ТРАНСФОРМАТОР - тонкости и ошибки!

[sofist]

Задача следующая:
необходим транс для полумостовой схемы блока питания со следующими параметрами:
вход - 300В
выход - 60В без нагрузки и 13В 12А под нагрузкой.(регуляция по току)

каркас ETD39.сердечник N87.

требуется определить наипростейшую методику расчета числа витков индуктивностей.

на книги можите не ссылаться-перелопатил уже штук 5 и везде она приводится разная и отличная друг от друга. причем проверял-расчитал намотал как требуют в книге - индуктивности совсем не совпадают и транс в насыщение влетал - результат: вышибло транзисторы, драйвер и микросхему.

так что подчеркиваю требуется рабочая методика расчета (можно даже ориентировочная)

[tauP10]

Уважаемый sofist,
Насколько мне известно, Вы проектируете полумостовые преобразователи с использованием двухтактных схем на трансформаторе с сердечником без зазора.
Вы должны помнить , что насыщение сердечника в первую очередь зависит не от индуктивности а от числа витков (хотя это и связанный с индуктивностью параметр), приложенного напряжения, времени действия этого напряжения.
по формуле
∆B=(E*∆t)/(N*S) , где
E - приложенное напряжение (если 300 вольт питания и схема полумостовая, то в каждый полупериод на трансформатор подается примерно 150 Вольт)
∆t - время действия приложенного напряжения, в полумостовой схеме это полпериода (максимальное значение !) на низшей частоте преобразователя.
N - число витков первичной обмотки
S - площадь сечения магнитопровода. Все в системе единиц СИ.

Индуктивность Вам тоже важна , в справочниках на Ваш феррит можно отыскать такой хитрый параметр как индуктивность для 1-го витка. Допустим Вы знаете какая индуктивность по расчетам Вам требуется в первичке (это отдельный вопрос кстати). Делите индуктивность расчетную на индуктивность одного витка и из этого числа извлекаете квадратный корень . Это примерное число витков. В последующем желательно свериться с показаниями измерителя индуктивности и при неоюходимости скорректировать витки.

Когда Вы узнали свои витки из расчета от индуктивности, проверяете по вышеприведенной формуле значение ∆B. Оно не должно превышать для данного материала некоторой величины. В многих учебниках советуют не превышать 0,1 тесла, иногда 0,3 Тесла. Для большинства ферритов 0,4 Тесла - пердельное значение, когда феррит "насыщается" и падает мю. Китайцы сейчас повально используют 0,3 Тесла. Для двухтактных схем это значение может быть удвоено . Например в полумостовой схеме Ваш расчет для материала N87 не должен показать более 0,6 Тесла. Удвоение здесь присутствует потому что в двухтактных схемах присутствует "двухстороннее" перемагничивание , от -∆B max до +∆B max.
Следует учитывать, что чем больше выбрана величина ∆B и чем выше частота преобразователя, тем больше потери в сердечнике , которые тоже можно посчитать в ваттах по справочным данным на материал.

[sofist]

а нельзя нечто подобное:
1.определить число витков первички исходя из формулы такой то (принимая что такие то параметры примерно такими)
2.определить число витков вторички по формуле...
3.определить индуктивность первички
4.определить паразитную индуктивноть индуктивность (или задать не более скольки должна быть)

и еще такой вопрос как лучше всего мотать транс? есть какие то требования которые благоприятно влияют на хорактеристики.
и еще я читал в литературе что вторичку (если большая мощность) лучше мотать медной лентой.
я искал эту ленту но так и не нашел. где можно купить или заказать в небольших колличесвах. я прикинул для моего каркаса нужна будет шириной 10мм и толщиной 0,15мм

[sofist]

я наматал транс со следующими параметрами:
ETD39 N87
-индуктивность первичной обмотки 3,85мГн
-индуктивность первичной обмотки при накоротко замкнутых вторичных обмотках 0,011мГн

первичка - 2 полуобмотки по 20 витвов
вторичка 1 - 15 витков
вторичка 2 - 15 витков
вторичка 3 - 4 витка

что скажите про эти параметры? похожи на правду? расчитывал, но некоторые данные не знал и взял как были приведены в примере.

[tauP10]

а нельзя нечто подобное:
1.определить число витков первички исходя из формулы такой то (принимая что такие то параметры примерно такими)
2.определить число витков вторички по формуле...
3.определить индуктивность первички
4.определить паразитную индуктивноть индуктивность (или задать не более скольки должна быть)

1. как просто Вы хотите получить результат, так бывает редко и готовую формулу под Ваши исходные данные найти весьма сложно. Проще взять все для Вас и рассчитать, но при этом Вы не запомните и не научитесь сами подобное рассчитывать. Кроме этого - Вы привели в качестве исх.данных 60 В на хх и 13 В под нагрузкой с большим током. Витки Вы рассчитали под 60 Вольт при работе полумоста с мертвым временем равным 0. При включении нагрузки скважность работы ключей в полупериоде составит 13/60 ~= 22% что не очень оптимально как по ключам так и по обмоткам трансформатора . Не проще было бы обеспечить со скважностью 70-80% на номинальной нагрузке а 60 вольт сделать на ХХ каким нибудь другим , маломощным способом. Глядишь и диоды выпрямительные были бы проще и дешевле, да и транзисторам легче и холоднее работать. Вобщем это весьма творческая задача, готовых формул под решение творческих задач нету.

2) аналогично
3) вытекает после решения 1) Но что будете делать если Вас индуктивность первички при этом не устроит?
4) по формулам (имхо) не считается , зависит от массы конструктивных параметров. Но зная индуктивность рассеяния можно примерно оценить требования к демпферным цепям и мощность рассеяния на них.


медной лентой мотать вторичку можно , обычно ширина ленты равна ширине каркаса минус зазоры по безопасности до кромок каркаса. Вы хотите одновременно мотать обе половины вторички 2х60в ? Это можно в единичных экземплярах - на серию будет или очень дорого или откажутся. Малотехнологично.

по тонкостям намотки с малой индуктивностью рассеяния между вторичками почитайте по ссылке
https://kazus.ru/forum/topic_10563-0-asc-50.html

[domowoj]

медной лентой мотать вторичку можно ,

по тонкостям намотки с малой индуктивностью рассеяния между вторичками почитайте по ссылке
https://kazus.ru/forum/topic_10563-0-asc-50.html

Как раз индуктивность рассеяния при намотке лентой будет больше, лицентрат в этом отношении предпочтительней.

[tauP10]

Уважаемый domowoj,
по ссылке рассматриваются другие методы, нежели лента.
Некоторые из этих методов лучше чем использование литцендрата.

А у Вас собственный опыт сравнения ленты с другими способами или почерпнут откуда-то? Если не трудно - ознакомьте.

[domowoj]

Лет 25 назад баловался импульсными преобразователями,
будучи молодым, неопытным, полагаясь больше на интуицию и эксперимент, долго недоумевал, почему один и тот же источник, на одном и том же сердечнике, но с
разными типами намотки, вели себя по разному.
С ленточной намоткой сердечник грелся в разы больше.
И только потом, почитав буквари, понял, что теория и практика не расходятся.

И у Валентина Володина на сайте обсуждалось подобное
http://valvol.flyboard.ru/

[sofist]

Кроме этого - Вы привели в качестве исх.данных 60 В на хх и 13 В под нагрузкой с большим током. Витки Вы рассчитали под 60 Вольт при работе полумоста с мертвым временем равным 0. При включении нагрузки скважность работы ключей в полупериоде составит 13/60 ~= 22% что не очень оптимально как по ключам так и по обмоткам трансформатора . Не проще было бы обеспечить со скважностью 70-80% на номинальной нагрузке а 60 вольт сделать на ХХ каким нибудь другим , маломощным способом. Глядишь и диоды выпрямительные были бы проще и дешевле, да и транзисторам легче и холоднее работать.

к сожалению уменьшить напряжение хх нельзя. дело в том что я делаю блок питания для ксенона. а при поджиге необходимо прикладывать на нее напряжение как минимум в 4-5 раз больше чем рабочее. (рабочее 12-14В) а регулировка идет по току. вот и выходит при холостом ходе 60В, а при рабочем 12-14В и токе 11А

[sofist]

еще такой вопрос: у меня параллельно первичной обмотки трансформатора стоит RC цепь. так вот резистор жутко греется. всвязи с чем это связано? и как это можно устранить? резистор R3 200 ом(на схеме ошибка)

-- Прилагается рисунок: --