Расчет импульсного трансформатора для высоковольтного преобразователя

[Vlad_RK]

Собрал вот такую схему:


К разъемам X3 подключается импульсный трансформатор (на феррите от ТВС-110ЛА).
Рабочая частота - 70 кГц. (По рассчитанной индуктивности первички конденсатор С11 надо будет уменьшать до 3000 пФ, если расчеты верны...)

Вот, что показали расчеты:


Гляньте опытным глазом, все ли верно? Интересуют результаты расчета.

Еще посчитал по методике описанной в "Теория расчётов импульсных трансформаторов двухтактных ИИП и её подтверждение практикой." Е. Москатова.
Результат показал, что этот магнитопровод не подходит...

16. Осуществляем проверку: если амплитуда треугольной составляющей тока превысила 10 % от величины амплитуды прямоугольной составляющей тока первичной обмотки трансформатора, то полагаем, что форма тока первичной обмотки не близка к прямоугольной. Значит, если:
Imax > 0,1 · I₁max,
то необходимо применить магнитопровод с иными параметрами.

У меня получилось, что Imax = 1,32 А, а I₁max = 1,76 А.
А по габаритной мощности этот магнитопровод проходит.

[manowar]

выпрямитель ,с центральной точкой "киловольтной" обмотки-уже моветон.
бп с жесткой характеристикой, работающий на искровой промежуток-к скорому походу за новыми полупроводами.
для вашей двухтактной мегаискрилки было бы неплохо:ввести ограничение тока ввиде ненасыщаемого дросселя последовательно с первичкой(или чудовищно хреново выполнить трансформатор, с максимальной индуктивностью рассеивания), вторичку транса пустить на удвоитель.
правилами хорошего тона будут: быстрые диоды,включенные паралельно исток-сток/ резисторы утечки исток-затвор (или база-коллектор bd140)/разрядные резисторы емкостей
С4-С5.приправить где надо снабберами и молиться при включении.
силу отключать первой, включать последней.
по теме: а где у вас стабилизация выхода?

[Starichok]

по расчету в моей программе ток намагничивания 0,253 Ампера, а амплитуда рабочего тока 2,85 Ампера. соблюдается соотношение про 0,1?
а какое отношение имеет конденсатор С11 к индуктивности первичной обмотке?

[Slavik-65]

Vlad_RK, сходите вот в это место flyback.org.ru......

[Arena]

а самое главное - обмотка в ТВСах рассчитана на частоту около 16 кГц (индуктивность обмоток). ИМХО пытаться заставлять работать данный трансформатор на 70 кГц - это зело неправильно. Да и зная хреновость старых советских ферритов и их значительное старение от времени - больше 25кГц вообще не стоит использовать.

[Vlad_RK]

по расчету в моей программе ток намагничивания 0,253 Ампера, а амплитуда рабочего тока 2,85 Ампера. соблюдается соотношение про 0,1?

Ток намагничивания должен быть не более 0,1 амплитуда рабочего тока?
Это ток намагничивания Москатов называет треугольной составляющей, а рабочий ток - прямоугольной составляющей?
Тогда: 0,253 < 0,285. Соотношение про 0,1 соблюдается.

а какое отношение имеет конденсатор С11 к индуктивности первичной обмотке?

Конденсатор С11 с индуктивностью первичной обмотки образует последовательный колебательный контур, который надо настроить в резонанс с частотой генератора.
При рассчитанной индуктивности 1,631 мГн, конденсатор нужен 3169 пФ. В реальности, частота строго 70 кГц не обязательна, можно плюс/минус в несколько кГц отклонение допустить.

Arena, ну, вообще да, ТВС в телевизоре работает на частоте около 16 кГц (частота строчной развертки, сколько там, 15625 Гц?), но граничная частота феррита 2000НМ при tg δ ≤ 0,02 - до 80 кГц, при tg δ ≤ 0,1 - 450 кГц (http://ra4a.narod.ru/Spravka3/s75.htm).
Непонятно только, какой тангенс угла магнитных потерь tg δ в моем случае. Но, по идее, этот феррит 70 кГц должен потянуть.

[Starichok]

на лицо полное непонимание работы резонансного преобразователя.
с индуктивностью намагничивания первичной обмотки никогда в резонанс не настраивают.
для резонанса создается отдельная резонансная индуктивность последовательно с первичной обмоткой.
зачастую роль резонансной индуктивности выполняет индуктивность рассеяния первичной обмотки. для этого трансформатор мотают так "плохо", чтобы индуктивность рассеяния получилась очень большой.
а индуктивность намагничивания не должна быть большой, а должна быть в определенном соотношении с индуктивностью рассеяния, для получения требуемой индуктивности намагничивания в сердечник вводят зазор.
для трансформатора резонансного преобразователя у меня есть отдельная программа.

[Arena]

Но, по идее, этот феррит 70 кГц должен потянуть.

А смысл? больше мощности с него все равно не снимешь а вот потерь на нем и ключах будет много. И да данный трансформатор ТВС изготавливался для обратноходового преобразователя. Вы же пытаетесь сделать схему полумоста - это не подойдет. Или Вы хотите сделать резонансный инвертор - но как заметил Starichok схема неправильная (нужно в цепь первичной обмотки ставить индуктивность).
Для начала поступите проще - сделайте обратноходовый преобразователь с рабочей частотой 16кГц и посмотрите что у вас на выходе будет. А потом уже и частоту повышать и другие эксперименты.

[Vlad_RK]

Starichok, посоветуйте, в какой программе правильно будет это все рассчитать?
Питание какое указывать надо: постоянное или сетевое? У меня схема питается от сети, но с другой стороны, на транзисторы напряжение идет через выпрямитель...

Посчитал в другой программе, вы ее имели ввиду?

Вложение 188193
Сохранил почти все исходные данные, кроме индукции в исходных данных.
Здесь оставил, как в программе по умолчанию было 0,14 Тл. При 0,127, как в ExcellentIT(6100), увеличивается немагнитный зазор до 0.515 мм, а при 0,14, он будет 0,39 мм. И число витков вторички поменьше немного.

Емкость резонансного конденсатора. Это какой конденсатор имеется в виду? Тот, который у меня С11? И при расчете резонансной частоты берется параметр "Индуктив. рассеяния первич. обмотки Ls"? Вроде так.

[Starichok]

ссылки на вложения не работают.
да, программа ResonantSMPS(1000).
в программе имеется в виду, что вся резонансная индуктивность сосредоточена в индуктивности рассеяния. но при недостаточной величине индуктивности рассеяния нужно ставить дополнительно внешнюю индуктивность для получения требуемой величины резонансной индуктивности.
но расчет трансформатора - это еще не все. нужно на контроллер завести обратную связь, чтобы управлять частотой преобразования.

[Vlad_RK]

ОК, буду делать по данным ResonantSMPS(1000). Эксперимент покажет все.
Смущает большой немагнитный зазор - 0,39-0,4 мм. И при изменении зазора меняется площадь окна магнитопровода и длина средней линии.
Надеюсь, программа знает, что делает.
А насчет напряжений - какое указывать-то: постоянное, переменное сетевое?

P.S. С вложениями неудобно работать. Не ту картинку вставил, потом долго пытался исправить, но след от предыдущей картинки остался (Вложение 188193).

[Starichok]

какое тебе нравится, то и задавай. конешно, проще, когда программа за тебя посчитает выпрямленное постоянное напряжение.
площадь окна магнитопровода и длина средней линии - это постоянные величины сердечника, и от зазора они никак меняться не могут.
опять форум пишет, что указанного вложения не существует.
эксперимент уже давно показал все. один товарищ уже давно делать резонансники по моей программе.

[Vlad_RK]

опять форум пишет, что указанного вложения не существует.

В моем сообщении #9 должна быть одна картинка, я ее вижу, а ссылка на вложение - это уже от удаленной, ошибочной, картинки след остался.

Спасибо большое вам за помощь. Буду экспериментировать.

[Arena]

По теме - к примеру я сейчас делаю блок питания высоковольтный (на 18 кВ) так взял строчный трансформатор, собрал генератор на микросхеме NE555 и биполярным транзистором на выходе - частота 16кГц. Заработал сразу. Теперь буду экспериментировать с уменьшением потребления. Делов-то на час спаять.

[Vlad_RK]

Starichok, скажите, в ваших программах для выбранных диаметров проводов учитывается их нагрев в процессе работы?
Я тут рассчитал в ResonantSMPS(1000) транс на выходную мощность 300 Вт, 70 кГц (на вторичке 3000 В, 0.1 А). Диаметр провода вторички программа показывает - минимум 0.14 мм. Если меньше, придется в два провода мотать.
Так вот, диаметр провода рассчитывается только по допустимому току или учитывается, что провод в обмотке нагреется до такой-то температуры на максимальной мощности?

[Starichok]

по заданной плотности тока провод считается. а какую ты задашь плотность тока - это зависит только от тебя.

[Arena]

по заданной плотности тока провод считается. а какую ты задашь плотность тока - это зависит только от тебя.

тут все зависит как раз от параметров ТВС - если топикстартер хочет использовать родные обмотки - это одно, если хочет снять первичную и намотать свою но на родном для ТВС зазоре(начальной индуктивности) - это другое, если будет подгонять и зазор(начальную индуктивность) - а для резонансных инверторов это крайне важно - это третье.

---------- Добавлено в 23:27 ---------- Предыдущее сообщение в 23:22 ----------

Диаметр провода вторички программа показывает - минимум 0.14 мм. Если меньше, придется в два провода мотать.

для частот больше 50 кГц лучше всегда мотать в 2 и более провода, особенно если планируете снимать большую мощность из-за скин-эффекта.

[Vlad_RK]

для частот больше 50 кГц лучше всегда мотать в 2 и более провода, особенно если планируете снимать большую мощность из-за скин-эффекта.

Вторичку планирую мотать литцендратом ПЭЛШО, надо только диаметр провода подобрать, чтобы витки влезли в новый каркас (от прежнего ТВС использую только феррит).

[Arena]

Вторичку планирую мотать литцендратом ПЭЛШО, надо только диаметр провода подобрать, чтобы витки влезли в новый каркас (от прежнего ТВС использую только феррит).

т.е. я понял, что родные обмотки удалили полностью. ИМХО , тогда не имело смысла брать именно ТВС110, лучше было бы взять феррит из современного строчника -у него параметры стабильнее.
ТВС110 имел смысл при оставлении вторичной обмотки - там на выходе как раз 3кВ. Теперь по проводу - никаких пэлшо - только ПЭВ-2 и только новый , с бобины. Иначе все насмарку - будет пробивать. Посмотрите, как сделан тот же ТВС - там любое отклонение от технологии грозило пробоем, даже сопли при пайке. Обмотки размещать так - первичная - на одной половине магнитопровода, вторичная(высоковольтная) на другой. Частоту лучше уменьшить хотя бы до 50-40 кГц - это очень облегчит работу и трансформатора, и ключевого транзистора. Особенно при условии выходной мощности в 300 Вт.

[Vlad_RK]

А если вторичную обмотку намотать поверх первичной, на одном керне сердечника? Связь между ними лучше должна быть по идее.
Провод у меня есть ПЭЛШО, точно не знаю, на катушке бирка старая, в синей шелковой изоляции. Правда тонковат, если им мотать буду, то придется в два провода это делать.
Есть ли какие-нибудь преимущества или недостатки намотки в два провода?