Нужно применить. Для уменьшения габаритов, технологичности.
85-265VAC --> 12VDC, 2-10W, 2000VAC изоляция)
Вопросы.
Можно ли применить обратноходовой. Возможно ли установить накопительный дроссель параллельно выходной обмотке чтобы уйти от зазора. Или лучше перейти на прямоход. Потянет ли прямоход диапазон 85-265. Применим ли в этом случае квазирезонансный контроллер, например UCC28600. Возможны ли другие режимы (active clamp, резонансный, или еще какой?).

Планарные трансформаторы разработаны для низковольтных DC-DC конверторов. В сетевых источниках их не применяют изхза технологических сложностей.
Идея с накопительным дросселем это и есть прямоход.
Диапазон 85-265 прямоход практически не тянет. Существуют, конечно попытки, но придется работать с заполнением более 0.5, а там пролемы дополнительные с размагничиванием трансформатора.
Поскольку Вы с трудом ориентируетесь в проблеме - купите готовый источник, если это часть Вашей работы, а не основная проблема. До самостоятельной разработки дорога достаточно длинная.
В крайнем случае, купите стандартные детали и соберите из апнота что-нить на TNY26X, TNY27X. У PI полно таких примеров. Трансформатор PNY тоже не такой уж дорогой.

Я как раз и не нашел пока примеров применения планаров в сети 220, но очень хочется. Есть ощущение, что если вчера не применяли, то завтра можно будет. А разрабатывать надо сегодня. Или надо было вчера.
Параллельный дроссель - это не прямоход, так как диод не так работает.
Это часть работы. Естественно, всегда, и в другой части работы ориентируюсь с трудом. За что и зарплату получаю.
Надеюсь на новые идеи.
С PI работаем тоже. Он тоже не отпадает. Пока в опытных целях думаю применить контроллер отдельный.
PS: кстати, прочитал, что в сварке применяют планары. Но это большие . А тут надо весь AC-DC впихнуть в кейс трансформаторный. Можно назвать это HVDC-DC модуль. Их тоже видно.

Ссылку в студию, если не затруднит.
Информация достаточно интересна.

Сам сварочник я не видел, только упоминания. Например,
http://www.paytongroup.com
http://www.power-e.ru/2005_02_4.php
Вот еще
http://ferrite.com.ua/doc/Planar_transformer_design.pdf
http://www.chip-news.ru/archive/chipnews/2.../Article_03.pdf
В последней ссылке применен active clamp. Но непонятно какое напряжение. Что-то не видно, что выше телекомовского их применяют.
***
В общем, я слегка извиняюсь, но почему-то не нашел этой темы раньше http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=20256
Но почему все ссылки старые находятся только. Засекретили их, что ли?

Так Вы этот хотя бы пример смотрели, вникли?
Все это трансформаторы для телекоммуникационных систем с шиной 48 вольт. У них 1-6 витков и индуктивность первички 20-100мкГн. Не скоро планары появятся в сетевых источниках, если точнее - никогда. Вы напечатайте обмотку в 100 витков на 3мм пространстве, попробуйте без каркаса выдержать строгие нормы по электроизоляции. Тогда понятнее будет.
Если бы все так просто решалось планарами, их бы уже китайские товарищи пекли миллиардами в каждой деревне. Кому ж охота искать провода разных диаметров, мотать, чистить, лудить...? Да, "мерседес", безусловно, неплохой автомобиль, но пахать поля или укатывать асфальт на нем очень несподручно.

Для Вашего 10-ватника нужна индуктивность обмотки 2-4мГн. Рассматривать тут что-то кроме простейшего флая, другую топологию, просто нет смысла. Любое другое решение будет стоить в разы дороже и заведомо хуже по параметрам. Это можно с 50-150 ватт начать обсуждать.

Индуктивности (накопительной) хватит в 500 мкГ. А индуктивность без зазора какая получится. Лишь бы в индукцию уложиться. Контроллер должен позволять короткие импульсы, от 100 us. Я расчитываю примерно на 30-50 витков первички. Если взять две платы по 6 слоев, то по 5-6 витков на слой должно хватить для первички. Две платы вдобавок дадут зазор между первичкой и вторичкой. Взять надо два Е-феррита, в который как раз влезут эти две платы. То есть, в первом приближении, влезаем. Остается найти подходящую схему. Как раз, active clamp подходит, но я не нашел примеров на более высокое напряжение. А вроде, обычный прямоход. Пока план такой, чтобы поместить одинаковые 'обмотки' по 6-8 слоев и потренироваться на имеющемся обратноходовом. Кстати, обнаружил еще пример http://www.vishay.com/docs/59054/plac.pdf - правда, опять низковольтный.

Если есть возможность, рекомендую бросить это дело.
Есть риск ничего путного не родить...
В качестве примера.
В японских частотных инверторах от OMRON в качестве источника собственных нужд стоит обратноход.
Число вторичных обмоток - очень большое.
Так вот. Трансформатор там обыкновенный. За 10 лет общения с ними (с разными моделями) ни одного выхода из строя.
В частотнике Control Techniques - как раз стоит планарный транс в этом месте.
И это основная причина выходов из строя этих частотников.
Так же страдают этим частотники от Lenze.
У SIEMENS-а аналогичное решение на планарном трансе, но там, однако, все работает...
Я для себя сделал вывод.
Планарный транс - вещь хорошая, но больно мудреная и для массового производства.
И не у каждой даже уважаемой конторы все получается.
Видимо, там есть свои хитрости, которым можно посвятить все оставшуюся жизнь.
Но можно и угадать...
Вам решать. Есть в этом коммерческий смысл или нет...
Мое скромное мнение в верху.

А есть ли статистика отказов? Действительно ли трансформатор может быть прямой (сам выгорает) или косвеной (особенности режима схемы) причиной отказов?

Особой статистики нет, но...
За 8 лет на моих глазах вышло из строя 3 частотника Commander от Control Techniques разработки середины 90-х.
Причина одна и та же - выход из строя источника собственных нужд.
Топология - многовыходной обратноход, работающий от DC BUS инвертора.
После аварии ремонту не подлежит.
Выгорает практически все, включая ПП.
Предполагаемая причина - пробой по пыли в планарном трансе, выполненном из множества плат. Между платами-обмотками.
Аналогичный девайс от SIEMENS имеет на борту планарный транс с вакуумной заливкой.
Топология та же. Чего внутри транса - не знаю. Разобрать этот монолит невозможно.
Внешне выглядит как простой кубик. Из строя не выходит.Ну, и более грамотную компоновку питания.
Японцы OMRON и Mitsubishi Electric - те вообще с этим не заморачиваются.
Их обратноход точно такой же, только транс обыкновенный.
Обмотки, питающие "мозги", выполнены длинными и припаяны прямо к участку платы с этими самыми "мозгами".
Обмотки, питающие верхние и нижние ключи, заведены прямо на ноги бобины.
Из строя не выходит.

Спасибо, неопределенности стало еще больше.

Вашему энтузиазму можно только позавидовать.
Но в цитате выдержки, несколько упорядоченные мною. Это ведь по сути доводы против планарного трансформатора?
500мкГн явно мало, индукцию при индуктивности "какая получится" Вы приемлемую не сделаете, 100мкс это не 100нс, 100нс - не импульс, а фронт, активный клампер - разберитесь куда и зачем
И я, и Прохожий настоятельно рекомендуем Вам выбросить эту затею, пока она не зашла в стадию материальных затрат. Получите хоть какой-то опыт на классических схемах и Вы сами придете быстро к такому же выводу.

Естественно, 100нс (100мкс - опечатка). Это проработка и пока нет материальных затрат, кроме времени. Активный клампер применял в низковольтном устройстве, так что знаю, о чем говорю. Нужно еще изучить что могут гарантировать производители ППМ про электрическую изоляцию между слоями и на торцах. А короткий импульс нужен из-за малого числа витков. Правда, ток будет больше в импульсе и скорости изменения напряжения и тока. Но комплектация улучшилась. Применение Infineonовских высоковольтных MOSFETов оптимизм вселяет, что можно получить результат. Индуктивность без зазора действительно не важна. Она всегда гораздо больше из-за необходимости ограничить индукцию. Поэтому вначале я и спросил про опыт применения феррита без зазора в обратноходовых.

Такого не бывает. В принципе.
Но есть материалы с распределенным зазором.
Может Вы их имеете в виду?

С распределенным зазором применял сендастовые кольца с проницаемостью 125. Работало нормально, но на кольцах нетехнологично, хотя терпимо - первичка в один слой, а вторичка триплексом.
Я как раз имею ввиду феррит без зазора. В конце концов, индукция сама по-себе и не зависит от зазора, а индуктивность определяется зазором. Как можно скорее (до понедельника не смогу) попробую проверить это. Именно запараллелить индуктивность ко вторичке обратнохода, предварительно убрав из него зазор. Тогда у транса индуктивности вырастут в разы, а при подключении дополнительной катушки опять вернутся к прежним.

Хех... уметь пробить стенку лбом - ценное качество. Только не надо же пробивать ее в соседнюю камеру...
Скорей уж пробуйте - быстее бросите эту затею.

..Еще, можно последовательно с первичкой индуктивность включить. Зазор уменьшит индуктивность, а при подключении дополнительной катушки, все вернется к прежнему..

возможен и пробой по текстолиту в процессе его старения, а в данном случае это старение будет быстро идти, т.к. обмотки греются.
не, опасно с сетью работать на планарном трансе

Да, это я понял, что нужно контролировать перегрев и узнать на что способны многослойные ППМ.



Если последовательно включить, будет другая схема. В случае, если индуктивности рассеяния не хватает. В тех же active clamp добавляют.
А параллелить - это действовать как по эквивалентной схеме. Большая часть энергии будет запасаться в индукторе, а не в трансформаторе. Интересно, где лучше будет параллелить по первичке или по вторичке? Пока думаю по вторичке - меньше витков хотя бы.


Тут кругом камеры. Куда денешься из подводной лодки. Попробую в понедельник.

Потренируйтесь сначала на кошках (к/ф "Операция Ы"), в смысле сделайте симуляцию. Большая часть идей отпадет без лишних вопросов.

Ощущаю 'агрессивный отпор'.
Симуляция в SPICE как раз ничего плохого не дает. Практический опыт не просимулируешь.
И зачем, интересно, 'большая часть идей' должна отпадать.
Доживем до понедельника.

Знаю один "книжный" пример планарного транса для преобразователя 300 .. 450В в 5В/150Вт
Но во-первых там очень непростая схема (несимметринчый полумост с интегрированным магнитным элементом), во-вторых один виток вторички, а первичка все равно намотана проводом (13витков).
В приватных беседах по поводу планарных трансов было сказано, что много проблем с помехоэмиссией, обычные трансы дают меньше проблем.
Планарный транс требует, чтоб ПП размещалась на сердечнике как можно дальше от зазора.
Есть схема обратноходового с активным клампом и там, в теории, можно использовать беззазорный трансформатор, но перенапряжение на ключе вычисляют по формуле Uвх/(1-D), внимательно смотрите на перенапряжения на ключах.
Так что тоже не советую.


UPD Правлю оЧепятки и Ашибки, по мере выялвения.

..Надеялся, что нарочитая абсурдность моего текста подвигнет вас критически взглянуть на свой.
..Не угадал..

Посмотрел что получается без зазора. Взял обратноходовой на UCC28600, нагрузил на 2W. Записал осциллограммы со вторички. (первый bmp). Потом поменял половинку спиленного сердечника на без зазора (второй bmp -получился квазирезонансный режим). А потом подключил параллельно вторичке дроссель на 33/44 uH (третий bmp). И еще, записал сигнал на осциллограф и совместил их (в excel) чтобы легче сравнивать (две картинки jpg). Выводы такие, что это довольно терпимо. Видно, что без зазора с дросселем быстрее затухают свободные колебания (потери немножко больше). Но существенных отличий нет. Конечно, лучше, если зазор сделать в одном феррите, чем еще большой дроссель лепить, хоть он и низковольтный, но посмотрим, что получится лучше именно в плоском сердечнике.

Вы еще никак не прочувствовали, что меж цифирьками формул, кривульками моделей и реальными осциллограммами - дистанция огромного размера!
Кроме того, Вы никак не хотите дать серьезное обоснование (это Вам необходимо, не другим) зачем нужен именно планарный трансформатор? Просто "хочу планарный" и все тут?
Невооруженным же глазом видно, что он проигрывает в Вашем конкретном применении традиционному Ш-образному абсолютно по всем статьям. И по габаритам, и по стоимости, и по надежности. Так же, как проигрывает на 10 ваттах прямоход флаю, как ты его хорошо ни проектируй.... А при 150 ваттах - ровно наоборот, и это ничей не каприз, это реальность, многократно проверенная практикой.
Если бы вся радость в жизни была от планарных трансформаторов, кто бы продолжал выпускать и успешно применять огромную номенклатуру других магнитопроводов? Область применения ELP - шина напряжения 48 вольт, не выше.

..Если бы это было действительно так, ничего спроектировать было бы нельзя..

Это реальные осциллограммы. Правда, не с планарного транса. Просто, хотел посмотреть работает ли это (флай без зазора) чтобы знать свободу выбора. Работает. Пойдем дальше. Можно или нельзя - проверим практикой. На это потрачу побольше времени. Если не забуду, отпишусь. Постараюсь не забыть. Особенно, если не получится в этот цикл. В конце концов планарный победит, как SMD победил TH из-за технологичности.
Сейчас как раз на ELP18 и буду пробовать. Почему-то у меня нет состояния безысходности, хотя импульсными источниками занимаюсь около 25 лет. Все когда-то происходит в первый раз. А каждые два-три года нужно делать себе перезагрузку.

реальные дроссели имеют ненулевое сопротивление . при работе параллельно с вторичкой беззазорного транса флая , это сопротивление дает падение напряжения (из-за тока через выпрямительный диод в нагрузку) и перекос вольтсекунд во вторичке . Сердечник без зазора при этом имеет все шансы впасть в насыщение. Поэтому работа флая с дросселем во вторичке - чревата.

Да не, я понял, что Вы ерничаете. Но не реагировал, чтобы не отвлекаться. Но эмоции только положительные. К своему тексту отношусь не то, что критично. Я же не утверждаю ничего, а пытаюсь расширить кругозор, чтобы затем его опять сузить в 'точку зрения'.


Спасибо, буду отслеживать. Пока предполагаю, что если контроллер квазирезонансный, то он всегда дождется окончания обратного хода.
***
Есть еще один вопрос. Допустим, я все-таки делаю с зазором и что лучше сделать с тем слоем, что в него 'свистит'? Либо оставить там усиленную изоляцию между первичкой и вторичкой, либо использовать его как экран (заземлить)?

Это Вам так кажется, что дождавшись обратного хода имеется сигнал якобы о том, что сердечник транса "размагнитился". А на самом деле падение напряжения на вторичке , в отличие от классического обратнохода, будет вызвано выравниванием тока дросселя и тока намагничивания беззазорного феррита, протекающего во вторичке.
То есть, (на пальцах) - напруга падает и диод выпрямительный закрывается , а намагничивание беззазорного транса ненулевое (иногда и близкое к насыщению).

Мне это пока трудно понять, надо 'провентилировать' вопрос. Остаточная индукция ведь всегда 'остается' в несимметричной схеме. Чем это отличается от феррита с зазором? Если это так (попробую просимулировать), то схема обрастает разделительной емкостью.
***
Пока что ничего хорошего (в модели флая). Для запараллеливания межобмоточная связь у трансформатора должна быть побольше, чем у транса с зазором.

Вроде бы под гримом реальных осциллограмм явно просматриваются уши МикроКапа.
Знаете, велосипеды изобретать и я пробовал. Всех ведь периодически посещают гениальные идеи. Заменить один диод в прямоходе конденсатором или дроссель впараллель. Так хорошо в модели все работало...
Даже до паяльника дошло, но тут-то все и открылось.
Комбинация из трех пальцев - дросселя, диода и ключа - уже пробована-перепробована. Их оказалось всего четыре - буст, бакбуст, чоппер и примкнувший к ним SEPIC Все остальное - мелодии из этих нот. Больше с клнца 70гг ничего нет и, похоже, не предвидится.

вот что я смоделил. С чего бы индукции расти (красный график) ? А ведь "якобы размагничивание" налицо.
Насчет межобмоточной связи - это не панацея, в моей модели связь в трансе =1.

Это действительно реальные осциллограммы с реального флая. Осциллограф RIGOL, запись wfm на флешку, затем перевод в текст и дальше построение графика в excel. А картинки - прямо с Ригола.
Микрокапом не пользуюсь, так как раньше применял Оркад. (Предыдущий пост может поменять мое отношение).
В реальности как раз работает в первом приближении, что и видно по осциллограммам.
А в модели я играюсь параметрами и вижу, что нужна хорошая (0.999) связь. 0.99 значительно хуже. Ничего необычного здесь нет . Продолжаем работать.
Если считать типы схемы, так их всего две - понижающий и повышающий. Остальное - обвес. В том числе и с развязкой.
Изобретений не надо, надо попроще.
Конечная (промежуточная устойчивая) цель - на плате феррит и обвес. Все это DC-DC c входом до 370VDC. Размеры платы маленькие, на панели помещается несколько десятков плат. Монтаж полностью автоматический. Вроде все понятно.


Это для меня новенькое. Пожалуйста, объясните, в чем Вы работаете. Если это Микрокап, то мне он тоже нужен.

..Я не понимаю вашу идею с параллельным дросселем.

..Допустим, взяли сердечник без зазора и выбрали такие параметры первичной обмотки, чтобы, во время прямого хода сердечник не входил в насыщение. То есть, сравнительно малый ток.

..Допустим, параллельно первичной обмотке подключили дроссель.
По окончанию прямого хода, ток из первичной обмотки перебросится во вторичную, с коэффициентом трансформации. Поскольку, эти обмотки находятся на одном сердечнике и связаны посредством него.

..А куда денется ток из дросселя? По какой цепи он замкнется?
На первичной обмотке будет отраженное напряжение, во время обратного хода.
Что ли, через первичную обмотку ток дросселя потечет..? Или сразу окажется во вторичной, но, каким образом, дроссель же вне сердечника..

..А если даже каким-то чудом ток дросселя окажется во вторичке, это будет означать, что большой, незапланированный для сердечника без зазора ток, создаст насыщение сердечника..

..Странно все это..

..Моделировать недосуг, а если вы уже моделировали, прокомментируйте результаты, принцип действия.

Это не Микрокап. Это SIMetrix/SIMPLIS. у меня бесплатная ограниченная версия, нельзя большую схему сделать, но для подобных случаев подходит. Удобен выбор сердечников для моделирования схем с нелинейными ферромагнетиками. Недостаток - не моделирует гистерезис. Вот Микрокап и гистерезис может моделировать, но в частных петлях он это делает с большой погрешностью.

Спасибо, я забыл, что индукцию тоже можно посмотреть в модели. Я ее мысленно допредставлял исходя из вольт-секунд.



..Это не идея, а что-то () в голову стукнуло. Во флае индуктор объединен с трансформатором - жалко уходить от этого, лучше пробовать прямоход, но хотел проверить. В первом приближении работает, но как часто бывает, все это может пройти.
..Сердечник и витки для любого трансформатора берем исходя из вольт-секунд (для учета индукции). И во флае и в прямоходе витки одинаковы для достижения той же самой индукции. UT=BSn. А ток во флае быстрее нарастает из-за меньшей индуктивности. UT=LI. Это идеально, без учета неприятностей.
..Ток из дросселя вначале пойдет на снаббер, но очень быстро найдет нагрузку на выходе трансформатора. Чем лучше связь, тем быстрее.
..Трансформатор в этом случае работает как трансформатор, а не дроссель - токи создают взаимокомпенсирующие магнитные потоки.
..Моделька простая (на рисунке) пока.

..Спасибо.

Вот этот момент, как раз, выпадал из моего восприятия.
..Однако, все равно, источник тока (дроссель), коммутируемый на трансформатор – вещь вполне сомнительная..
Пресловутая индуктивность рассеяния должна быть очень мала, то есть, высокий коэффициент связи. Даже не знаю, как насчет 0,999 в реале..

Это один из вариантов. Придется что-то сделать и оценить.

Вы пытаетесь сделать что-то вроде SEPIC c гальваноразвязкой.
Вот , кладу в запечатанный конверт:
(( Совсем нет жизни из-за этих индуктивностей рассеивания !! Жаль, если бы не это, схема могла получиться такая хорошая)).
Когла включите, поиграетесь с реальной схемой, можете вскрыть и прочитать в утешение. Всем хотелось и постоянно хочется каких-то особенных, хороших схем.

А мне почему-то хочется не схем, а денег в сочетании с развитием ранее начатой тематики.
На пути разработки планарных трансформаторов и самолепных схемных решений я почему-то этого не вижу...

Обращаясь к автору темы.
А Вы патентный обзор делали?
Хотя бы по Пендостанским закромам?

Хорошо, я отпишусь. Общение было полезным.


Нет, пока читал только популярные статьи. Патенты уже начинаю искать. Вы в нужный момент про них напомнили. Может, найдутся какие детали. А я думал, что раз ферриты есть, то и примеров реализации удастся найти.

..Сколько людей, столько и мнений (подходов, взглядов).
Акцентировать внимание на вольт-секундном балансе мне бы и в голову не пришло. Как и на законе Ома, при расчете схемы.

..Расчет трансформатора для флая займет у меня около трех часов, примерно. И главным в этом расчете будет вовсе не вольт-секундный баланс, и не оценка зазора, но, скорее, конструктивные особенности – запихать медь в заданный (выбранный) объем и как удобней для печати расположить выводы.

Это я извиняюсь, тогда не понял последовательности вопросов, сейчас перечитал - все логично и мой абзац был лишним.

Вот Вам в помощь.
Узнаете для себя очень много неожиданного.

<все взято в трубы, перекрыты краны..>
Спасибо Всем. Беру паузу.

В соседней ветке ( http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=81634 ) обсуждался вопрос и даже кто то из участников делал сетевой транс, пообщайтесь с ним.