Подскажите плиз правильную формулу для расчета числа витков первичной обмотки полумостового (без средней точки) ферритового трансформатора. Видел в разных источниках формулы отличающиеся на множитель 2 - соотв. результат тоже в 2 раза разный.

Если формула для push-pull (для каждой полуобмотки) (со средней точкой) из книги "Силовая электроника - от простого к сложному", Семенов Б.Ю., стр 350:

n = D * Uin / (f * B * S)

, где
D - коэффициент заполнения, max 0,5 для push-pull
Uin - напряжение прикладываемое к первичной обмотке
f - частота преобразования
B - максимально допустимая магнитная индукция в магнитопроводе (0,2 Тл для феррита - половина от индукции насыщения [~0,4 Тл])
S - площадь сечения магнитопровода

, то что изменится при переходе к полумостовой схеме?

Если в качестве Uin взять Uin/2 (имеем делитель из двух конденсаторов), то что брать в качестве D - 1 или 0,5?
И что брать в качестве B - Bmax (0,2 Тл) или delta_B (0,2 * 2 = 0,4 Тл)
Подскажите плиз, а то я запутался.

Из-за "коэффициента заполнения" тут, наверное, вся путаница. Нужно просто иметь в виду, что к первичной полуобмотке пуш-пулла прикладывается напряжение питания. (Один полупериод - к одной, второй полупериод - к другой). К первичке полумоста же всегда прикладывается половина напряжения питания, как Вы сами видите. В итоге разница в витках в 4 раза.
Вот Гугл помог найти методичку. Может, пригодится...

Единая формула для расчета витков:
w= 10U/4Bsf , где
w= витки
U- напряжение , вольты
B -индукция, тесла
s -сечение сердечника, см.кв.
f- частота, килогерцы.
Формула верна для меандра. Если есть коэффициент заполнения, то витки соответственно уменьшаются.
В полумостовой схеме нужно учесть, что напряжение на первичной обмотке равно половине напряжения источника пртания, а ток удвоен.
В двухтактной (пушпульной) схеме расчетное количество витков должна иметь каждая половинка обмотки, а эффективный ток равен половине общего.
В полной мостовой схеме напряжение первички равно напряжению источника и ток в ней полный расчетный.

Согласен полностью с Herz и Microwatt, итого формула для рассчёта кол-ва витков первичной обмотки в полумостовой схеме:
W=U/8fBS, где U=Uвх, т.е. для сетевого принять 310 Вольт, f - частота в Герцах, B=Bдоп (обычно половина от Bmax), S - сечение в кв. метрах (т.е. всё в системе Си).

Система Си - отличная система, но в кв метрах сечение и частоту в герцах считать неудобно. Потому, попробуйте, как я привел, сравните. Зачем 4 заменять на 8 тоже не совсем понятно. тогда нужно иметь отдельную шаманскую формулу для каждой топологии? Не проще ли для полумоста взять половинное напряжение, как оно и есть на самом деле? Кстати, оно будет не 310 и не 155вольт. Аплитуда выпрямленного напряжения на холостом ходу может быть порядка 350 вольт (250х1.41), для расчета полумоста нужно брать 175. (Хотя, я более 335 в своих разработках живьем не видел, но бывают кратковременные броски).
Bmax - полная индукция, не половина! Обычно, многие ферриты хорошо работают при 0.25Тл. Потому, 4В превращаются в единицу, что еще упрощает формулу.
Если Вы рассчитываете ОДНОТАКТНЫЙ трансформатор, то там действительно индукция берется половинная или по кривой частной петли перемагничивания.

ИМХО, нельзя использовать в расчётах Bmax, чтобы гарантированно не вогнать сердечник в насыщение, работать на краю характеристики - что ходить по лезвию бритвы. Я обычно при расчёте полумоста беру В=0.2.

n = (U*∆t)/(S*∆B )
микросекунды 10^-6
миллиметры квадратные тоже 10^-6
вполне себе удобно сокращаются эти степеня.

∆B - изменение индукции при приложенном напряжении для n витков за время ∆t.

Где dt=T*Кзап(т.е. теоретический максимум 0.5T), dB=2B в случае двухтактной топологии, вот и получаем:
n=Umax/(4fBS)

так я не спорю.
просто когда на бумажке считаешь, проще помнить одну формулу на все варианты топологий и без коэффициентов типа 4....8...10 и т.п.

Хм... а что в расчете моста можно брать 0.4?
Индукция насыщения у большинства ферритов 0.35-0.4Тл.
Потому, 0.25Тл - вполне щадящий режим.
0.2-0.1Тл применяют на очень высоких 200-500кГц частотах чтобы уменьшить потери в сердечнике по теплу, а не из-за опаски вогнать в насыщение. На более низких частотах недоиспользование сердечника по индукции приведет к большему расходу меди и потерям в ней.
Индукция насыщения относительно легко измеряется. Достаточно на феррите намотать по десятку витков и включить в схему автогенератора (ройера). По частоте легко определить индукцию из обсуждаемой формулы.

Хм... а что в расчете моста можно брать 0.4?


Конечно же, я имел ввиду двухтактеры, просто полумост мне ближе из-за разработанного мной метода естественного ограничения тока при этой топологии. Обсуждения этого были на форуме, но похоже, никто так и не проверил такой метод, а зря.

Для двухтактников максимально возможный коэффициент заполнения разве не единица?
С дельтой В тоже не совсем ясно, амплитудное значение индукции в однотактниках и двухтактниках одинаковое, с той разницей что в двухтактнике используется ещё и отрицательное значение индукции. Не уверен что при этом её надо умножать на два.
При достаточной паузе между ипульсами трансформатор для двухтактника можно рассматривать как однотактный.

Большое всем спасибо за развернутые пояснения!

Для двухтактников максимально возможный коэффициент заполнения разве не единица?
Ответ: нет.

Не уверен что при этом её надо умножать на два.
Ответ: я уверен.

При достаточной паузе между ипульсами трансформатор для двухтактника можно рассматривать как однотактный.
Просьба: объясните, с какого это перепугу?

C дельтой B все очень понятно. Для подавляющего большинства однотактов при одностороннем намагничивании ∆B нужно брать максимум 0,3 Тесла.
Для двухтактников ∆B можно брать 0,6 Тесла (про ферриты речь).
есть продвинутые однотактники у которых в фазе рекуперации индукцию сердечника заворачивают в обратную сторону с помощью примочек , там ∆B можно брать более чем 0,3 Тесла. Но в таких схемах обязательно должны присутсвовать элементы контроля индукции наподобии "дырки Гиратора" или нашлепки. Все связаноо на экономию меди и снижения в ней потерь.

Не только понятно, но и, на мой взгляд, наиболее верно. Собственно для расчета витков в топике расписывается только одна и та же формула. Смотрим, как изменяется индукция ("ползает по петле") для интересующей схемы и подставляем в формулу.

Мне бы вашу уверенность.
За время паузы между разнополярными импульсами сердечник трансформатора успевает размагнититься, так что ему абсолютно всё равно, какой полярности придёт следующий импульс.Т.е. трансформатор работает как однотактный .
И именно поэтому дельту В умножать на два кмк не совсем верно для всех значений коэффициентов заполнения.
По поводу коэфф-та заполнения ксати.
D=(t1+t2)/Т
Нет перерыва в подаче энергии, так что всё таки максимальный D=1.
Для однотактника согласен, будет 0.5

Вы ошибаетесь , для тех двухтактников у кого дроссель после выпрямителя, во время паузы сердечник не размагничивается и индукция стоит на месте - не меняется.
В тех двухтакниках, где дросселя нет (нерегулируемых) - может происходить частичная рекуперация во время паузы, но при этом за счет самоиндукции вы видите на обмотке просто меандр, несмотря на то что ключи работают с "паузой".
Вообще понятие паузы можно не учитывать , а максимальное ∆t брать равным половине периода как наиболее тяжелый случай по индукции ∆B для двухтактников.

..Несколько месяцев назад, считал сетевой полумост, примерно, на 200 W. Он проходит сейчас последние формальности перед запуском в производство.

..Для расчета схемы, набрал кучу информации и различных методик, не выделяя, особо, трансформатор. Ну, и припомнил, кое-что.. В результате, расчет скомпилировался и состоялся.
..Так вот, при расчете транса, после выбора сердечника, главным было, чтобы, при максиальной ширине импульса, пилообразный ток в первичке не превысил 10 % от максимального (при полной нагрузке). Максимальный по нагрузке был 2А, то есть, «пила» не должна превысить 0,2А. Собственно, требование к минимальной индуктивности первичной обмотки, при нижнем допуске параметров сердечника.

..Потом оказалось, что, при одной и той же обмотке, 7 сердечников из 10, показали параметры нормальные, то есть, средние расчетные, 2 сердечника - на грани нижнего допуска, и один – очень хорошие параметры, выше верхнего допуска, при расчете.

..Второй заботой было впихнуть обмотки в каркас, причем так, чтобы выводы расположились удобно для печати, и соблюдены были еще различные требования..

Вот. А вы говорите – формула..
Все считается комплексно и рассматривается в целом..

P.S. ..Не меньшей заботой (чем трансформатор) был расчет дросселя (в выпрямителе на вторичной стороне), точней, двух дросселей, поскольку выходных обмоток и нагрузок – две, и обе нагрузки могут изменяться в широком диапазоне..
..Вообще, сама проблема стабилизации выходного напряжения в ИБП, когда таких напряжений – два, гораздо интересней, чем вопрос, сколько витков у первичной обмотки..

Индукция не может стоять на месте, иначе как у нас передаётся энергия с первички во вторичку? ))
Строго говоря размагничивается сердечник конечно не до нуля.

в момент паузы энергия не передается обычно и если напряжение на обмотках при этом равна нулю - индукция стоит на месте.

По поводу коэфф-та заполнения ксати.
D=(t1+t2)/Т
Нет перерыва в подаче энергии, так что всё таки максимальный D=1.

В двухтактных схемах за полпериода индукция меняется от -В до +В, поэтому при расчётах применяют Кзап=0.5. Если Вы хотите поставить Кзап=1, то будьте любезны учесть, что за полный цикл индукция изменится от -В до +В, а затем от +В до -В, то есть размах индукции подставляйте 4В. Это получается через одно место (пятую точку) и так никто не считает при расчёте трансформатора.

так это три или четыре стороны одной медали...
То, о чем Вы упомянули вначале (10%) - ток холостого хода трансформатора, ток намагничивания. Он напрямую зависит от индуктивности первичной обмотки. В двухтактной схеме это особого значения не имеет, поскольку идет симметричное перемагничивание и энергия не теряется, просто немного увеличивается ток ключа. В однотактной схеме ток намагничивания - вредная составляющая. Часто его приходится гасить в снаббере. Потому, для однотактной схемы чаще чем меньше ток намагничивания, тем лучше.
Однако, бОльшая индуктивность - больше витков, растут потери в меди. Действительно, тут нужно смотреть сразу на все и выбирать оптимум.
А формула только гарантирует , что при полученных витках сердечник не войдет в насыщение. или индукция будет не выше заданной. Хотите уменьшить ток намагничивания (холостого хода) - уменьшайте индукцию. Получите то же увеличение витков.
Индуктивность первички спокойно колеблется на 20% - такова точность изготовления сердечника по геометрии и начальной проницаемости. Но если ток намагничивания 10% от рабочего, то добавить к этому еще 20% - не особо заметно. Это даст не 10, а 12%. 2-3% вполне приемлемо для практики.

..Собственно, я сказал, что нет никакого резона упираться в одну формулу..
Расчет ИБП, тем более, для производства – вещь комплексная, приходится решать много вопросов. Если по каждому из них проводить диссертационное исследование..

..Сейчас, даже не скажу, какое значение В я выбрал.. И какое этому обоснование..
Из разных методик, хорошо видно, что «формула» в основе их одна, видоизмененная разными авторами.
Достаточно выбрать конкретную частоту и сердечник. Для этого, опять же, не стоит проводить длительных исследований, вполне достаточно оценочных расчетов и информации о прототипах – уже созданных кем-то, рабочих блоках..
Можно сверить, какую индукцию, в аналогичных случаях, берут в разных источниках-методиках.. И взять такую же.

..А вот своей головой думать надо.
Например, многие методики берут за основу входные 220 вольт. Когда, на сетевое напряжение есть допуск.. У выпрямленного напряжения будет еще пульсация, зависящая от емкости электролита, от разброса его параметров и степени «высохшести». ИБП должен отрабатывать и пульсацию, то есть, наименьшее входное напряжение, чего, почему-то, я не увидел, ни в одной из «скачанных» методик. Их авторы, вероятно, живут в идеальном мире..

..Умение не делать ненужных расчетов, но, сделать только необходимые; не вдаваться в излишние подробности, однако, не упустить моменты существенные – вот задача главная, при проектировании.
Знать «почему» - вовсе не обязательно, важней, понять, «как» и «что с этим делать»..



..Ну, как это «не имеет», ничего себе..
Даже для силовых трансформаторов 50 Гц – вполне себе имеет.. Это качество трансформатора..
А уж для импульсных..

..В том проекте, который упомянул, это, как раз и было важно. Две первичные полуобмотки (одна, конечно, но, из двух слоев), при известном токе и, соответственно, диаметре провода, надо же, как-то, втиснуть, в типовой каркас.. да и так, чтобы "ток подмагничивания" не составил 40-50% от рабочего..

Отлично, главное чтобы результат был правильный, однако я нигде не видел что надо считать ИМЕННО так.
А тогда как будет выглядеть вот эта формула n = (U*Кзап*Т)/(S*∆B ) для однотактного прямоходовика?

А тогда как будет выглядеть вот эта формула n = (U*Кзап*Т)/(S*∆B ) для однотактного прямоходовика?

dB=Bm - Br, если сердечник берёте без зазора. Коллеги, если не так - поправьте.

А почему здесь тогда не умножаем на два? За период происходит намагничивание до Bm и спад до Вr.
Кстати в случае двухтактника мы Вr не учитывали.

2 SergCh
Почитайте литературу, ну хотя бы Семёнова "Силовая электроника. От простого к сложному". Там всё это описано, с примерами конструкций. Без обиды, мне пора с работы сваливать (извиняюсь за Offtop).

В разной литературе разные множители. От сюда и вопрос.

В двухтактнике от Вm до Вm перемагничивается, в том-то и весь фокус роста мощности более, чем в два раза по сравнению с однотактним Вm- Вr.

..Зря, наверное, тему перенесли в «компоненты..»

Имп. тр-р, конечно, компонент.. Однако, даже для двухтактного ИБП, не говоря о флае, лучше его считать индивидуально, «под схему», конкретные задачи и возможности.

..Я видел попытки некоторых фирм дать унифицированную линейку тр-ров. Но, воспользоваться, пока не пришлось. И вряд ли таких счастливцев много.

Имеется ввиду потерь в сердечнике?

Мощности ,но и потерь в сердечнике кстати тоже.

А вопрос был не к Вам, поскольку:

Заодно бы просветили, куда идет энергия и сколько из этих процентов приходится на геометрию.

не знаю может это не по теме но вот прога для расчета ИБП с любой конфигурацией

Может пригодиться. Но лучше считать (перепроверяться хотя бы) по приведенной выше: n = (U*∆t)/(S*∆B ). Это как закон Ома для магнитопровода. Еще можно расширить: Ф = U*∆T = L*∆I = ∆B*S*n

Еще можно расширить: Ф = U*∆T = L*∆I = ∆B*S*n

По - моему, если совсем правильно по терминологии, то Ф=dB*S, а dB*S*n это потокосцепление.

Да, нужно записать: ψ = U*dT = L*dI = dB*S*n