Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Печатный трансформатор
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Печатные платы (PCB) > Работаем с трассировкой
Дмитрий (SPb)
Yo!
Вопрос следующий... приходилось кому-нибудь сталкиваться с разводкой трансформатора на ПП?
Моя цель - развести многослойную ПП, с возможностью передачи сигнала длительностью минимум 100нс, одна первичка, шесть вторичек. Напруга между соседними обмотками - 1000 В.
Времени для эспериментов НЕТ. Инетерсуют подводные камни, с которыми можно столкнуться, например емкость между обмоками, задержка выходных сигналов. Но дело то делом, а вообще интересен вопрос, сколько по времени вообще можно вытянуть с одного витка? У кого какой опыт есть в этом деле, буду признателен за помощь. Спасибо.
Vokchap
Подход верный. Возможно самый оптимальный. Для надежной развязки обмоток лучше разводить их на разных ПП, потом склеивать платы через тонкий изолятор. Если 1000В только между одной обмоткой и всеми остальными, то можно все сделать и на одной плате. Тогда не должно быть переходных отверстий в ПП ближе 6мм от края внешнего витка и обрезка текстолита не ближе 3мм от внешнего витка. При разводке на разных платах паразитная емкость будет меньше, но минимальное время импульса ограничено.


Цитата(Дмитрий (SPb) @ Oct 30 2006, 18:40) *
... сколько по времени вообще можно вытянуть с одного витка?

- время и пространство вещи взаимосвязанные !!! biggrin.gif cheers.gif
Myron
Цитата(Vokchap @ Oct 31 2006, 16:18) *
Подход верный. Возможно самый оптимальный. Для надежной развязки обмоток лучше разводить их на разных ПП, потом склеивать платы через тонкий изолятор. Если 1000В только между одной обмоткой и всеми остальными, то можно все сделать и на одной плате. Тогда не должно быть переходных отверстий в ПП ближе 6мм от края внешнего витка и обрезка текстолита не ближе 3мм от внешнего витка. При разводке на разных платах паразитная емкость будет меньше, но минимальное время импульса ограничено.


Цитата(Дмитрий (SPb) @ Oct 30 2006, 18:40) *

... сколько по времени вообще можно вытянуть с одного витка?

- время и пространство вещи взаимосвязанные !!! biggrin.gif cheers.gif


Этот транс для питания или для сигналов?
Дмитрий (SPb)
Цитата(Vokchap @ Nov 1 2006, 00:18) *
Подход верный. Возможно самый оптимальный. Для надежной развязки обмоток лучше разводить их на разных ПП, потом склеивать платы через тонкий изолятор. Если 1000В только между одной обмоткой и всеми остальными, то можно все сделать и на одной плате. Тогда не должно быть переходных отверстий в ПП ближе 6мм от края внешнего витка и обрезка текстолита не ближе 3мм от внешнего витка. При разводке на разных платах паразитная емкость будет меньше, но минимальное время импульса ограничено.

- время и пространство вещи взаимосвязанные !!! biggrin.gif cheers.gif


smile.gif
да я не самостоятельно же делать буду - а многослойную ПП, семь слоев. Задержка в единицы наносекунд, поэтому разные емкости между соседними обмотками недопустимы. Каждая из них находится под потенциалом 1000В, относительно соседней, таким образом последняя под потенциалом 6кV "над землей", поэтому ТОЛЬКО одна обмотка над другой. Придется делать два транса, один для передачи сигнала, другой для передачи питания - 18V, т.е. последний еще и с ферритом, а для сигнального хотелось бы обойтись без феррита.
Конечно, если площадь витка больше, то и индуктивность больше, хотелось бы ограничется минимальной площадью. Здесь без экспериментов не обойтись. У кого какой опыт с этими вещами есть? Или может литература какая, совет?
Krys
А нельзя ли рассказать, что это будет за устройство и каким Вы его видите?
Меня заинтересовало. У меня была задача создать высоковольтный источник питания электронно-оптического преобразователя. Там бы эта технология подошла. Ранее я задумывался только о конденсаторном умножителе.
Дмитрий (SPb)
Цитата(Krys @ Nov 2 2006, 12:19) *
А нельзя ли рассказать, что это будет за устройство и каким Вы его видите?
Меня заинтересовало. У меня была задача создать высоковольтный источник питания электронно-оптического преобразователя. Там бы эта технология подошла. Ранее я задумывался только о конденсаторном умножителе.


smile.gif
Тематика примерно таже.
Устройство управления электрооптикой для лазерного затвора.
Для своей темы, если я Вас правильно понял, вы двигались в правильном направлении. Паралельно делаю источник на 6кВ. Отмакетировал на 10Вт. Больше не требуется, но может буду делать для своих целей помощьнее.
Vokchap
Цитата(Krys @ Nov 2 2006, 12:19) *
А нельзя ли рассказать, что это будет за устройство и каким Вы его видите?
Меня заинтересовало. У меня была задача создать высоковольтный источник питания электронно-оптического преобразователя. Там бы эта технология подошла. Ранее я задумывался только о конденсаторном умножителе.

Если я правильно понял, то речь шла не о высоковольтном источнике напряжения, а о низковольтном, подвешенным под высокое. Разные вещи. А печатный трансформатор нужен был для раздачи низковольтных импульсов под разные потенциалы. Тут есть еще вариант. Чтобы обеспечить максимальную синхронность импульсов и минимальный джиттер, можно воспользоваться оптоволокном. Будет немного подороже, зато на современном уровне...
Дмитрий (SPb)
Цитата(Vokchap @ Nov 2 2006, 18:56) *
Тут есть еще вариант. Чтобы обеспечить максимальную синхронность импульсов и минимальный джиттер, можно воспользоваться оптоволокном. Будет немного подороже, зато на современном уровне...


А такое практикуется?
В первый раз об этом слушу. А где Вы такое встречали? И, как я понимаю, для этого нужен передатчик и приемник. Есть ли действительно рациональный способ загнать один сигнал на шесть разных каналов, да еще и уместить это на минимальной площади?
Vokchap
Цитата(Дмитрий (SPb) @ Nov 3 2006, 15:03) *
В первый раз об этом слушу. А где Вы такое встречали?

Все в жизни бывает в первый раз. Первый раз в первый класс, первый подзатыльник, первое свидание, первая любовь ... К чему это я? smile.gif
Цитата(Дмитрий (SPb) @ Nov 3 2006, 15:03) *
А такое практикуется? И, как я понимаю, для этого нужен передатчик и приемник. Есть ли действительно рациональный способ загнать один сигнал на шесть разных каналов, да еще и уместить это на минимальной площади?

Сам этим занимаюсь, иначе бы не предлагал. Передатчик и приемник конечно нужен. Не самый скоростной комплект обойдется всего в $15. Габариты 10х18х7. Длина оптокабеля определяется необходимым напряжением развязки либо нужной задержкой. 5мм на 1кВ это с запасом. Достоинства очевидны - это развязка на любые потенциалы и всегда стабильные тайминги.
Myron
Цитата(Дмитрий (SPb) @ Nov 3 2006, 07:03) *
Цитата(Vokchap @ Nov 2 2006, 18:56) *

Тут есть еще вариант. Чтобы обеспечить максимальную синхронность импульсов и минимальный джиттер, можно воспользоваться оптоволокном. Будет немного подороже, зато на современном уровне...


А такое практикуется?
В первый раз об этом слушу. А где Вы такое встречали? И, как я понимаю, для этого нужен передатчик и приемник. Есть ли действительно рациональный способ загнать один сигнал на шесть разных каналов, да еще и уместить это на минимальной площади?


Analog Dev год назад реализовал микротрансформаторный вариант для такой задачи. Один виток транса, манчестер код на входе - декодер на выходе для передачи сигналов от нуля герц и все в одной ИС (см. ссылку ниже). Я использую одноканалные ИС из этого семейства в корпусах SOIC-8. ADuM1100AR, около доллара в микропоставках (и пи...ю кипятком от радости). Пробовал аналогичные по функциям, но опто-изоляторы от Agilent, но нашел одну проблему - некорректно реализован декодер на выходе (можно исправить в аппаратуре при использовании) .Ссылка на обзорную статью:
http://www.analog.com/UploadedFiles/Techni...man_Article.pdf

Если надо подыщу на русском, где-то у меня была.

p.s. Analog Dev месяц назад реализовал ИС с микротрансформаторным изолированием сигнала и подобным же микротрансом для питания изолированний части и все в одном корпусе.
Vokchap
Эти изоляторы не предназначены для долговременной высоковольтной развязки. Т.к. ширина корпуса микросхемы всего 4мм, то на воздухе смещать потенциалы входа и выхода более чем на 500В рисковано, не говоря уж если осела пыль или попала соринка (будет пробой по поверхности корпуса или текстолита). Понятно, что импульсные перепады могут быть гораздо выше.
Дмитрий (SPb)
К сожалению ADUM1100 и его модификации (в том числе и с питанием) неподходят по множеству разных причин. sad.gif
А идея с оптоволокном мне показалась очень интересной. Спасибо. Будет крайне интересно проэкспериментировать с каким-нибудь комплектом. Продаются ли специализированные комплекты, или придется собирать по частям?
И еще вопрос к Vokchap: сигнал Вы передается по оптоволокну, а каким образом организуете питание под потенциалом?
Myron
Цитата(Vokchap @ Nov 3 2006, 16:07) *
Эти изоляторы не предназначены для долговременной высоковольтной развязки. Т.к. ширина корпуса микросхемы всего 4мм, то на воздухе смещать потенциалы входа и выхода более чем на 500В рисковано, не говоря уж если осела пыль или попала соринка (будет пробой по поверхности корпуса или текстолита). Понятно, что импульсные перепады могут быть гораздо выше.


Конечно, выбор за вами, но:
1. Интересно, у автора вопроса указано 1000В.
2. 4 мм дают грубо 4 кВ для воздуха. Для более жестких условий все решения понадобится покрывать/закрывать/защищать, в том числе и от пыли (и др. более увесистых предметов).
3. Кроме батарейного питания любое питание придется изолировать с теми же требованиями, что и с сигналами.

Успехов в экспериментах.
Дмитрий (SPb)
Практикую, и рекомендую платы (готовые изделия) после промывки покрывать специальным лаком PLASTIC: это и защита от пыли и прочих неприятностей, и изделие смотрится много лучше.
Vokchap
2 Дмитрий (SPb)
Компоненты реализуются, как правило, по-отдельности, производителя разумно выбирать по доступности у поставщиков. Я использую приёмопередатчики от Avago Technologies (www.avagotech.com), для особо скоростных задач подойдет Advanced Optical Components (www.adopco.com).
Тип кабеля подбирать по совместимости, тут производителей масса.
Питание под 1-2-3-4-5-6кВ (как я понял нужно развешать 18В под шесть потенциалов) я бы сделал на одном печатном трансформаторе, одна обмотка на одной двухслойной плате минимально возможной у изготовителя толщины. На каждую из шести плат наклеивается тонкий Ф-4 с достаточным для электрической прочности загибом на другую сторону, потом все платы склеиваются вместе. Где разместить первичку, это отдельный разговор. Из сердечников можно выбрать, например, ELP от EPCOS.
2 Myron
4мм на 4кВ это расстояние, достаточное для прочности именно ВОЗДУШНОГО промежутка. Но выводы микросхемы не висят в воздухе, а находятся в общем корпусе. Любой диэлектрик, даже с высшим классом обработки поверхности, будет иметь на ней высокую неоднородность структуры и массу инородных вкраплений. Поэтому при таком расстоянии в приповерхностном слое однажды будет гарантированный пробой. Т.е. материал с огромной прочностью по телу, может иметь гораздо меньшую прочность по поверхности. При выборе расстояний советую заклыдывать не менее 3мм на 1кВ (в стерильных условиях).
P.S.
Гораздо интереснее задача где надо передать сотни ватт под сотни киловольт при минимальных габаритах (т.е. без изоляторов, баков и всего прочего). Есть оригинальный способ - через воздушный (либо иной) зазор между половинками одного сердечника, первичная и вторичная обмотки на своей половинке. Из недостатков - это низкий коэффициент связи контуров (соответственно низкий КПД), зато рекордно низкие габариты...
Vokchap
Цитата(Дмитрий (SPb) @ Nov 4 2006, 17:29) *
Практикую, и рекомендую платы (готовые изделия) после промывки покрывать специальным лаком PLASTIC: это и защита от пыли и прочих неприятностей, и изделие смотрится много лучше.

Поддерживаю.
Дмитрий (SPb)
Vokchap, СПАСИБО за совет.
Буду пробовать, как только, так сразу. По настоящему интересный подход.
Если чего как в Питере, с меня ПИВО. smile.gif
Krys
Цитата(Vokchap @ Nov 3 2006, 20:27) *
Сам этим занимаюсь, иначе бы не предлагал. Передатчик и приемник конечно нужен. Не самый скоростной комплект обойдется всего в $15. Габариты 10х18х7. Длина оптокабеля определяется необходимым напряжением развязки либо нужной задержкой. 5мм на 1кВ это с запасом. Достоинства очевидны - это развязка на любые потенциалы и всегда стабильные тайминги.
Назовите, пожалуйста, конкретные модели передатчика и приёмника, которые Вы используете. Уж очень стало интересно. Спасибо!
Дмитрий (SPb)
Но что меня еще немного смущает до того как я начну экспериментировать с оптоволокном - так это приемники излучения. Как я предполагаю -это так же будут полупроводниковые устройства (не думаю что м.б. что-то другое). Тогда встает вопрос о задержках приемников, полупроводниковая технология не самая совершенная. И соответственно о разных временах поступлений сигнала с датчика.
Общая задержка меньше чем если бы передавать с помощью транса?
Vokchap
В трансформаторах обычно используется термин "завал фронта", чем "задержка распространения". Чем длинее фронт (больше рассеяние), тем больше "дрожание" логики, которая от этого фронта переключается. Оптика, напротив, может иметь крутые фронты (от десятков пик до единиц нан) и стабильную задержку распространения сигнала (передатчик + кабель + приемник). Это может быть по 10нс на полупроводники и 6 нс/метр на кабель. Все определяется ценой. Суммарная задержка может казаться и большой, зато она стабильная (джиттер сотни пик). Поэтому сигналы по отрегулированным каналам будут передаваться синхронно.
2 Krys
Посмотрите, к примеру HFBR XXXX, где в зависимости от ХХХХ цена меняется от 1$ до 50$. Выбирайте под конкретную задачу.
Дмитрий (SPb)
наконец-то попытался экспериментировать с одним витком, результаты: без феррита коэффициент связи просто никакой, при подаче на первичку 20 В, на вторичке получаю только 1В sad.gif
Это ниже порога срабатывания управляемой микросхемы. Расстояние между обмотками 3мм, радиус обмоток 5мм. С ферритом ситуация кардинально меняется, но очень не хочется его использовать. Длительность импульса на входе ограничиваю емкостью (т.к. она должна быть постоянна) - из-за этого получаю еще и резонансный процесс, но это уже другая история.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.