Кто нибудь имеет информацию по технологии производства и проектированию импульсных планарных трансформаторов?

В давние времена занималось этим подразделение пассива Philips впоследствии BC components к-ое перешло если не ошибаюсь в Yageo.

Этим занимаются многие производители ПП. В каком-то номере Компонентов и Технологии была статья по расчету. Знаю, что вот эти ребята этим занимаются http://www.pcbtech.ru/index.php (тут это не посчитают рекламой?)

Вот почитай здесь у ferroxcube
planar

и еще есть что то у Coilcraft в аппликухах.

Где то в июне на телесиськах обсуждалась эта тема....

Весьма интересная информация, спасибо всем.
Но если есть ещё инфа - пишите

Дашь мыло, кину статью по силовым планарным трансформаторам. Но уже в понедельник.

Господа, подскажите - можно ли сделать планарный трансформатор с изоляцией, выдерживающей 20 кВ (тестовое напряжение, рабочее - 10 кВ)?
Хочется попробовать его в высоковольтном источнике.

ОК. Zyamizz@yandex.ru

Привет.

Убедительная просьба то же скинуть статью на этот адрес: alex2703@yandex.ru
Заранее большое спасибо.

А какие примущества использования планарного тра-ра в высоковольтном источнике питания?

Хотелось бы таких же, как и в низковольтном - повторяемость параметров, меньшие габариты (по сравнению с традиционным трансформатором), технологичность изготовления.
Просто нужен источник питания 220В -> 10кВ/1А. Родилась идея соединить последовательно по выходу 20 источников по 500 вольт каждый. Идея, возможно, не блестящая, но пока так... в стадии проработки. Соотношение числа витков в первичной и вторичной обмотке примерно 1:2 - тут нормально, но развязка должна быть 20кВ.

1. Что то я не догоняю, почему планарный транс должен иметь меньшие габариты?
2. закалбасить резонансный преобразователь на IGBT мост с резонансом на индуктивности рассеяния. на 10 КВт.....крутовато конечно....но на киловатта 2 запросто. Резонирующие кондёры тока может придётся самому делать.... и но проблем - сплошной глюк. А главное - чем хуже транс тем лучше работает!

ПИФИСИ не забудь, а то земля расплавится. 16А*220В*3*0,9=9,5КВТ. ну...нормально...

Я никогда не имел дело с планарными трансами. Во всяких обзорных статьях обещают меньшие габариты. Например вот в этой http://www.icquest.ru/html/articles/payton_art.html


Вы имеете в виду топологию phase shift?

1. ну... пока что я считал что наименьший обьём транса при максимальной габаритной мощности - это RM... по крайней мере по сравнению с E и ETD. может быть за счёт повышенной площади поверхности удаётся увеличить габаритную мощность?

2. Я имею ввиду последовательный резонанс. А метод регулирования - на ваш выбор.

Вообще говоря RM - худший из вариантов - у него очень узкое окно, и приходится класть много слоев, что приводит к диким потерям на эффект близости. Да и нужные зазоры проблематично создавать.. Поэтому сегодня оптимальны сердечники с широким окном, типа EFD.
А в планаре выигрышь за счет двух факторов:
1. При той же площади сечения гораздо меньше объем, т.е. при той же индукции значительно меньше потери в сердечнике, и можно поднять индукцию снизив потери в проводниках.
2. Как правило, печатные проводники обладают совсем неплохим сечением - плюс к этому практически отсутствует эффект близости. Плюс - хорошее охлаждение проводников за счет растекания тепла по плате - дополнительное снижение сопротивления

Итак, перейдём на ...цифры.
EFD 30/15/19 габариты 30*31*12,8 имеет габаритную мощность 319 Вт по справочным данным эпкоса на N87 и 100 кГцах
RM12 имеет габариты в 1,84 раза больше (29,8*29,8*24,6) и габаритную мощноссть 758 Вт при тех же условиях что в 756/319=2,36 раза больше. Итого выйшрышь по габаритной мощности*объём 2,36/1,84= 1,28 раза по сравнению с EFD.

Угу, сердечник может и протянет мощность, а вот проводочки - нет Вообще, термин "габаритная мощность" имеет весьма и весьма смутную практическую пользу, ИМХО...
Вы где - нить в современных серийных блоках видели что бы в качестве силового транса RM использовались? Причина - узкое окно... Рекомендация из юнитродовских семинаров: "maximize winding breadth by using a core with a long, narrow window"...

ещё раз для тех кто в танке: почему если чем больше отношение медь/феррит тем больше габаритная мощность?

собственно, габаритная мощность - параметр теоретический, оттого на практике его примененять сложно, но здравое зерно там есть. Достоинство его в том, что он позволяет приблизительно судить о мощности, которую может транс отдать. Чем мы собственно сейчас и занимаемся.

А почему не применяется в ИБП ширпотребовских ИМХО - дык высокие напряжения на RM подавать сложно - выдерживать расстояния между отводами проблематично. Не технологично получается.

Видите ли, для частот, на которых сегодня работаем, важно не только кол-во меди, но и как она расположена. Как только начинаем класть несколько слоев, на внутренних слоях начинает бегать не только полезный ток, но и громадные вихревые токи, причем могут в разы превышать рабочий. В результате пихаем кучу меди - и получаем кучу лишних потерь. То есть при узком и высоком окне очень трудно эффективно использовать всю его площадь.
На счет использования в серийных - зазоры - одна из проблем. Но в дисишниках RMы тоже не применяют...

у нас расположение меди не зависит от типа транса: слой меди-слой ленты-слой меди - слой ленты и т.д.

А вы первый, от кого я слышу, что чем больше меди - тем больше она греется. обычно говорят наоборот.

Когда один слой - потери минимальны. Проблема в том, что в узкое окно приходится класть обмотку в несколько слоев. Например, если частота 100кил, и провод 0,4мм, то при одном слое его эквивалентное сопротивление переменному току будет примерно в 1,3 раза выше сопротивления постоянному току, при двух слоях - примерно в 2,7 раза, при трех слоях - уже почти в 5 раз.. Поэтому и стараются минимизировать число слоев

Обьём окна сужается одновременно с увеличением объёма феррита, увеличение оъьёма феррита приводит к уменьшению необходимого числа витков - что соответственно уменьшает число слоёв.

Давайте на примерах:
ETD34/17/11 габариты 41,8*39,6*33,1 - габаритная 674Вт при тех же условиях.
RM14 - 34,8*34,8*30,2 - 1046 Вт. Обьём примерно тот же.

индукция B=U*t/w*S.
у RM14 длина обмотки 19,4 высота 6 мм, площадь феррита средняя / минимальная 200/170 ммкв.
У ETD - длина обмотки 20,9 высота 5,8 мм, площадь феррита средняя / минимальная 97/91 ммкв.

Итого.....допустим у нас на ЕТД нужно намотать 3 слоя провода - длина намотки 3*20,9=62,7 мм, теперь возьмём RM - на нём нужно будет намотать 62,7*(91/170)= 62,7*0,53=33,2 мм, то есть в 2 раза меньше витков, что соответствует 33,2/19,4=1,71 слой провода вместа двух.

К стати, если вы заметили, окна в RM и ETD абсолютно одинаковые и отличаются в 19,4*6/(20,9*5,8)=0,96 раза окно RM меньше окна ЕТD по площади при примерно одинаковых габаритах трансов(RM14 меньше ЕТД34 по объёму в .....0,66 раза!). Но при этом в нём нада мотать в 2 раза меньше меди!

Воть. Какие там у вас возражения были по RM насчёт окна?

к стати, вы EFD30/15/19 случайно не используете? Если используете, то в какой комплектации и через кого покупаете? Хотелось бы и себе купить поиграться...штук 10. По формфактору в некоторых применениях оч интересная щтука.

Ну конечно, Вы сравнили два транса с практически одинаковой шириной окна Кстати, не учли разницу в объемах сердечников, у RM в два раза больше, и для равенства потерь индукцию можно взять примерно в полтора раза меньше, а не в два..
А теперь сравните еще тоже два транса примерно одинакового полезного объема - EFD30 (30*30*12.5) и RM10 (25.4*25.4*18.6).
У RM10 сечение в 1,4 раза больше, и из условия равенства потерь (объемы сердечников тоже примерно равны) можно на нем намотать в те же 1,4 раза меньше витков.
Длина окна у EFD - 20.1mm, у RM - 10.4мм, т.е. в два раза. В итоге - если на EFD надо намотать два слоя, то на RM - три слоя, и сопротивления для проводов 0,4мм при 100кил будут отличаться почти в два раза..

Не, мы EFD25 используем.. В Чипе-Дипе обычно есть на складе Епкосовские EFD-шки, сердечники к ним и клипсы (клипсы по желанию, можно просто лентой стянуть). А в серии мы готовые трансы с Тайваня возим, получается очень дешево и качественно, делают по нашей спецификации, сэмплы бесплатно присылают, единственно - минимальный объем - на пятьсот баксов..

Простите, но дело здесь вовсе не в вихревых токах. Это так называемый эффект "близости", или "вытеснения". Объяснение его похоже на объяснение скин-эффекта.
Способы борьбы - послойная экранировка. Практически, однако, не слышал, чтобы так делали...

Эффект близости вызывает дополнительные потери на вихревые токи Послойная экранировка - вообще не при чем, борются грамотной конфигурацией обмоток, типа выбора оптимального диаметра провода, минимизации кол-ва слоев, для дисишников очень хорошо помогает "слоение" обмоток, например - пол-первички, вторичка, еще пол-первички. Дополнительно снижаем рассеяние, а увеличение емкости при низких напряжениях не так страшно.
Про скин/проксимити эффект и соответственно, вихревые токи есть очень хорошая статейка от Ллойда Диксона у Юнитродов в SEM-900. К сожалению, ее почему то у них на сайте нет, а в книжке есть.. Вот здесь мой перевод этой статейки: http://www.bludger.narod.ru/smps/EddyCurrent.pdf

Такс....пожалуйста потери в ферите - отдельно, и их к сожалению мало кто считает, потери в меди - отдельно. Индукцию я брал примерно одинаковую. естессна ферит будет подогревать в 2 раза сильнее, но это уже совсем другие потери и они нами пока что не учитывались....

Итак...
EFD30/15/19 (30*31*12.8=11904), окно 16,4*3,15=51,66. площадь феррита 58/57 ммкв.
RM10: (24,7*24,7*18,7=11408 /11904=0,96), окно 10,65*4,25=45,26 /51,66= 0,89 . площадь феррита 98/90 ммкв. что составляет 90/57=1,58.

Итого 3 слоя на EFD - это 10,65*3=31,95 мм
то же на ETD будет в 1,58 раза меньше то есть 31,95/1,58=20,22 что составляет /10,65 = 1,89 обмотки.

Результат: при одинаковых объёмах и условиях на RM10 нада намотать 2 обмотки, а на EFD - 3обмотки. Естессна, феритик на RM-e будет греться больше, зато на ЕФД по вашему утверждению за счёт эффекта близости обмотка будет греться сильнее. Зато на РМе ещё осталась треть окна незаполнено.


так....пора мне осмысливать написанное....

Джентельмены, не забывайте, что вытеснение электронов на поверхность в скин-эффекте происходит под действием поля, образованного вихревыми токами. так что бладгер частично прав.

Господа, по-моему вы увлеклись и не в тему. Во-первых, для планарных трансформаторов не подходят ни RM, ни ETD и EFD. Используйте, пожалуйста, сердечники, специально для этого предназначенные. Во-вторых, в современных высокочастотных ИП понятие "габаритная мощность" трансформатора уходит на второй план и особое внимание уделяют конфигурации обмоток, как верно заметил Bludger. Здесь максимальную мощность трансформатора будут ограничивать его паразитные параметры - индуктивность рассеяния и динамическая емкость. Чтобы их минимизировать, в различных AP и рекомендуют: выбирайте, пожалуйста, сердечники, у которых окно с максимальной длиной и минимальной высотой. Здесь для НЕ планарных конструкций идеально подходит ETD и EFD, и совсем непригоден RM. RM следует применять там, где либо частота невысокая, либо паразиты в задачу не входят (например, наоборот, выполняют полезную функцию - элементы колебательных контуров). Поэтому RM и не встречается в высокочастотных ИП.
Касательно самой темы. Для маломощных низковольтных ИП планарая конструкция трансформатора однозначно дает выигрыш и по габаритам и по КПД. В некоторых ультратонких девайсах это единственно возможный тип трансформатора из за минимальной высоты. Что дает эта конструкция:
1. Хорошая связь между обмотками, значит малое рассеяние (обмотки максимально перекрыты)
2. Теплопроводность у СТЭФа лучше чем у воздуха или изоляционных материалов, значит можно заклыдывать большую плотность тока в обмотках.
3. Планарные сердечники имеют большее сечение и меньшую среднюю линию по сравнению с другими сердечниками тех же габаритов, значит требуется меньше витков.
4. Из-за большего соотношения площадь поверхности - объем, трансформатор обладает высокой проходной мощностью (можно закладывать более высокую индукцию).
5. Отличная повторяемость свойств.
Для низковольтных и маломощных применений считаю что это идеальный вариант, одновременно для больших мощностей и высоких напряжений он не оптимален и не оправдан.

Упс.... с окном на EFD я действительно промахнулся....
Окно 20,1*2,57=51,7 = 1,14 от RM8
3 слоя это 20,1*3=60,3
на рм - 60,3/1,58=38,16 это 38,16/10,65=3,58 слоя. Короче - слоёв на 20% больше, то есть не существенно. Зато на рм осталось ещё пол окна не заполнено, а ЕФД уже забит до отказа.

Нагрев феррита до сих пор не учитываю.... не наю как.

Нда....
1. площадь/обьём больше - это да
2. меньше количество витков - это уже второй раз нет
3. определяется конструктивом - это вообще не эта тема. В соседнюю пожалста. Хотя и определяющий фактор.

И вообще, судя по длине сообщения, увлеклись как раз вы....в цифирках пожалста...

Dmitron , ознакомьтесь с темой для приличия...
Ваши цифры неправильны и неуместны, так как Ваш подход ошибочен.

к стати, джентельмены, давайте хоть с задачей определимся:
кажется нам нуно сказать, на 10 КВТ лучше транс планарный по примеру ЕFD или квадратный по примеру RM? Критерий качества - минимальный обьём корпуса походу, типа чтоб корпус дешевле был. фиг с ним с трансом.

предложенные варианты реализации: выпрямитель с 3 фаз на выходе мост на IGBT в последовательном резонансе...дроссель не считаем, считаем трансформатер. На входе транса меандр частотой 50 кГц размахом...240 В чтоли.... на выходе 10кВ 10кВт средний ток 1А..

А тут мы типа рассматриваем физическую модель....масштабированную в N раз до размеров RM10 и EFD30.

Всякая мысля не выраженная в цифрах есть лож.(Энштейн. В моём исполнении).

Но это же не менее значимая составляющая потерь чем в проводах!! Считается совсем просто - берете размах индукции, делите на два, и на номограмме из спецификации на феррит находите значение удельных потерь. Множите на объем сердечника, и получаете абсолютное значение потерь... Если более точно надо, то делаете несколько иттераций по температуре, потери в феррите очень сильно падают с прогревом. А в проводах возрастают... Критерий оптимальности трансформатора - минимум суммарных потерь, желательно что бы потери в феррите несколько доминировали, тогда получаем отрицательный температурный коэффициент, но это уже детали..



Пример неудачен - что то как то сомнительно что можно впихнуть витки на 10кВ на планар - кол-во слоев ПП все таки ограничено
А принципы построения транса на любую мощность одинаковы, так что без разницы какой размер обсуждать, главное понять взаимосвязь всех параметров...

Не то, что сомнительно, это просто невозможно. Никикими способами нельзя будет обеспечить электрической прочности по поверхности между слоями на торцах печатных плат. Разбивать на несколько изолированных ПП будет не оптимально. Поэтому основное применение планарных конструкций - это низковольтные и маломощные устройства. Я делал их только на десятки ватт, можно и сотню получить, на киловаты это нонсенс, тут нужен другой подход. Может кто-то имеет еще какой-то опыт изготовления ПТ?

Видел отдельные серийные трансы на единицы киловатт, их пара американских фирм делает, к сожалению, координат не осталось. Причем они делают и сетевые трансы. Интересно у них получилось - оптимально такие отдельные покупные трансы использовать при мощности как раз примерно от киловатта - цена их различается не очень сильно от мощности.
Логично мощные трансы делать не интегрированными в ПП, а отдельными, что бы не платить за кучу слоев на большой плате.
Сами строили первичный POL-converter по схеме двух- и трех-фазного форварда, на мощность в районе 300Вт. При трех фазах использовали E14, при двух фазах - E18.

Очень полезная статья, спасибо. Может, стоит на местный FTP выложить?

http://www.paytongroup.com/

Это например одна из контор, кто делает неслабые планарные трансы на кВты. Обмотки там конечно не из печатных плат, но транс от этого не менее планарный.

Коллега, а не подскажете что за тайваньский производитель ?
500 это на позицию или на заказ из нескольких позиций.

P.S. Мой текущий производитель испортился и по срокам и по ценам. Подыскиваю альтернативу.

Такую странность подметил: ветка называется "планарные трансы", но обсуждаются в ней коры EFD, ETD, RM, а специально заточенные под планар например ELP даже не упомянуты ни разу...

Мы работаем с компанией Элитон www.elytone.com.tw Не самый дешевый производитель, но вполне-вполне.. Сетевой транс на EFD-25 продает за $0.75

Увлеклись ребята немного, Dmitron начал хвалить малопригодный для ВЧ применений RM, Bludger не удержался чтобы не поправить, и пошло поехало. Хотя ни те, ни другие для планаров не годятся. Кто с чем работал...
По поводу киловатных планаров, то, как пояснил Фрол Кузьмич, они выполняются совсем не на печатных платах, и поэтому технически сложны в изготовлении. Все-таки разводка обмоток на ПП это и есть технологичность изготовления для разработчика. Тут эконономия времени (особенно при больших количествах), повторяемость параметров и масса других достоинств. Однако не встречал примеров на мощности более ста ватт (на ПП). Может есть примеры?