Всем привет,

я, как всегда о своих баранах...

Хочется поставить два торроидальных трансформатора (феррит диаметром 110мм), так, чтобы повышать с 17V(RMS)->11kV(RMS).

То есть первый повышает с 17V до 430V, а второй уже до 11kV (здесь и далее только RMS).

Почему так хитро:

1. нужна приемлимая мощность при маленьких габаритах, а именно постоянно надо иметь 500Ватт, но в пике (1мс) до 5кВатт,
2. нагрузка очень не равномерная, то ее нет (50-70% времени), то она пилообразно падает с 0.5А до 1мА, поэтому, зная сопротивление нагрузки, я буду подстраивать частоту, успешный опыт работы на одном трансформаторе 17V->2kV с аналогичной нагрузкой имеется, но вот в нем у меня было три слоя на вторичке (2000 витков), а тут думаю, надо в один слой мотать вторичку у второго трансформатора на 600 витков,
3. нужна оптимизация по весу, почти обязательно, чтобы система была не большая, до 25см длина, ширина, высота и весила не более 5 кг,
4. трансформаторное масло не подойдет, так как ожидаются большие перепады температур так как планируется эксплуатация от северного Урала, до южного Казахстана, и, до 5g ускорения,
5. есть положительный опыт работы с одним таким трансформатором и самопально написанная и успешно работающая система автоподстройки частоты в зависимости от нагрузки,
6. есть надежда, что после первого не сильно высоковольтного трансформатора, выход будет очень гладким и синусоидальным, и на моих 50кГц не пробъет второй трансформатор,
7. система должна работать на как можно максимально высокой частоте, система накачки может генерить частоту вплоть до 30мГц, но, как показывает опыт, оптимум, (в зависимости от нагрузки) находится в диапазоне от 30 до 60кГц для этого феррита.

Теперь после всего вышесказанного, очень прошу Вас, уважаемые друзья, помочь мне ответить на один вопрос:

Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что если плотность тока по сечению обмоток у трансформаторов будут одинаковы (первичная с первичной, вторичная с фторичной), то максимум КПД у обоих трансформаторов в зависимости от частоты и нагрузки будут тоже одинаковы?

Спасибо!

ИИВ

с одной стороны, при неучете тока ХХ и паразитных емкостей , и при условии одинакового заполнения окна медью, все сходится , потери в ферритах одинаковы. Плотность тока одинакова- потери в меди одинаковы. Кпд одинаков ( а не только максимум)

с другой стороны, надо учесть реактивные токи, особенно ток высоковольтного обмотки второго транса на паразитной емкости этой обмотки. Он не будет пренебрежимо мал, а скорее всего будет больше рабочего тока. Поэтому КПД будет разн.

Я все же не совсем понял смысл второго транса - разве что не превысить тысячу витков (первичка вполне ведь может быть одним витком, только аккуратно распределенным).
А откуда берутся входные 17VRMS?
Tay верно сказал про потери на емкостях, их можно прикинуть - емкость высоковольтной обмотки будет никак не меньше сотни пФ, эффективная в 2-3 раза меньше. На 50 кГц это дает 50000*10^-10*11000^2, порядка сотен ватт. Либо эта мощность будет рассеяна, либо ее придется как-то рекуперировать или использовать резонанс. Частота собственного резонанса тут тоже не очень велика - типа нескольких сотен кГц.

Уважаемые Тау и АлексейВ,

большое Вам спасибо за советы и обсуждения!


Причин несколько:
1. иметь несколько витков, вместо одного, есть негативный опыт работы с трансформатором с сердечниками в виде "Е", и с двумя витками первички, КПД был ужасно маленький, (может и не аргумент, а кривые руки),
2. иметь низковольтный транс вдали от высоковольтного, (может и не аргумент а мое лишнее беспокойство),
3. иметь возможность на первом трансформаторе, при необходимости, домотать один виток, или отмотать у первички, тем самым, слегка отъюстировав наблюдаемое выходное напряжение, (очень желательно иметь эту возможность, так как с одним трансом я буду этой возможности полностью лишен, так как его надо хорошо заливать),
4. на входе первого трансформатора стоит схема из Н-моста, которая генерит три состояния (+12,0), (0,0), (0,+12), скорость переключения между этими состояниями составляет 35нс, поэтому, я видел сильные всплески на обмотках с малым числом витков, из-за этого, есть большая опастность пробить изоляцию. Если стоит два транса, то такие всплески хорошо сглаживаются первым, не высоковольтным трансом, у которого изоляция сделана с запасом, а вот второй уже работает на очень хорошом синусе, и вторичка у него не пробивается. Если я ошибся в этом утверждении, поправьте, пожалуйста!


кажется, описался, простите, пожалуйста!!! Должно быть 9VRMS, а если более точно, на клевмы первого транса подаются напряжения: (+12,0), (0,0), (0,+12). На выходе у второго транса в пике на каждой клевме я хочу иметь +15кВ/-15кВ. Всегда мыслил пиковым напряжением, а тут, почему-то решил в РМСы перевести, и с коэффициентом ошибся. Когда писал, думал про питание для системы в 24В, а не 12В, но, технологически, это очень не удобно организовать.



С аналогичным трансом (2000 витков вторичка, 9 витков 4 штуки одинаковых первичек) я получал резонанс в зависимости от нагрузки в диапазоне 30-60кГц. Так как у меня есть самопально сделанная система, которая этот резонанс угадывает, я собираюсь ее тут же применить. Единственно, если это будет два транса, то надо иметь одинаковый резонанс у обоих трансов в выбранном диапазоне. Усредненное КПД на всем диапазоне нагрузок на этом трансе с двумя 4-х ступенчатыми умножителями (в +21кВ и в -21кВ) у меня составило 60%, что, мне кажется, является довольно хорошим результатом.

Не сильно хорошая затея.
Во первых, 11 кВ на 50 кГц это совсем не то, что 2 кВ и необходимо обеспечить хорошую изоляцию с вакуумной пропиткой и соответствующим подбором изоляции (пленка??) и компаунда, да еще с достаточно малыми потерями и эпсилон.
Работать лучше на резонансе. И гораздо эффективнее будет повысить постоянное напряжение до тех же 400В на котором и сделать генератор.

Нет, не руки, просто на Е действительно не получить приемлемой инд. рассеяния при 2-3 витках. А вот на торе можно, но геометрия аккуратная и сложная. Вообще, прочитав Ваши аргументы, я понял, что я погорячился - Ваши аргументы верны и, действительно, достаточны для двух трансов. А есть еще проблемы с конструктивом транса с К=600.

Хорошая развязка - не помешает, и проще разобраться с синфазным током.

наверное, самый основной аргумент, Вы правы

Да и тут, похоже, Вы правы - паразитные высокие резонансы могут локально подбросить напряжение.

не, я не о цифрах, просто хотел узнать тип источника - т.е. просто мост или полумост на ключах, ясно

Ожидаемые цифры, частота примерно обратно пропорциональна числу витков. А Вы не думали в сторону схем Бушеро (так, кажется, называются). Т-образная резонансная схема является источником тока, а еще какая-то, как помню - напряжения.

Уважаемый AlexeyW,

спасибо Вам за интересные советы и комментарии из которых многие вещи постепенно для меня проясняются.

В сторону схем Бушеро смотрел, но, пока не пробовал, реально у меня довольно сложная нагрузка, и зная как я добивался резонанса на всем диапазоне токов нагрузки, пока побоялся идти в ту сторону.

Кстати похоже Вы правы, под рукой были характеристики резонансов с моих двух трансов с 2000 и 1300 витками, и, к сожалению, резонанс на одинаковой нагрузке у того, что 2000 витков, был примерно на 30% выше. Буду думать, похоже мне придется работать на очень низких резонансах (примерно 10-20кГц) что, дополнительно усложняет ситуацию.

Если соберу и заработает, отпишусь - похвалюсь, нет, то, думаю, буду дальше теребить форум.

Спасибо

ИИВ

Вообще, довольно интересно, почему при больших витках частота выше (или геометрия, или, возможно, это другой резонанс - транс может иметь несколько резонансных частот, что-то типа стоячих волн). Или Вы имели в виду добротность, амплитуду резонанса? Тогда в этом есть логика, больше индуктивность и волновое сопротивление контура - больше добротность..

Исходя из последующего вывода о возможной работе на 10-20кГц вместо 50 кГц, банальная описка.

По приколу, у меня тут тоже образовалась очень похожая задача, про трансформатор. Параметры - первичная амплитуда вольт 25-30, вторичная - амплитуда 1 кВ, 10-20 кГц. Как будут мысли и результаты - постараюсь написать, Вы тоже напишите, как там у Вас.

Мощность то какая?

Маленькая, 20 Вт примерно. Трансформатор определяется в данном случае не мощностью, а нужной индуктивностью и пределом насыщения. Кроме того, поскольку тоже важен вопрос корректной передачи сигнала, важны паразитные резонансы.

В продолжении темы, несколько моих комментариев:

1. действительно с числом витков в резонансе - описался, почему-то в эту тему давно не заглядывал.

2. попробовал два тора в каждом по 40 первички и 1200 вторички, потом попробовал первый транс с 4-ырмя перчичками, и одной вторичкой, второй транс одна первичка и одна вторичка, с подбором параметров так, чтобы все было максимально похоже друг на друга - пока не сильно доволен результатом. Происходит неравномерный нагрев, подстройка оптимума КПД плывет ужасно, короче мне пока эта идея перестала нравиться... Реально правда 400Ватт выходной получается на 70мм торах и порядка 120кГц.

3. Недавно факультативно собрал полный мост на 300В, запустил с одним трансом, реально лучше, спасибо gte за идею! Особенно понравилось, что от температуры теперь подстройка частот почти не плывет, а при моих исходных 12В-360В-10КВ уже через минуту работы параметры сильно из-за нагрева плыли. Пока идея с питанием одного транса на 300В только факультативно работает, но, думаю, руководство одобрит, и прибегут правильные люди из соседнего отдела и будут это серьезно разрабатывать, а я только численную часть буду долизывать.

ИМХО, если нужна малая мощь, как у Вас AlexeyW, порядка 20Ватт, то, два транса, возможно, по комплектующим будет самый дешевый вариант.

С уважением

ИИВ

Если Вам так допустимо, то это лучше, чем с 17VRMS. При таком варианте может быть более высокая частота резонанса.
Регулировать выходное напряжение будет удобно изменением напряжения питания (300В).

Если Вы собираетесь работать на резонансе, то обратите внимание на необходимость уменьшения индуктивности рассеяния, которая может не позволить Вам получить требуемую мощность или достаточно низкое выходное сопротивление.

Для уменьшения дрейфа можно использовать современные ферромагнитные материалы, у которых малая зависимость проницаемости от температуры.

P.S. При высоком напряжении более высокая частота повышает требования к изоляции.

По компонентам и габаритам получилось дешевле купить инвентор на 2кВатт, и воткнуть его выход в полный мост - дешего и сердито. Сейчас попробовали играться разными торами, вышли на 700кГц, дальше не было смысла поднимать резонанс, так как умножитель уже не тянет (конденсаторы не успевают перезаряжаться).

gte, еще раз огромное спасибо за идею и советы!

Думаю, что придется опускать частоту.
Вы уже получили 11 кВ RMS на 700 килогерц в реальных габаритах и у Вас ничего не греется и не горит?

P.S. Вы генератором трансформатор в полосе от килогерца до 700 проверяли?

да... только пока было 7кВ RMS, с потреблением порядка 400Ватт. Пока немного греется, но конвекция трансформаторного масла очень большая поэтому это - не проблема.



ага, как раз с тем числом витков (13 первичка и 220 вторичка, тор) как у меня, КПД получался максимальный где-то на 600кГц. КПД мерил по количеству энергии, необходимой для вгона в транс, чтобы на выходе это все через симметричный шестиступенчатый умножитель успешно зарядило кондер на 50кВ до его номинала в 5нФ.


собираюсь это сделать, так как можно и умножитель на больших номиналах собрать, да и витков побольше намотать.

Какие потери получились? Что то у Вас не сходится. Я так понимаю, 7 кВ на вторичной обмотке Вы определили путем умножения питания генератора на коэффициент трансформации?
А надо измерять. Пиковым детектором, осциллографом, емкостным делителем. Чем доступно.
Или у Вас 3 секции умножения?

да, на вторичке я не измерял, просто посчитал, что на первичную даю +320В,-320В (полный мост на 2*p+2*n мосфетах с питанием 320В). Потом 6 ступеней умножителя, в пике должно быть 67кВ, по достижении 50кВ срабатывала некоторая схема, на основе которой я узнавал, что напряжение до 50кВ там дошло. Потери пока большие, суммарно КПД получилось 30%, но, как я понимаю, около 25-30% рассеялось еще до транса над чем и хочется упорно поработать. Вся высоковольтная часть, включая мосфеты, плавала в трансформаторном масле. Без него уже на второй секунде работы было столько озона, что решено было не продолжать...

ЗЫ никогда бы не подумал, что охлаждать мосфеты трансформаторным маслом очень удобно я использовал малюсенький радиатор поверх 247 корпуса, а конвекция трансформаторного масла была очень большой. Кстати, а бывают ли турбинки для масла, и, если да, то как такое чудо называется?

Для такого трансформатора пересчетом питания на отношение витков Вы не получите соответствие реальности. Особенно, под нагрузкой.
Для Вашей схемы с выходным напряжением 7 кВ RMS напряжение х.х на выходе умножителя должно быть в два раза больше.
Частоту надо сильно уменьшать. Масло не самый лучший диэлектрик. Да и для очень хорошего изолятора на частоте 700 кГц и 10 кВ потери будут запредельными. Кроме того, если Вы превысите допустимые напряженности и потери в диэлектрике, то возникающие частичные разряды и локальное выделения тепла со временем будут приводить к отказу.

согласен

вот тут не согласен, так как я уже построил с десяток стендов, в которых выходным напряжением было 20-70кВ, (входное было правда ранье только 12В), и на основе моего опыта оптимум вcегда был, когда идеальное напряжение которое гипотетически должно было достигаться, составляло всего-то 20-30% больше, чем то, что надо. Именно в этих случаях КПД схемы был максимален. Хотя при трансформации 300В в 50кВ что-то может кординально измениться.


так это был тест проверить, сам надеюсь, что все будет на 50-100кГц работать, просто транс нужен правильный, да конденсаторы умножителя помощнее. Правда есть интересный факт, в той схеме, что я тут на 600кГц получил, почти не было изменения резонансной частоты (и максимума КПД) от величины нагрузки, а вот раньше при 12В в 30кВ такое было совсем не подецки - частота плыла почти в 3 раза (холостой ход и полная нагруузка)



это да, согласен, поэтому и хочется турбинку с маслом прифигачить

Вы не поняли.
Напряжение на каждой секции не нагруженного каскадного умножителя не сильно отличается от 2U входного.
Т.е. на 6 секциях у Вас без нагрузки должно быть напряжение не сильно отличающееся от 16,92*Uвх[RMS].
Т.е. при 6 секциях и 7 кВ RMS это 118 кВ. А у Вас получается всего 50кВ. Это не хорошо. Особенно, когда надо 0,5 кВт в нагрузке.

У Вас паразитная нагрузка 60%. В любом случае, в разы ухода не будет.
P.S. В очередной раз акцентирую внимание. Прежде чем лезть в высокие частоты на высоких напряжениях прикиньте сопротивление паразитных емкостей на предполагаемой рабочей частоте. Посчитайте реактивное сопротивление 1 пф и соответствующие реактивные мощности. Может и не будет желания тратить время на проведение таких тестов.

ой... я как-то просмотрел... Вы правы!!!


понятно, думаю, что довылизываю этот эксперимент и отрапортуюсь, вдруг кому будет интересно. Все только в строгом соответствии с Вашими, gte, советами, за что Вам огромное СПАСИБО!



Не, высокая частота - это не самоцель. Просто хотелось проверить работу всего оборудования на таких параметрах, поэтому и транс был сделан так, чтобы его основная отдача была на таких частотах. Реально мне все равно, какая частота, главное, чтобы КПД был побольше. Сейчас ориентируюсь на 5кВатт потребления, и чем больше, тем лучше, на выходе.

Для параллельного проекта хочу попробовать буст с умножителем (в соседней ветке обсуждается). Собираюсь для 20кВ сравниться, мне не сложно все это же с другим умножителем попробовать и понять что более экономичнее в использовании.

С уважением

ИИВ

Вы не написали прогнозируемы ли пиковые нагрузки и требования к пульсациям и стабильности.

Нагрузка предельно простая - конденсатор: 20-70кВ, 1-20нФ в зависимости от задачи, который надо зарядить с 0 до положенного значения, а потом, он должен разрядиться через нагрузку за несколько десятков наносекунд. И так 30-1000 раз в секунду. Вариантов конденсаторов много, у какого-то 2 Дж запасается, и надо 1000 раз в секунду разряжаться, а бывает и 50Дж, там только 20-30 раз в секунду такое происходит. Правда это только то, что хочется собрать, то что работает имеет скорость разрядов на 2 порядка меньше.

Нагрузка, я бы сказал, не простая и мощность средняя не 500 Вт. Вам не просто надо держать напряжение, а обеспечивать зарядку с ограничением мощности, в крайнем случае, тока. В этом случае работа на резонансе с регулированием изменением частоты может не пройти. Не хватит диапазона регулировки. А если еще и напряжение зарядки регулировать.
Но решения встречал, поищите по источникам для лазеров.
Я сам делал нечто подобное лет 10 назад, но было около 300Вт. Использовал фиксированный ток зарядки.
Посмотрите патент № 2207230 где то здесь здесь

За ссылку на патент - Спасибо! Читаю, интересно. А Вы его учасник, если не секрет?

Пока до этого я делал так, после того, как нагрузка разряжена, включал систему на полную мощь, и следил за потребляемым током, как только ток падал до определенного уровня - все, конденсатор зарядился. Сильно большая точность мне не нужна, 10% по напряжению позволительно ошибиться. Дополнительные измерительные системы позволяют мне оценить энергию разряда, а по ней, медленно и печально подгонять частоту, подаваемую на транс. Представляете, когда я трансом с 12В до 2кВ поднимал, как было весело угадывать правильную частоту. У меня ток на транс в начале (нагрузка разряжена) составлял около 20А, а при доходе до заданного напряжения, ток на транс падал до 0.7А. И с двумя трансами все так же было. Сейчас всего-то с 300В до 7-10кВ, думаю, что все будет на порядки проще.

Не секрет, это моя разработка.

Все правильно, только у Вас вся система должна быть рассчитана на начальную нагрузку при зарядке. В том числе и диоды и емкости. Мощность достаточно большая. Если не принимать мер к ограничению пиковых токов, то будут вылетать высоковольтные столбы. Лучше режимы посчитать, принять меры к ограничению пиковых токов, в том числе в момент разряда нагрузки. Вероятно, потребуется установка безиндуктивных резисторов последовательно с диодами.
Ну и выходное напряжение контролировать.

Очень оптимистично.
Вы попробуйте посчитать разные варианты для разных напряжений (и соответственно, числа секций) и частот 20 -50 кГц и посмотрите разумные минимальные напряжения и частоты для вашего случая.

Можно повышать напряжение для уменьшения количества каскадов умножения улучшая падение на умножителе в проценты и при этом терять на паразитных емкостях десятки процентов.

я боролся двумя методами на старой (50Ватт) установке. Первый - ставил очень большие номиналы на первую ступень каскада и использовал симметричный каскад, это в котором 3 конденсатора и 4 диода на ступень.

Но вот в этой системе, где уже удалось получить 400Ватт, это дело не помогло, все успешно вылетело. Придумал простое и топорное решение - начальные несколько шагов ШИМа делать так, что как-будто мне на выходе половину напряжения хочется получить, а дальше, все как и раньше. Единственно, похоже что все эти численные извращения постепенно перерастают из атмеги, пробовал арм9 на управлении, но борда с ним очень неставильная, похоже только плиска и остается...


Вы, как всегда, правы! Сильно задумался, надеюсь удастся соптимизировать

А мне не удалось обнаружить. Дайте точную ссылку, пожалуйста.

Перейдя по ссылке выше выбираете
Реестр изобретений Российской Федерации

Затем вводите в поиск номер регистрации 2207230
Прямая ссылка может не работать


Если Вы ставите неравнозначные конденсаторы секциях умножителя напряжения, то при резком изменении нагрузки будет перераспределение напряжения по секциям.
Симметричный это, я так понял, двухполупериодный. Есть еще и многофазные
Ограничение плавным нарастанием напряжения, подаваемого на умножитель и даже обратная связь по току не спасает от пикового тока при пробое или быстром разряде в нагрузке. Ток определяется только конструкцией умножителя и нагрузкой. Минимальные резисторы в любом случае необходимы они выбираются исходя из допустимого импульсного тока высоковольтных столбов. Да и стоимость высоковольтных столбов с повышением их рабочего тока растет негуманно.

Это: УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ?
Спасибо, работает.

Последовательное соединение вторичек повышающих трансформаторов:Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А можно поинтересоваться, как у Вас H-мост c первичкой связан - напрямую, или через емкость?

PS: djvu не грузит, пришлосб в zip упаковать

когда еще на Н-мосте экспериментировал, первичка напрямую была воткнута, без конденсаторов. Сейчас перешел полностью на другую схему - буст воткнутый в умножитель, честно говоря, гораздо больше нравится.

Это без трансформатора вообще? Н-мост качает сразу умножитель?

Я делал преобразователи 2-3кВ для питания ФЭУ на ток где-то до 500 мкА.

Меня всегда волновал вопрос, как распорядиться тем фактом, что трансформаторный преобразователь имеет довольно ярко выраженные резонансные свойства.
Что лучше, настроиться на резонанс, или наоборот, отстроиться от резонанса?

Если мощность более или менее заметна, игнорировать резонанс не получится, так как он находится близко или в области рабочих частот.
Поэтому работают на резонансе или квазирезонансе.

Проблема только в том, что параметры резонанса имеют существенный разброс, да и могут плавать в температуре. Кроме того, нужно принимать меры для подавления паразитных резонансов - они только в разы отличаются от основного и добротны, если подавать меандр - могут раскачаться гармоники.

Реально, разброс и изменение значений резонансных частот не такие большие. В стабилизированных источниках они компенсируются. Можно минимизировать применяя современные ферриты.
Могут или у Вас были с этим проблемы?

А почему "поэтому"?

Мои рассуждения приводят к прямо-противоположному выводу.

Резонанс - это когда запасенная в колебательной системе энергия предыдущего колебания складывается с подкачкой энергии на следующем колебании.

При большой отдаваемой мощности, на каждом колебании отбирается вся запасенная в колебательной системе энергия, то есть работать на резонансе на больших мощностях смысла нет.
Коэффициент преобразования будет чистый к-т трансформации с учетом всех видов потерь.

А вот на малых - есть, можно получить коэффициент преобразования, превышающий коэффициент трансформации именно за счет запасания неизрасходованной энергии, т.е. резонансной раскачки.

Что значит "игнорировать резонанс"? Непонятно, у меня резонанс преобразователя 3кВ находится в области 12-17 кГц, без проблем можно перестроиться на 20-25 кГц.
То есть, рабочую частоту можно выбрать и резонансную и нерезонансную без проблем.

Не сказал бы, что разброс существенный, особенно от температуры. Кроме того, все эти разбросы легко устраняются (а вернее, становятся несущественными) при некоторой избыточности реактивной энергии основного контура.

- то же самое - стройте основной контур так, чтобы паразитные резонансы либо были задавлены, либо разнесены по частоте.



А Вы попробуйте промоделировать источник с повышением хотя бы раз в 20 и мощностью от 5 кВт (а лучше - 30-40 кВт). А еще лучше - просчитайте реальный трансформатор для него, с габаритами и паразитами. Я думаю, все вопросы пропадут сами собой.

Физика процесса от мощности не зависит. Возможно, я не прав в своих рассуждениях о выборе рабочей частоты преобразователя, но Вы их никак не опровергаете и не комментируете.

Физика простая - трансформатор паршивый получается (паразиты большие). Грубо говоря, намотал W1 - 1 виток, W2 - 5 витков - получил повышение примерно в 5 раз. А намотал W1 - 1 виток, W2 - 20 витков - получил повышение примерно в 3 раза. То есть, резонансная система получается автоматически. Просто ее нужно слегка причесать и получить все плюсы резонансника. Да и витки сэкономить можно (добросить на резонансе процентов 20- 30 по напряжению даже на мощности 50 -100 кВт несложно).

А насчет мощности от 5 кВт - это злой умысел, чтоб мыслей об умножителях не возникало.

- правильно, никто и не призывает попадать строго в резонансную частоту. Как писал gte -

Описанная Вами ситуация с 1 витком не имеет отношения к выбору рабочей частоты.

При первичке с 1 витком проблема будет с распространением поля в объеме магнитопровода. Под нагрузкой вторичка создает поле противоположно направленное полю первички и поле созданное первичкой будет затухать в объеме магнитопровода, наводя разное ЭДС на витках вторички. Коэффициент трансоформации под нагрузкой будет, очевидно, ниже расчетного. Зачем глупость геометрии компенсировать резонансом???

Если намотаете первичку 10 витков равномерно распределенную по периметру магнитопровода и 50 витков во вторичке - получите трансформацию 5, намотаете 100 - получите 10. Безо всяких резонансных свойств.

Если 12-17 кГц у Вас параллельный резонанс, то на 20-25 кГц работать без резонанса и проблем не получится. За параллельным идет последовательный.
Есть еще индуктивность рассеяния и емкость приведенная к первичной обмотке.
Конечно, многое зависит от коэффициента трансформации и напряжении на вторичной обмотке и допустимом кпд.

Насчет одного витка - всего лишь абстракция, для описания эффекта. Написал бы я о 10 витках - Вам бы легче было?

Связь обмоток в высоковольтном трансформаторе, как правило, плохая - следствие требований к высоковольтной изоляции. Поэтому даже при равномерно уложенной обмотке (что опять таки не всегда получается) имеем приличную индуктивность рассеяния. Кроме того, имеется набор паразитных емкостей (С1 - не учитываем, С1-2 - иногда можно не учитывать, С2 - часто - достаточно большая). То есть, мало того, что нужно пропихнуть энергию через индуктивность рассеяния - так еще и на вторичной стороне реактивка в емкости С2 приличная. Отсюда звоны где не надо и низкий КПД.

Да и выходным диодам, нагруженным на емкость (индуктивной нагрузки ни разу не видел) в режиме ZCS значительно легче живется.



Не понял, о какой частоте идет речь?

С резонансными я мало имел дело. Сам много раз наблюдал в других типах (обратноходовых и т.п.), они вылезают в виде очень высокодобротных звонов (кстати, очень хорошо оцениваемых и теоретически). Нет никаких оснований считать, что в резонансных они куда-то исчезнут.
Конечно, это наиболее актуально тогда, когда внешние емкости соизмеримы с собственными емкостями трансформатора - естественно, с ростом основной частоты эта проблема обостряется.

Это очень общее заявление. Одни проблемы исчезнут, другие появятся.

Это интересно. А почему так получается? Ведь в формулу для расчёта резонансной частоты входят те же величины L и С. За счёт чего же резонанс токов переходит в резонанс напряжений?

Дык, видимо, и не переходит резонанс токов в резонанс напряжений. Дело в том, что у меня снята реальная частотная характеристика преобразователя 3кВ с трансформатором и двумя плечами умножителя
на которой виден один плавный максимум в области 12-17кГц. Дальше никаких всплесков нет, плавное убывание амплитуды на выходе умножителя от частоты.
Естественно, в общую картину ЧХ внесли свой вклад все паразитные емкости системы.

А вопрос был, как лучше распорядиться наличием резонансных свойств - настроиться на резонанс или наоборот, отойти в сторонку.

Мое мнение - "отойти в сторонку" ибо, под нагрузкой, резонанс все-равно не даст выигрыша по коэффициенту преобразования.
А если преобразователь работает на аномально низкую нагрузку, например 1мкА, тогда можно настроиться и на резонанс.



Я конечно не знаю из чего у Вас изоляция , но обычно, она на магнитный поток никак не влияет.
Насчет индуктивности рассеяния - не спорю, если бы удалось снять частотную характеристику "потери-чатота", можно было бы обосновать выбор рабочей частоты.


Да ладно, я уже и сам забыл...

Есть индуктивность вторичной обмотки, эквивалентная емкость приведенная к вторичной обмотке (или к первичной, в зависимости от модели) и индуктивность рассеяния. Индуктивность рассеяния образует с эквивалентной емкостью последовательный резонанс, который располагается, естественно, выше по частоте. Снимать характеристику надо на синусе.



Так пробуйте, а когда сделаете, сообщите результаты.

Индуктивность рассеяния напрямую зависит от конструктивного исполнения трансформатора, а изоляция напрямую влияет на это конструктивное расположение. Так понятнее?