Сразу оговорюсь - задача больше тренировочно -образовательная, познания в SMPS глубоуо начальные, думал даже написать в чайники но по специфике решил сюда.
Я сейчас не касаюсь рассчета собственно преобразователя, вопросы исключительно по дросселю, просто указал его применение
Расчитываю дросслель - 3 uH 10A, при этом есть требование минимальных потерь (пусть ценой размеров)
Из соображений потерь сердечники с зазором, включая распределенный исключил. Критика?
Еще момент - сравнил по Pv из даташитов кольца одинакового ращмера EPCOS N87 (феррит) и Micromrtals -52 (распыленное железо) - разница почти на 3 порядка! Нет, ну я понимаю что у распыленного железа потери больше но не на столько же....Это я считать не умею (потери были в разных единицах, возможно неправильно привел с общим) или все действительно настолько плохо?

В результате получи 1 виток на R29,5x19x14.9 N87
Смущает 1 виток (распределение обмотки по сердечнику) чем это черевато? Разброс в данном случае не так важен IMHO но тоже некрасиво.

Как решается данная проблемма?
Уменьшить размер сердечника - нельзя, попадем в насыщение
Сердечник с зазором или из распыленного железа - увеличение потерь
Другие материалы (MPP/HighFlux/KoolMu)- пока не дошел в плане изучения, да и недоступны
Остается только феррит с меньшей проницаемостью? Но также недоступны, да и по даташитам не находил таких ферритов. У EPCOS есть K1 с проницаемостью 80 но мин рабочая частота 1.5 MHz. Кстати тут тоже вопро - не дума что есть ограничения снизу, но в даташите именнно так

При расчете про немагнитный зазор в феррите не забыли?

Я же изложил в начальном сообщении про зазоры, если неправ - прокоментируйте/исправьте плз

Трансформаторы и дроссели для импульсных источников питания

Очень хорошая статья, именно ее я и использовал для рассчетов и изначальное сообщение было отчасти по результатам прочтения именно ее. Я там задал вопросы и изложил мысли. Очевидно недостаточно четко, повторюсь:

1. Введение немагнитного зазора позволяет увеличить индукцию насыщения сердечника, а следовательно и максимальный ток дросселя, ценой увеличения потерь. Увеличить максимальный ток дросселя без введения немагнитного зазаора, и следовательно без увеличения потреь можно увеличением размеров сердечника. Тоесть дроссель на ферритовом сердечнике без зазора будет обладать минимальными потерями и мксимальными размерами по сравнению с дросселем с зазором или на сердечнике из распыленного железа.Рассуждения верны? Если нет то поправьте плз
2. Ухудшаются ли какие-либо параметры дросселя в 1 виток на ферритовом кольце по причине того что обмотка расположена только на незначительной части кольца.

Вот это расшифруйте "R29,5x19x14.9". Каков получился диаметр провода? Материал провода?
Что вы понимаете под размером сердечника? Длину или ширину?

На счёт второго пункта. Если расчёт верен, то вроде всё должно быть нормально с одним витком. Главное его намотать кольцом, а не вытянутой спиралью как в ДНК. При этом учесть, что сопростивление провода будет определяться выводной частью, а не обмоточной. Еще имеет значение направление выводов относительно феррита, но я пока не могу понять его геометрическую форму.



Ткните пальцем в даташите где так написано, ну и даташит приложите

Да и кстати что подразумевается под требованием минимальных потерь? Зазор в 0.5 мм даёт потери в еденицы % (а может и меньше), где тут катастрофа понять не могу. С зазором было бы всё гораздо проще.

[size="4"]Добрый день!
Почитайте теорию "буста", дроссель работает в этой схеме с большим подмагничеванием, то есть условия работы будет определять напряженность магнитного поля. Зазор не влияет на максимальную индукцию, эта величина паспортная, для феррита около 0,39Т.

Кольцевой сердечник, наружный диаметр 29.5мм, внутренний 19мм, высота 14.9мм. Диаметр провода 2.4мм c учетом плотности тока 2А/кв.мм. Под размером сердечника в данном случае понимаю эффективную длину магнитной линии



Ага, я-то какраз считал что нужно вытянутой спиралью - чтоб покрыть бОльшую длину сердечника.... Поясните пожалуйста как будет влиять направление выводов (геометрию сердечника выше описал)



Прикладываю даташит на материал K1 от EPCOS. Строчка "Optimum fequency range"



Дело не в катастрофе - хочу понять идею зазора. Как я понял зазор дает только конструктивное упрощение ценой потерь, пусть упрощение часто решающее и ценой небольшого увеличение потерь - просто хочу убедиться правильно ли понимаю, сначала теоретически потом попробовать на практике разные дросселя - с большим ферритом без зазаора и с меньшим с зазором

Идея заключается в правильном применении понятия "удельной плотности" энергии магнитного поля


чем больше мю , тем меньше энергии можно запасти в материале , ограниченном по индукции В в связи с его насыщением ,
в зазоре мю=1 и там можно "наращивать" напряженность H .

Теоретицки можно сделать дроссель с одним витком на материале K1, но разбос индуктивности будет +/- 25%. Если такое устраивает, то и щастье. Ну и 3 мкГн - это частный случай. Попробуйте подобрать феррит без зазора для индуктивности, например, 100 мкГн.

Сердечник не должен работать при насыщении, обычно рабочая индукция в несколько раз меньше именно для того, чтобы уменьшить потери,
т.к. потери в сердечнике пропорциональны , как минимум, второй степени индукции (если мне мой склероз не изменяет).

В общем про увеличение накапливаемой энергии tay уже написал, но, как мне кажется, понятнее будет по намагничивающей силе

n*i=B/мю0 *(зазор+Lмагнитнойлинии/мю)

А если учесть, что L*i=B*S*n,

то при заданных индуктивности и рабочем токе, варьировать можно S, Lмагнитнойлинии и В (связанными с объемными потерями сердечника) и
зазором с числом витков ( не связанными с объемными потерями сердечника).
Вот и выбирайте.

По второму вопросу - ухудшатся тепловые условия работы обмотки и, локально, сердечника.

Точнее - половине размаха индукции, по-буржуйски - flux density. От постоянной составляющей потери в сердечнике не зависят.

Два вопроса.

1. А что если на кольце намотать, например 10 витков в одну сторону и 11 в другую ? Позволит ли такой способ виртуально растянуть виток по всему сердечнику ?

2. Кто-нибудь считал, на какую мощность можно сделать PFC (чем не буст) на ETD59/N87 на 50..100кГц ? Или на чем-нибудь подобном, для примера. Я пробовал считать при помощи http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/smps_e.html#Abw , но получается как-то грустно (может там формулы неправильные).

Кажется, нет, не позволит.
Зато раз в 400 примерно увеличит потери в меди - если те же витки соединить параллельно, то будет лучше именно в 400 раз.
Кстати, тогда и виток растянут получится

Не, все понимаю, но откуда взялос такое страшное число - 400 ? Максимум - 21. Ну пусть даже 27.6(6), про запас на всяки случай.


зы: Аха, врубилсо. 21 в квадрате - будет 400+ ;

Феррит с зазором. Ничего лучше по КПД не будет. Без зазора ни стабильной индуктивности, ни нормального использования материала не получится.
Виток? Да намотайте серебряной лентой 1.5мм по всей ширине каркаса. Наденьте тесно 20 колец на проволоку в полпальца толщиной.
Вопросы явно не для практики.
Практика- ЕLP и кованый медный виток из прямоугольной шины. Лучше - вряд ли. Ну, разве что 20-слойный печатный виток из фольги.

Вопросы действительно не (точнее не только) для практики, о чем честно и сразу предупредил ;-) По поводу "нет ничего лучше ферритв с зазором" у меня есть некоторые сомнения относительно сендаста и особенно MPP ;-) Но их я оставлю себе для домашней работы к тому моменту как подтяну теорию ;-)
Всем спасибо, кое-что стало яснее, пошел учиться дальше ;-)

Если поглядеть готовый дроссель с зазором, но экранированный. Как пример исполнения, SRR1208.

Доброго всем дня. Я вот тут подумал про плюсы и минусы распылённого железа. Перестанет ли дроссель жужжать если его использовать? Дело в том, что дроссель прилично жужжит.

Перестанет, как только уйдете за частоту 20кГц. Ну а еще выше раза в два - нечего там делать распыленному железу. Ферриты лучше уже.
Сколько я не старался - никаких плюсов в этом распыленном железе не усмотрел.

обычную распылёнку 26 (жёлто-белое кольцо) или 52 (салатово-синее) материала, коих в разных сгоревших аппаратах можно сыскать навалом, в бусте использовать нельзя без доп.охлаждения. У них слишком сильные потери в сердечнике, и надо или выбирать малую индукцию, менее 0,1Тл, или не залезать по частотам, не более 20кГц. Материалы 8 или 14 лучше. Ещё лучше - Cool µ, ну а круче всех - только феррит с зазором.

Вы не указали режим работы Boost-конвертера. Если CCM (DeltaI<<Iavg) - феррит с распыленкой конкурировать не может - чуть большие потери в сердечнике с лихвой компенсируются меньшим количеством витков и, соответственно, меньшими потерями в обмотке. Через 12 колец 60х25х16 mju = 26 качал 40 kW на 100 кГц - дроссель был холодный. Если DCM (DeltaI<~avg) - феррит с зазором без альтернатив.



А какой физический принцип потерь в зазоре?

Она уже за 20, где-то около 40. Дроссель жужжит при нагрузке на 2А. С малой не жужжит. Вот думаю может это потому, что взял сердечник М2000НМ1 ? Зазор имеется.


У меня обычный повышающий ССМ.

Это не потому, что сердечник, а потому, что ОС.

Может быть есть какие-нибудь предложения по устранению?

Предложение по устранению - пересчитать цепь ОС и пробовать. Опять таки, какие ОС у Вас есть (по среднему/пиковому току, выходному напряжению/току)? Нуль в правой полуплоскости скомпенсирован?

Грубо говоря, из-за неверно организованной петли ОС источник работиает пачками или волнообразно отслеживая выходное напряжение..
Вы слышите частоту пачек, а не основную частоту коммутации. Частота среза петли ОС должна быть раз в 10 ниже частоты коммутации. На частоте коммутации ее усиление должно быть много меньше единицы.
И откуда берете обратную связь. Если за дополнительным выходным дросселем. а не до него, то без дополнительных цепочек коррекции ОС может возбуждаться на резонансной частоте этого дросселька и выходных электролитов (сотни герц, обычно)

Ну по выходному напряжению есть точно. Вот кстати и схема http://radio-hobby.org/uploads/schemes/465/b1.png

Схему рисовал профан.

Microwatt, подскажите пожалуйста, что можно почитать по этим ШИМам, кроме даташита?

Думаю, внимательного прочтения даташита уже будет дорстаточно чтобы не делать грубых ошибок.
В приведенной схеме никак не контролируется ток через ключ и микрофарада в цепи ОС - слишком много. Схема очень плохо реагирует на изменение нагрузки.
Контроллер 384Х старинный, исхожен вдоль и поперек. Примеров построения схем на нем - полным-полно. Только не нужно искать их на любительских сайтах. Лучше в апнотах солидных фирм. ON, TI, ST, просто статьи с разных конференций.

P/S/ Таки выбросьте эти все кольца из мусорного бака и намотайте на Ш-образном, известном по параметрам феррите дроссель. Вам пока не до детального рассмотрения потерь в зазоре и материале. Сумейте просчитать индуктивность и зазор чтобы не войти в насыщение и пока достаточно.
Оптимизацией моточных займетесь, когда источники будут работать хоть кое-как. Потери в дросселе тут не на первом месте, потерь и других хватит.

Microwatt спасибо за советы. Будем пробовать.

Позвольте полюбопытствовать, это ваше личное мнение или есть аргументы?

Да отписал уже. Ток ключа не контролируется. ОС накручена...
Что там творится при включении - дохлые провода, наверно, все ограничивают.
Вникать далее по каждому компоненту нет смысла.

Извините, уважаемый специалист, но это не аргументы, а слова.
Вот

аргументы. И они, как видите, явно не совпадают с вашими словами.
Конечно, при искрении в "дохлых проводах" от батарейки, импульсы тока через ключик могут быть не малыми, но и ключик таки "терпит" 360А, а режим VM гораздо помехоустойчивее, чем Peak Carrent Mode.

хорошо, давайте с другой стороны.
UC384x имеют выходной ток ±1А. Почему-то автору этой схемы этого показалось маловато, и он добавил дополнительный каскад из обычных транзисторов. У них ток коллектора по 1,5А, видимо это большая разница. Ток затвора ключа проходит через резисторы 6,8Ом, что при питании 15В даёт ток коллектора 2,2А, при том, что пиковый ток транзисторов из даташита всего 2А. Видимо, автор понадеялся на ОБР, но если бы автор был конструктором космической ракеты, она скорее всего взорвалась бы на старте с таким подходом.

ещё?

Друттен, милый, засуньте в конце-концов, свои модельки куда-нить... И реальных 360 ампер через ключ - тоже.
Да, для учебных целей, кругозора, очень познавательно. Однако, когда дело доходит до железа, выясняется что не все так гладенько, как в "мудельке". Откуда-то вылазят реальные параметры трансформаторов, дорожек, быстродействия диодов, неидеальность конденсаторов и прочие неудобности. Все это еще раз перевыпускается и обрастает снабберами и прочими примочками.
Ну а помехоустойчивость - вообще разговор беспредметный. Все зависит от реальной конструкции. Одно ясно - VM встречается только в каждом двадцатом источнике, если еще не реже. Видимо, не случайно.

Должен еще сказать, что я очень ценю людей, способных и стремящихся генерировать хоть какие-то новые идеи. Пусть там КПД генератора бывает хуже паровоза, но , все-таки...

Приятно общаться с интеллигентным "специалистом" и, по совместительству, модератором.
Однако, изначально вы ведь постили про схему, а теперь оказалось, что виноваты
Вижу, что ваш принцип- "не верь глазам своим, а верь словам моим"(С) продолжает действовать. Да и что может возразить человек, не занимающийся разработкой питальников, супротив демонстрации работы хоть и виртуального, но таки макета?
Правильно, ничего кроме как нахамить оппоненту, а потом ссылаться на таинственные и зловредные свойства параметров дорожек и неидеальность ЭРЭ.

Дополнительный каскад добавляется не для того, чтобы "умощнить" выход, а для того, чтобы разместить драйвер затвора в непосредственной близости от управляемого им затвора. А ШИМ-контроллер отнести чуток подальше, дабы на его чувствительные входы не наводилась помеха от ключевых элементов. По этой причине TI давно уже выпускает ШИМ-контроллеры с маломощными выходами и "умощняет" оные внешними драйверами.

Рискните



Мне тоже интересно, как Вы это так вот с ходу определили? Попробую угадать - Вы ведь не рисовали АФЧХ разомкнутой петли и не исследовали переходный процесс в модельке?
Разрешите кое-что объяснить молодёжи, которую Вы вольно или невольно вводите в заблуждение вот этим:

Во-первых, не частота среза, а частота единичного усиления. Во-вторых, во всех обратноходовых топологиях в режиме непрерывных токов быстродействие схемы ограничено нулём в правой полуплоскости. Посчитайте ради интереса частоту "правого" нуля, отмотайте декаду вниз по частоте - это и будет реально достижимая частота единичного усиления в петле. И в этом случае режим управления по напряжению может быть даже лучше режима управления по току, потому что выходные характеристики силовой части в режиме управления по напряжению ближе к источнику напряжения, а в режиме управления по току, наоборот, - к источнику тока. А данная схема должна быть именно хорошим источником напряжения.

Я уже постил, что не верю словам и прикидкам говорунов на пальцах

А я не верю картинкам с прямоугольными вершинами заряда затвора. Увеличьте, пожалуйста, количество точек на шаг.

Возможно, в Ваших источниках так и есть. Однако ведущие производители ШИМ-контроллеров продолжают выпускать старые и разрабатывать новые серии контроллеров VM. Потому что каждый из режимов - VM и CM имеет свои преимущества и свои недостатки.

Да, извините, тут я допустил неточность.


Вы правы. Основания более чем достаточны.
Однако, предприму десятую попытку набраться терпения. Иногда у людей совесть таки просыпается.

Ах, если бы все драйвера были такие же простые, как пара транзисторов! И если бы пара транзисторов обладала бы характеристиками интегральных драйверов... то как было бы на свете просто жить! Картинки картинками, симуляторы симуляторами, но соберите схему в железе, всё будет совершенно не так. И в нужный момент ваши 360 ампер могут и не спасти.

Если автор начертил схему так, что она неудобочитаема, то может там и другие косяки есть?

И да, не переходите на личности. Это вовсе не от большого ума.

Скажите, уважаемый, вы сами-то собирали это в железе, или опять умозрительные выводы?
Лично я с недоверием отношусь к "специалистам", которые не умеют выражать свои мысли в симуляторе, а предпочитают делать многозначительные заявления по теме, "кося" под крутого разработчика, коих на подобных форумах можно перечесть по пальцам и которые давно друг друга хорошо знают.
В подобных случаях уместно вспомнить поговорку-"для того, что бы узнать вкус "борща" не надо съедать всю кастрюлю"(С).

Это Вы к кому обращаетесь, интересно?


Ваша позиция по этому вопросу давно и хорошо известна. А также неуёмный зуд выводить "специалистов" на чистую воду. Всё больше убеждаюсь, что это единственный мотив Вашего появления на форуме. Практически ни одно "выражение мысли в симуляторе" не обошлось без ехидных комментариев. Или Вы будете настаивать, что это исключительно в целях бескорыстной помощи нуждающимся?
Боюсь, придётся-таки снова отправить крутого разработчика туда, где его по пальцам хорошо знают.

Давно пора, ибо в веточке про конструктив дросселя начался сплошной флуд про схемотехнику повышальников.
Ну, а когда определите в холодную "крутого разработчика", то будете без помех общаться с удалыми и не очень
спецами и рассказывать друг другу сказки про коварство печатных проводников и паразитных параметров трансформаторов.
Своим наездом на меня вы лишний раз подтверждаете справедливость поговорки:-"Ворон ворону глаз не выклюет"(С).

Вот, во избежание дальнейшего развития флуда тему и закрываю.
"Наезд", впрочем, никаким боком к схемотехнике питальников не относился.
А выклёвывание глаз, так это действительно не по нашей части. Ваши попытки тоже буду пресекать.