагничивание). При этом и в ключе, и в выходном диоде потери намного больше, индуктивность первички выше (соответственно и индуктивность рассеяния), снабберы и кламперы жестче. И самое неприятное - фильтроваться от иголок, с ними ситуация при ССМ режиме похуже будет!!! ИМХО, если в габаритах нет особых ограничений, то для fly  non-continuous mode - оптимально

Иголки - это как следствие следующего включения ключа, когда ток во вторичке ещё не ноль?
А раз уж индуктивность чтоб в ССМ режим загнать должна быть выше, то вроде и по габаритам транс поболе будет? Витков побольше (ну или зазором порулить), но для пост. тока и соотв. рассеив. мощности есть ограничение.. Тогда как понимать "если в габаритах нет особых ограничений, то для fly non-continuous mode - оптимально"?
Да и вот ещё подумалось, тут кто-то полезное замечание делал, что потери в сердечнике уходят не перемагничивание (петелька гистерезиса в середчнике), а посему мне начинает казаться, что в ССМ режиме этот самый размах будет меньше и транс по идее будет меньше рассеивать? Счаз попробую - повышением частоты для начала - он у меня счаз как раз на макс. мощности уже близок к ССМ, и посмотрю на поведение транса.
Обругайте (с обоснованиями), если неправ

При CCM действительно потери в трансе меньше, поскольку меньше индукция (как правило больше витков) и меньше ток (уже не треугольная форма, а трапециидальная). Соответственно, и потери в ключе на статике меньше будут.
Но добавляются динамические потери на переднем фронте (но уменьшаются на заднем) и добавляется бросок тока от восстановления/перезаряда выходного диода, поскольку его приходится выключаться форсированно обратным током. Поэтому могут несколько возрасти помехи, но опять же не факт - дело несколько исправляется меньшим импульсным током. Снабберу наплевать - все равно он должен рассеять определенный процент от выходной мощности, определяемый конструкцией транса (ИМХО, не проверял).
Так что по энергетическим показателям не факт что лучше CCM or DCM - наверное, будет зависить еще и от других факторов, таких как выходное напряжение например.
Минусы ССМ - горяздо сложнее стабилизировать петлю и сделать ее быстрой,и трудно работать при DC>0.5 - возникают так называемые сабгармонические колебания (при токовом режиме), с которыми тоже приходится бороться.
Но зато можно присобачить селф-драйв синхронник на выход (автоматически и по определению будет работать в CCM) - про это дело в одном из последних Юнитродовских семинаров.