Греется первичка DC-DC, подскажите плз

[v000va]

День добрый, подскажите плз, в чем может быть дело. Собираю Dc-dc преобразователь, входное DC 300V, выходное регулируемое 600-1000V, 0.2A, 200Вт, частота коммутации 50кГц.
Выбрал полумостовую схему, рассчитал трансформатор для нее на сердечнике ETD49. Собрал макет. Проблема в том, что первичная обмотка ощутимо греется даже на нагрузке в 10Вт, хотя транзисторы холодные, сердечник тоже. Первичная обмотка намотана поверх втиоричной. Трансформатор рассчитывался на естественное охлаждение. Считал тремя разными методиками, ни одна из них не показала перегрева трансформатра. Число витков в первичке и вторичке при расчете тремя методиками совпадает +-2 витка. Т.е. можно предположить, что расчет более-менее достоверный. Усредненные данные расчетов такие: 19 витков первичка и 130 вторичка, 3х0.51мм проводом первичка и 0.51мм проводом вторичка.
Обмотка греется до температуры свыше 65 градусов уже при нагрузке в 50Вт с естественным охлаждением, и до 43 градусов с большим вентилятором. При нагрузке свыше 130Вт в трансформаторе появляется звон.



Ума не приложу в чем может быть дело. Я уже и с первичкой экспериментировал, менял число витков в большую и меньшую сторону, менял число жил первички. Проверил три раза выходные цепи - все в порядке, подозреваю, что где-то накосячил, но не пойму где.

[v000va]

Нет это не литц, это просто несколько скрученых вместе проводов.Литц имеет гораздо большее количество проводников и другую геометрию скручивания. При намотке в несколько слоев уже надо учитывать эффект близости, с увеличением количества слоев, сопротивление обмотки на ВЧ растет просто катастрофически. Можно кстати посмотреть на это в эпкосовской проге и даже примерно оценить сопротивление обмотки.

Да бросьте, особая геометрия и т.д. Просто больше проводников меньшего сечения - больше верхняя граничная частота работы провода и все.

http://www.qrz.ru/reference/other/ind/

Существенно уменьшить потери в проводах можно применяя провод "литцендрат", состоящий из большего числа жилок, скрученных в жгут. При небольшом диаметре тонких жилок ослабляется поверхностный эффект, а скручивание жилок в жгут ослабляет эффект близости.

Уже расчитанные частоты для проводов есть здесь: http://diyaudioprojects.com/Technica...an-Wire-Gauge/
Там есть примечание: The skin effect causes the effective resistance of the conductor to increase with the frequency of the current. The maximum frequency show is for 100% skin depth (ie. no skin effects).
Хотите посчитать сами, прошу сюда: www.coremaster.com/appnotes/an108.pdf
Там в начале расчетов есть формула.

EPCOS "Ferrite Magnetic Design Tool" вещь хорошая, но сложноватая ИМХО.

[Инквизитор]

Эти расчеты верны только для однослойной обмотки. В случае многослойной все ухудшает эффект близости.

Да бросьте, особая геометрия и т.д

Литц отличается от обычной скрутки тем, что нескоьлко проводников скручиваются в жгут, которые в свою очередь тоже скручиваются в жгут. Это классический литц, есть еще множество вариаций.

[pantelei4]

v000va, ну дык ты ток первички мерил или нет? Виточков -то немного, возможно когда заполнение ШИМ максимально магнитопровод в насыщении.
Да и мостик диодный сквозит запросто, тем более неведомо какие диоды воткнуты, судя по надписи - фасты - имхо медленно для 50кГц. Вообще чёт не припоминаю, чтоб ставили мосты на выходе импульсников.
Чтоб удостовериться отключи выпрямитель от вторички и вместо нагрузки последовательно несколько одинаковых лампочек накаливания на расчётную мощность.

[Starichok]

qrz - это не та инстанция, которой можно верить.
литц скручен не просто в жгут. а каждый проводник то выходит на поверхность, то прячется в середину.
это позволяет снизить влияние эффекта близости.

[Станислафф]

На мопедах Рига таким образом были свиты тросики сцепления, тормоза, газа - не просто из проволоки, как у ЛМЗ, а каждая жилка из отдельных маленьких тросиков. Это не только делало тросик более гибким (что само по себе продлевало срок службы), но и выравнивало длину жил, а значит и нагрузку на них.

[pantelei4]

Это не только делало тросик более гибким (что само по себе продлевало срок службы), но и выравнивало длину жил, а значит и нагрузку на них.

Ну и аналогии, может ещё притчу про веник из прутиков приплести?

[Инквизитор]

возможно когда заполнение ШИМ максимально магнитопровод в насыщении.

Тогда бы сердечник был горячим.

[pantelei4]

Тогда бы сердечник был горячим.

Ну тут вот не знаю, почему ему греться, потери перемагничивания увеличиваются при насыщении?

[krulfa]

ИМХО греет конструкцию неопознанный по характеристикам мост во вторичной обмотке. При высоком напряжении и скорости нарастания импульсов его емкость - почти КЗ. Нужно рассчитывать преобразователь, имея в виду эту емкость и закладывать резонанс. В цепи первички тогда появится дроссель.

[pantelei4]

Offтопик:
Устроим тотализатор?

[Alex]

Да бросьте, особая геометрия и т.д. Просто больше проводников меньшего сечения - больше верхняя граничная частота работы провода и все.

Нет не все. Несколко скрученных проводков и литк - это как "канал" и "канализация". Недаром литца существует много разных конструкций, причем провода большого сечения состоят из "косичек", скрученых особым образом, каждая из которых состоит из также особым образом скрученных проводков. А еще большего сечения - эти "косичек" еще раз сплетают в "косы".
Можно посмотреть к прмеру даташит: http://altor1.narod.ru/Books_Docs/litz.pdf

P.S. 0.51 для 70кгц - толстовато.
P.P.S. Причин для нагрева обмотки может еще куча, кроме "литц/не литц".

The maximum frequency show is for 100% skin depth (ie. no skin effects).

Вообще-то, при толщине, равной толщина скин-слоя, эффект не отсутствует на 100%, на этой глубине поле осталляется в "е" раз (т.е. в 2.7).

[IVX]

Вообще-то, при толщине, равной толщина скин-слоя, эффект не отсутствует на 100%, на этой глубине поле осталляется в "е" раз (т.е. в 2.7).

ровно 100% конечно не бывает, но если взять провод диаметром .4мм, то есть с радиусом почти равным глубине скинэффекта для меди на 100кГц, то отношение 100%*Rac/Rdc будет действительно близко к 100%, хотя бы исходя из того, что популярная формула 200мм/sqrt(f) даёт диаметр .6мм, при котором 100%*Rac/Rdc будет 90%. Сколько там останется при .4мм хз, но явно на уровне погрешности. У потерпевшего похоже проблемы с проксимити эффектом (тот же что и скин, только от соседей) - 6 слоёв == жыесть как есть!

[Vertual]

Поставь хоть какой-нибудь конденсатор между мостом и дросселем на выходе, а то действительно получился недорезонансник.

у эпкоса, как оказалось, сердечники сильно разнятся, даже из одной пачки. нагрев первички на ХХ в первую очередь определяет индуктивность обмотки. лучший вариант посмотреть расчетное значение, и померять фактическое. есть еще какие-то "питерские ферриты", которые многие продают как эпкос. у меня были случаи с RMами, что при одной и той-же катушке из-за кривизны сердечника индуктивность отличалась в 2 раза. лицендрат или монорельс на твоих мощностях или частотах не играют никакой роли. если трещит возможно плохо сложились половинки сердечника и есть зазор. может и ЕТДшка сразу с ALом у тебя, когда для таких схем должна быть без него.

[Vertual]

Добрался до рабочего компа

судя по спецификациям и расчетам у тебя должно получится на ЕТД49 при материале N87, без зазора, на 19 витках индуктивность 1,372mH, что при 50кгц даст ток XX около 270mА. сердечники с заводским зазором настолько уменьшат индукцию, что транс бы в космос улетел
40 витков например дадут 6mH что уменьшит ток ХХ до 50-60 mA.
50 витков - 9,5mH, 50ma
вообщем эту конструкцию спасает вторая ошибка, что первичка намотана последней и имеет высокий импенданс по постоянке который растет с нагревом, при нагреве сердечника растет магнитная проницаемость сердечника. с 20 до 100 градусов почти в 2 раза (соответсвенно индуктивность тоже в 2 раза).

если диапазона регулировки скважности хватает для более высоких частот.
то я бы остановился на 40 витках, 6mH, XX 10-20mA, 100кгц. и вторичке 120 витков если не предполагается работа на пониженном питании с максимальным выходным, или 200 витков, если укладываться в стандарты о работоспособности при 180 вольт сетевого. количеством проводов в косе можно пожертовать или даже не заморачиваться с этим, а мотать все в один провод. про скважность и минимальную нагрузку ничего так на вскидку не скажу, уже по железу смотреть надо будет, многое зависит как и от компонент, так и от настройки ОС. если допускается прерывистый режим работы, то можно и 200 витков мотать без задела на минимальную нагрузку, но не забывай что при максимальном допустимом сетевом напряжении в 260 вольт во вторичке будут импульсы в 1,750 вольт. соответвенно диоды и конденсаторы интегратора надо подбирать под такую максималку.

примерно тоже самое на 50кгц, можно получить при 60-70 витках первички, но сопротивление по постоянке будет огромным и вторичка врядли уже влезет на каркас. а из экзотических материалов типа T36/Т37/Т38 ETDшки не делают, только кольца. Но оно и не надо.

нормальная частота для 19 витков в твоем случае 300-400кгц. но на этой частоте уже сердечник покажет из чего он сделан и про ШИМ можно забыть вообще.

и не верь русскоязычным программам по расчету трансов, вообще не понятно о чем авторы думали. так задалбывают своими "замечаниями", что в конечном итоге нормальным становится 10 ваттный транс с ХХ в 100вт, только по тому что софт перестал ругаться на непонятно что.
только от производителей ферритов / контроллеров и в перед сборкой прогнать вычисленные цифры в симуляторе.

[ursu]

"Среднее значение тока, необходимого для заряда собственной емкости вторичной обмотки до требуемого напряжения за определенное время, пропорционально квадрату коэффициента трансформации."
Стр. 40. В.Г.Костиков, И.Е.Никитин. Источники электропитания высокого напряжения РЭА. Москва "Радио и Связь." 1986.
А емкость пропорциональна количеству слоев. Тяжелый случай.