Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: FLY как черный ящик
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Силовая Преобразовательная Техника
Wise
Читал форум по ИБП, много думал biggrin.gif .
Как разработчику схемы , мне глубоко факультативна информация о доменах, полях, потоках сцепления и прочей физике импульсного трансформатора флая. Исходя из мощности, выбираю частоту и конкретизирую сердечник, зазор, индуктивность, витки.
Далее хотелось бы рассматривать трансформатор как черный ящик, вполне описываемый минимальной математикой. На входе это, на выходе то, вот таким образом, вот такая связь. Вникнув в зависимости, разработчик и сам бы мог посчитать нужные режимы, найти схемное (оригинальное, может быть) решение.
К сожалению, известные методики расчета жестко ведут пользователя от шага к шагу, не размениваясь на лирику. Почему здесь уместна эта формула, а здесь лучше принять такое значение параметра, не сообщается. Вы дайте мне суть, а свой частный метод приведите как возможный. Солдат должен понимать свой маневр smile.gif . Обратиться к фундаментальным учебникам и самостоятельно вывести все нужные соотношения, конечно, можно.. Давайте тогда каждый сам себе будет пахать, сеять, бумагу из тряпок делать..

Например, чего я не понимаю в математике работы трансформатора флая – каковы расчетные соотношения, если вторичных обмоток несколько. Тема поднималась на форуме, однако на мой взгляд, не вполне внятно.
Для определенности, пусть будет флай в дисконтинусе, сначала с одной вторичкой, номинальный режим. Ключ открыт – в первичке растет токовая пила с коэффициентом Uвх./L . Ключ закрыт – достигнутый ток пересчитывается в W1/W2 раз во вторичку и спадает по пиле с коэффициентом (Uвых. /L)/(W1/W2)^2.
Вольт – секундный интервал на любой обмотке за период равен нулю.
Мощность, запасаемая в первичной обмотке, есть полупроизведение индуктивности на квадрат пикового тока, отнесенное к периоду.
Добавим пару соотношений для средних и действующих токов, учтем КПД – и вся математика.
Отсюда уже можно вывести и континус, и дисконтинус, и поведение при превышении снимаемой мощности, и КЗ, и холостой ход.

Коллеги cool.gif , каковы дополнительные постулаты, если вторичных обмоток несколько? по каким правилам в них разделяется, пересчитывается ток из первички? если одна обмотка стабилизируется, как оценить ситуацию на остальных и т. д. Ведь обмоток уже две, когда контроллер запитывается от трансформатора. Кто-нибудь ясно понимает этот вопрос?
sup-sup
Бороться с индуктивностью рассеяния.
Bludger
Цитата(Wise @ Sep 12 2005, 01:37)
Читал форум по ИБП, много думал  biggrin.gif  .
Как разработчику схемы , мне глубоко факультативна информация о доменах, полях, потоках сцепления и прочей физике импульсного трансформатора флая. Исходя из мощности, выбираю частоту и конкретизирую сердечник, зазор, индуктивность, витки.
Далее хотелось бы рассматривать трансформатор как черный ящик, вполне описываемый минимальной математикой. На входе это, на выходе то, вот таким образом, вот такая связь. Вникнув в зависимости, разработчик и сам бы мог посчитать нужные режимы, найти схемное (оригинальное, может быть) решение.
К сожалению, известные методики расчета жестко ведут пользователя от шага к шагу, не размениваясь на лирику. Почему здесь уместна эта формула, а здесь лучше принять такое значение параметра, не сообщается. Вы дайте мне суть, а свой частный метод приведите как возможный. Солдат должен понимать свой маневр  smile.gif . Обратиться  к фундаментальным учебникам и самостоятельно вывести все нужные соотношения, конечно, можно.. Давайте тогда каждый сам себе будет пахать, сеять, бумагу из тряпок делать..

Например, чего я не понимаю в математике работы трансформатора флая – каковы расчетные соотношения, если вторичных обмоток несколько. Тема поднималась на форуме, однако на мой взгляд, не вполне внятно.
Для определенности, пусть  будет флай в дисконтинусе, сначала с одной вторичкой, номинальный режим. Ключ открыт – в первичке растет токовая пила с коэффициентом  Uвх./L . Ключ закрыт – достигнутый ток пересчитывается в W1/W2 раз во вторичку и спадает по пиле с коэффициентом  (Uвых. /L)/(W1/W2)^2.
Вольт – секундный интервал на любой обмотке за период равен нулю.
Мощность, запасаемая в первичной обмотке, есть полупроизведение индуктивности на квадрат пикового тока, отнесенное к периоду.
Добавим  пару соотношений для средних и действующих токов, учтем КПД – и вся математика.
Отсюда уже можно вывести и континус, и дисконтинус, и поведение при превышении снимаемой мощности, и КЗ, и холостой ход.

Коллеги  cool.gif  , каковы дополнительные постулаты, если вторичных обмоток несколько? по каким правилам в них разделяется, пересчитывается ток из первички? если одна обмотка стабилизируется, как оценить ситуацию на остальных и т. д. Ведь обмоток уже две, когда контроллер запитывается от трансформатора. Кто-нибудь  ясно понимает этот вопрос?
*


Что Вас смущает? smile.gif Напряжение на всех обмотках флая пропорциональны кол-ву витков - поскольку трансформатор smile.gif Постулат номер один. ОС говорит ШИМ-контроллеру сколько закачать энергии что бы напряжение на основной обмотке было столько сколько надо. Но если энергия отбирается еще и от дополнительных обмоток - нет проблем, все равно энергии закачается ровно столько, что бы хватило на поддержание основного (а, значит, и всех дополнительных) напряжений. Но при этом ток в выходных конденсаторах начинает менять свою полярность. Например - если одна из обмоток не нагружена, то то все равно ток через нее течет точно такой же, как если бы она была нагружена на такую же мощность, а остальные обмотки были бы без нагрузки - ток гоняется через выходной кондер, но симметричен относительно нуля - в установившемся режиме мы обязаны иметь нулевой ампер-секундный интервал через кондер.
vlvl@ukr.net
Цитата(Bludger @ Sep 12 2005, 10:18)
Но при этом ток в выходных конденсаторах начинает менять свою полярность. Например - если одна из обмоток не нагружена, то то все равно ток через нее течет точно такой же, как если бы она была нагружена на такую же мощность, а остальные обмотки были бы без нагрузки - ток гоняется через выходной кондер, но симметричен относительно нуля - в установившемся режиме мы обязаны иметь нулевой ампер-секундный интервал через кондер.
*


Простите, но чето мне это не понятно. Получается так, что при отсутствии нагрузки наш флай потребляет столько же, что и с ней. Иначе говоря КПД системы стремится к "нулю" ohmy.gif
Bludger
Цитата(vlvl@ukr.net @ Sep 12 2005, 15:52)
Цитата(Bludger @ Sep 12 2005, 10:18)
Но при этом ток в выходных конденсаторах начинает менять свою полярность. Например - если одна из обмоток не нагружена, то то все равно ток через нее течет точно такой же, как если бы она была нагружена на такую же мощность, а остальные обмотки были бы без нагрузки - ток гоняется через выходной кондер, но симметричен относительно нуля - в установившемся режиме мы обязаны иметь нулевой ампер-секундный интервал через кондер.
*


Простите, но чето мне это не понятно. Получается так, что при отсутствии нагрузки наш флай потребляет столько же, что и с ней. Иначе говоря КПД системы стремится к "нулю" ohmy.gif
*



Никак нет, классический флай так себя не ведет (только с Active Clamp или с селэ-драйв синхронником). Он во время прямого хода закачивает ровно столько энергии что бы хватило на поддержание суммарной мощности всех каналов. Но вот если один из каналов нагружен сильно, а другой совсем не нагружен (к примеру), то в этом "пустом" канале энергия будет гоняться через выходной кондер - DC то для всех обмоток одинаков...
vlvl@ukr.net
Цитата(Wise @ Sep 12 2005, 01:37)
Читал форум по ИБП, много думал  biggrin.gif  .
Коллеги  cool.gif  , каковы дополнительные постулаты, если вторичных обмоток несколько? по каким правилам в них разделяется, пересчитывается ток из первички? если одна обмотка стабилизируется, как оценить ситуацию на остальных и т. д. Ведь обмоток уже две, когда контроллер запитывается от трансформатора. Кто-нибудь  ясно понимает этот вопрос?
*

E1=E2.1+E2.2+...+E2.n=(L1*Ipik1^2)/2
P=E/ton.
U=w*B*S*f/D
Зная D, Вы найдете все остальные напряжения.

Цитата(Bludger @ Sep 12 2005, 10:18)
Но если энергия отбирается еще и от дополнительных обмоток - нет проблем, все равно энергии закачается ровно столько, что бы хватило на поддержание основного (а, значит, и всех дополнительных) напряжений. Но при этом ток в выходных конденсаторах начинает менять свою полярность. Например - если одна из обмоток не нагружена, то то все равно ток через нее течет точно такой же, как если бы она была нагружена на такую же мощность, а остальные обмотки были бы без нагрузки - ток гоняется через выходной кондер, но симметричен относительно нуля - в установившемся режиме мы обязаны иметь нулевой ампер-секундный интервал через кондер.
*


Почему ток начинает менять свою полярность, а напряжение нет? smile.gif У нас на кандерр должно приходить постоянное напряжение (выше или ниже нуля). smile.gif Если мне не изменяет память сопротивление (утечки) конденсаторов составляет еденицы ....десятки МОм, т.е. ХХ. Так откуда же взятся току равному нагрузочному, через конденсатор. А у Вас не кондер, а просто каккойто параллельный стабилизатор?

Если одна из обмоток не нагружена, то и напряжение на ней выростит до МАХ, т.е. до амплитудного значения нашей обмотки.
vm1
Постулаты такие:
Трансформатор на самом деле индуктивность
при отключении напряжения переполюсуется
и сохраняет в этот момент суммарный ток всех обмоток.

По какой обмотке течет ток?
Естественно по той где его принимают.
Если он не течет по одной то течет по другой.
Тоесть есть обмотки без тока, это нормально.

Так как при этом это всетаки трансформатор
напряжения на обмотках пропорционально их виткам.

Это если нет индуктивности рассеяния.
добавте теперь в каждую обмотку еще по индуктивности
меньшей величины и догадайтесь что будет наблюдатся,
а именно выбросы, перенапряжения на недогруженных
обмотках и т.д.
Bludger
Цитата(Wise @ Sep 13 2005, 03:50)
Коллеги  cool.gif  Кто-нибудь  ясно понимает этот вопрос?

Но при этом ток в выходных конденсаторах начинает менять свою полярность.  ..ток гоняется через выходной кондер, но симметричен относительно нуля - в установившемся режиме мы обязаны иметь нулевой ампер-секундный интервал через кондер.

Тут, главная штука, как он через диод проходит! Симметричный относительно нуля - это знакопеременный, стало быть шастающий то туда, то назад. Заряженная от обмотки через диод емкость, через него же разряжается назад в обмотку? Тогда это пробой диода..
Нет, признайтесь, это Вы нарочно так...
*


Извиняюсь, х-ню спорол, не подумал... Не оценил... Разумеется ни хрена там ток не болтается, это совершенно к другому режиму относится. Ток действительно не течет через кондер и через диод при ХХ, из-за идентичности потенциалов
vm1
Цитата(Wise @ Sep 14 2005, 23:13)
Ну, вот, пришлось - таки самому.. smile.gif

Fly на несколько выходов

    Обозначения

I – пиковое значение тока пилы первичной обмотки;
Ii - пиковое значение тока пилы i - той обмотки;
L – индуктивность первичной обмотки;
Li – пересчитанная индуктивность i – той обмотки;
W – число витков первичной обмотки;
Wi – число витков i – той обмотки;
T – период ;
t – время прямого хода;
t0 – время обратного хода;
P – полная мощность без учета потерь;
Pi – мощность в i – той обмотке без учета потерь;
U – входное DC – напряжение первичной обмотки;
Ui – выходное DC – напряжение i – той обмотки;
Ur – напряжение на первичной обмотке во время обратного хода;

Итак, fly, дисконтинус (t+t0 меньше либо равно T).

1. Ki = W/Wi
2. Ui = Ur/Ki
3. P = P1 + P2 + …Pi
4. I = I1/K1 +I2/K2 + …Ii/Ki
5. Ii = Ki*(Pi/P)*I
6. Li =((1/Ki)^2)*(P/Pi)*L
7. t = ((2*P*L*T)^0,5)/U
8. t0 = ((2*P*L*T)^0,5)/Ur

В начале обратного хода вторичная обмотка получает часть пикового тока первичной обмотки, пропорциональную отношению витков Ki и отношению собственной мощности к полной (Pi/P) . Приведенная индуктивность вторичной обмотки, кроме обычного квадрата  отношения витков, включает множитель (P/Pi) .
Обмотка, которая нагружена только на диод и конденсатор, работает, как пиковый детектор.
Вот и вся математика  cool.gif
*
vm1
Пункты 3, 4 и 5 могут ввести народ в заблуждение.

Вы можете посчитать суммарный ток по формуле 4
или мощность по формуле 3,
но никогда не посчитаете ток в конкретной обмотке по формуле 5.
Эти формулы могут дать только баланс,
но недают распределения токов.

Не в коем случае нельзя сказать, что если в одной обмотке течет
известный ток то в другой его можно посчитать исходя из
соотношения витков.

Токи и мощности распределяются по обмоткам
обратнопропорционально импедансу нагрузок,
а напряжение по виткам.
Где ток принимают туда он и течет.
sup-sup
Сколько каждая нагрузка захочет, столько и возьмет тока (если он есть).
0. Имеем несколько вторичных обмоток с разным числом витков.
1. Возьмем несколько обмоток с одинаковым количеством витков.
2. Возьмем одну вторичную обмотку и поставим несколько выпрямителей.
3. Наконец, одна выходная обмотка и один выпрямитель.
Все это считается одинаково (приводим все выходы к одному эквивалентному). Индуктивность рассеяния все это немного портит. Обратную связь нужно снимать с выхода, имеющего по-возможности максимальную нагрузку, но с минимальным диапазоном изменения.
KA_ru
dumaju toki i naprjazhenija vse mozhno poshitat'.
dlja nagljadnosti mozhno vse razlozhit' v Grafax (vektorax)
i posshitat' eti vektora.
vlvl@ukr.net
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Поглядите, здесь по флаю все очень хорошо прописано.
vm1
Цитата(Wise @ Sep 15 2005, 01:54)
Для vm1
"Вы можете посчитать суммарный ток по формуле 4
или мощность по формуле 3,
но никогда не посчитаете ток в конкретной обмотке по формуле 5.
Эти формулы могут дать только баланс,
но недают распределения токов.

Не в коем случае нельзя сказать, что если в одной обмотке течет
известный ток то в другой его можно посчитать исходя из
соотношения витков."

Не скрою, весьма удивлен  wacko.gif .
В известных руководствах и учебниках  как раз говорится, что по закрыванию ключа достигнутое значение тока пилы первичной обмотки пересчитывается во вторичную с умножением на отношение витков. Первичная цепь обрывается, накопленный ток начинает течь во вторичной обмотке. Это, я думаю, бесспорно  smile.gif ?
А бился я как раз, чтобы понять, по каким правилам распределяется ток первичной пилы именно в момент начала обратного хода, если обмоток несколько, т. к. источники скромно умалчивают.
Да, забыл добавить формулу для тока пилы первичной обмотки:
9.  I = (2*P*T/L)^0,5


Конкретный пример.

T = 10 мкс;
U = 300 В;
Ur = 120 B;
P1 = 10 W;  U1 = 15 B;
P2 = 30 W;  U2 = 12 B;
L = 400 мкГн.

Считаем:

1. K1 = 120/15 = 8;
2. K2 = 120/12 = 10;
3. P = 10 + 30 = 40 W;
4. I = (2*40*10/400)^0,5 = 1,41 A;
5. I1 = 8*(10/40)*1,41 = 2,82 A;
6. I2 = 10*(30/40)*1,41 = 10,575 A;
7. t = (2*40*400*10)^0,5/300 = 1,89 мкс;
8. t0 = (2*40*400*10)^0,5/120 = 4,71 мкс.

Ну, приведенные индуктивности смысла особого нет считать.

Итак, в этом примере я полагаю следующее:
пила в первичной обмотке, достигнув, за 1,89 мкс значения 1,41 А, по выключению ключа образует
во вторичной обмотке №1 спадающую пилу с первоначальным значением 2,82 А,
во вторичной обмотке №2 спадающую пилу с первоначальным значением 10,575 А.
Спадут до нуля эти пилы за 4,71 мкс.
При этом соблюдается соответствующий баланс мощностей,  средних токов и т. д.
За недостатком места не привожу проверочные расчеты.
*


Ну вот теперь посчитайте другой
конкретный пример, для мощностей 15 и 25:

T = 10 мкс;
U = 300 В;
Ur = 120 B;
P1 = 15 W; U1 = 15 B;
P2 = 25 W; U2 = 12 B;
L = 400 мкГн.

Тоже будет все правильно.
Но токи будут другими.
токи распределяются в пределах
суммарного тока только по импедансу нагрузки.
Индуктивность всегда одна она просто видна
через разные обмотки по разному.
DenisA
Вот информационный портал по ИБП
Схем нет, но есть интересные статьи в разделе "Библиотека"
http://www.ups-info.ru/
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.