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.

[Burner]

..("скрутке") такого, как правило, не наблюдается и... ..не а обмотке в целом, а в конкретном проводнике

Это как понимать? В конкретном проводнике литцендрата или скрутки?
Где и почем брать заводской литцендрат?
Andrey_Y, какова была конструкция ваших трансов на 6 и 1,5 кВт? Топология и рабочая частота?

Сообщение отредактировал Burner - Mar 16 2010, 10:59

[Integrator1983]

Если рассмотреть абстрактную крайне паршивую скрутку (допустим, шаг скрутки - 100 м) то на длине 1 м (длина обмотки) можно считать проводники параллельными и расстояние от керна до каждого проводника неизменным. То есть, плотность тока в проводниках, лежащих ближе к керну, выше, чем в лежащих дальше за счет эффекта близости. Понятно, что реальная скрутка обладает лучшими параметрами, но мне не приходилось видеть ни одну скрутку, не уступающую по теплу промышленному литцендрату при равных кол-ву жил и их сечению. Может, есть знатоки, которые умеют вить не хуже станка - но я таких не знаю.

Заводской литцендрат иногда берем у Терейковского (псковский, как правило, есть на складе, не очень гибкий, рвется оплетка на сгибах, но дешевый). Сейчас чаще берем в Elfa (есть на сайте) или через Европу под заказ Electrisola. Раньше импортный литц можно было взять в СЭА и Khalus Electronics (пр-ва New England Wire Corporation) - сейчас не знаю.

[Microwatt]

. Понятно, что реальная скрутка обладает лучшими параметрами, но мне не приходилось видеть ни одну скрутку, не уступающую по теплу промышленному литцендрату при равных кол-ву жил и их сечению. Может, есть знатоки, которые умеют вить не хуже станка - но я таких не знаю.

А нет ли тут еще и резкий отличий по направлению скрутки: по часовой, против часовой? Ведь особо тонкие ценители ламповых УНЧ сразу скажут, что провода, подходящие к динамику, не так скручены. Это не из того же разряда?

[Integrator1983]

По направлению - не знаю, спросите у особо тонких ценителей. А по тому, как проводник "гуляет" по сечению - есть.

[Microwatt]

По направлению - не знаю, спросите у особо тонких ценителей. А по тому, как проводник "гуляет" по сечению - есть.

А, так это чисто по механике, стабильности диаметра, шага свивки? Тогда понятно. А я уж заподозрил, что цвет ниток тоже влияет. Извините.
Гибкость. Из чего навьем, то и получится. Свежая, отожженная медь имеет хорошую гибкость. Если провод провалялся лет 10, то он становится жестким. Внутри металла идет какая-то медленная кристаллизация с укрупнением доменов.
Смотрел как-то аппаратуру, проработавшую не выключаясь, 22года. Ламповую, внутри было жарковато постоянно. Так там монтажный одножильный медный провод при двух-трехкратном сгибании под прямым углом трескался и обламывался. Трудно было поверить, что это медь.
Вопрос по технологии. А как лудите эти 120 жил псковского литцендрата? Простой тигель?

[Integrator1983]

Нет. Не механика. В хорошем литцендрате жила постоянно гуляет - сейчас она внутри свивки, через см - снаружи, еще через см - снова внутри, еще через см - снаружи, но с другой стороны (условно, конечно). Т.е., по структуре несколько напоминает на женскую косу, только не из 3 пучков, а из большего количества. В скрутке такого нет - там внешние жилы действительно гуляют, а внутренние - практически нет.

По поводу лужения:
- на производстве - оплетка обмазывается БФ (чтоб не расползалась) - и в лудилку 420 С;
- в лаборатории - или в БФ, или в термоусадку, паяльную станцию на максимум, жало - помассивнее, флюса побольше - и вперед. В принципе, более-менее нормально лудится где-то от 370 С, но чем выше - тем веселее. Флюс - не кислотный, обычная спиртоканифоль (какая-то импортная).

[Andrey_Y]

To Andrey_Y -

В правильном литцендрате жила должна постоянно и равномерно гулять по сечению провода. В самопальном литцендрате ("скрутке") такого, как правило, не наблюдается и его можно рассматривать как многослойную обмотку с некоторым количеством слоев - т.е. наблюдать эффект близости не а обмотке в целом, а в конкретном проводнике.

To Integrator 1983 -
Вы несомненно правы.
Всё-таки я поделюсь.
В качестве исходника беру 12х0.1 без оплётки. С помощью шуруповёрта, гвоздя и Танечки скручиваю два исходника.
Затем скручиваю два по два, затем два по четыре и т.д. Т.к. витков мало и длина провода небольшая, то нетрудно вручную вытянуть и
отсимметрировать эти отрезки на каждом этапе скрутки. Полученный т.о. провод вполне пригоден для макета. Заводской лучше, естественно,
и, если работает такой прилично, то на фирменном имеем "запас прочности".

Andrey_Y, какова была конструкция ваших трансов на 6 и 1,5 кВт? Топология и рабочая частота?

To Burner:
Использовал сердечник ПП40х17х18, бескаркасная конструкция. 6кВт - батарея, 30кГц, фазник, вторичка 30в, одновитковая.
1.5кВт - один сердечник, 50кГц, фазник, вторичка многовитковая, удвоитель тока.

Для информации к размышлению и сравнительной оценки потерь в проводе для одно- или двухтактника предлагаю картинку:

[Microwatt]

С помощью шуруповёрта, гвоздя и Танечки скручиваю два исходника.
Затем скручиваю два по два, затем два по четыре и т.д.

какой , однако примитив...
Шуруповерт беру фирменный, вместо гвоздя - крючок из фирменного гвоздя, вместо танечки - лидочку.
Ну. далее - по тексту.
А по-серьезному... Если количество жил соответствует геометрически плотной упаковке -3, 4, 7..., то толщина свитого жгута постоянна. Беды в том, что внешние жилы ныряют и выходят наружу не могу увидеть. Цена "фирменного" литцендрата такова, что лучше на фирменный гвоздь и шоколадку для Танечки потратиться. Преимущества же его сомнительны.

[Guest_orthodox_*]

Для информации к размышлению и сравнительной оценки потерь в проводе для одно- или двухтактника предлагаю картинку:

Ну вроде однотактный лучше...
Там даже по постоянке немало есть полезного...
Кстати, если переплетенный как косичка литц помогает - то и намотка под разными углами, как раньше мотали...для чего там? емкость малую получали, кажется... - тоже должна помогать не менее. Если еще мотать каждую группу с шагом 1.5-2 D. Другое дело, что мало витков так намотать трудно...

Да, собственно, все равно. В разы выигрыш не получится, и всегда платишь заполнением по меди.

[VVS_]

Давайте сравним фирменный литц и намотку не скрученным жгутом (плоско).
Допустим мотаю первичку плоским жгутом из 10 жилок по 0.5, делаю один слой. Потом изоляция, и слой вторички из 30 жилок по 0.5, потом слой первички.
Этот вариант будет сравним с фирменным?

Я недавно в трансе для обратнохода учудил, в деле еще не проверял но намоталось красиво.
первичка 2 провода по 0.5 без скрутки 15 витков, экран-фольга, вторичка забавная:
16 двухвитковых обмоточек расположеных в один ряд на всю ширину окна с индивидуальными выводами наружу индивидуальной витой парой. Выглядит как однослойная намотка с кучей выводов из середины. Каждая пара проводов от обмоточки приходит на выводы каркаса ETD39 и должна будет в итоге контачить с силовым полигоном (чередование ножек, одна к верхнему полигону вторая к нижнему и так все 16 обмоток. Ножек конечно на всех нехватает, поэтому по нескольку обмоток параллельно пришлось.
Затем снова экран-фольга и слой первички еще 15 витков.

Этот транс я еще не нагружал. Но у меня для сравнения есть транс намотанный обычным способом в уже готовом источнике.


И еще вопрос, когда встает вопрос об очень широких жгутах.
Можно ли параллелить несколько обмоток с одинаковым числом витков но находящихся на разном расстоянии от керна? По просту говоря разделить обмотку на три параллельных слоя. Будет ли выполняться равенство токов по слоям? Я всегда интуитивно избегал параллелить что либо в разных слоях, но тут в статьях это промелькнуло.

Сообщение отредактировал VVS_ - Mar 17 2010, 04:30

[injener]

А никто не юзал провод Rupalit от Dacpol?

[Praktik84]

Гиратора говорят, забанили...VVS_ - А Вы по какой схеме резонасный сарочник делали?

[Guest_orthodox_*]

Гиратора говорят, забанили...

Господи, ну нас-то, шаражников, понятно - но его то за что?

[VVS_]

VVS_ - А Вы по какой схеме резонасный сарочник делали?

Схема моя, старая отработанная (мостовой + ШИМ), но резонанс к ней был навешан сверху. т.е. было переделано то, что работало в обычном ШИМ режиме. Ну и частота у старого была 65 кГц. В интернете куча схем резонансников но на 30-40 кГц. Но я обезьянничать не люблю, дабы проверить разницу отдал свою платку управы и инвертора своему коллеге, он взял моточные из интернета и сделал сварочник на 30 кГц. В итоге схемы одинаковые, но рабочая частота разная и результаты сильно разные. У него не было кучи проблем, у меня они были, частично решились, но по КПД проиграл все-равно.
После чего сделал вывод что если оно без резонанса на голом ШИМ на 65 кГц прекрасно живет, то на 30 кГц будет просто релаксировать и резонанс + связанный с ним гемор + лишний габарит для сварочника вообще не оправдан т.к. нагрузка сильно изменяется и хороший КПД не получается. А если еще двухфазный косой мост сделать то можно много чего отыграть в плане нагрева провода в моточных.
Посмотрел на схемы косых мостов, эти заразы всего на двух ключах делают то что я делаю на 4 ключах. Конечно сам не проверял, но если верить авторам схем на слово...

Однако, мой вопрос про намотку не скрученным жгутом и распараллеливание обмоток с равным числом витков, но из разных слоев, остается актуален. В том числе и для сварочников. Вскоре я проведу испытания этого трансика, но хотелось бы услышать мнения до того.

Сообщение отредактировал VVS_ - Mar 18 2010, 04:39

[Praktik84]

однако ясно... резонанс "ака негуляев" есть такая бредовая схема в инетах... и что интересно, даже кое как работает...
а частота сильно уплывала при изменении нагрузки? в Вашем варианте?
а "косые " - да довольно неплохая вещь... проверено и теорией и практикой только не всюду ее сунуть можно...
ну и с резонансными LCC работал, сравнительно маломощным... но зато "настоящими" впечетления что ни наесть самые положительные..

Сообщение отредактировал Praktik84 - Mar 18 2010, 06:48