Большие потери на магнитопроводе

[MrCrowley]

Всем доброго времени суток. Я разрабатываю преобразователь 9-45В в 3.3 В / 3 А, топология flyback. Все работает, но получается низкий кпд ~55-70%. Сердечник (именно магнитопровод, а не провода) трансформатора нагревается до ~90-100 градусов при 3 А в нагрузке. Подскажите с чем это может быть связанно? При этом по осцилограммам видно, что преобразователь работает в режиме разрывных токов и энергия полностью выкачивается из обмотки за обратный ход. Сначала было совсем плохо, потом увеличил соотношение количество витков с 11/6 до 22/10, стало получше: греется до ~80 градусов кпд 60-70%. Сейчас рабочая частота 100кГц. Пробовал разные частоты от 60 до 800 кГц. Лучше не становится. Прошу подсказать в чем ошибка и как избежать таких потерь? Могут ли это быть потери на перемагничивание (но тогда почему они слабо зависят от частоты)? ШИМ-контроллер Texas instruments ucc1805.
Не имею возможности сменить сердечник трансформатора. Использую тороидальный сердечник с зазором. Его характеристики:
Размер 20.8-11.1-5.8 мм
Длина cредней линии 50.24 мм
Сечение 15.2 см^2
Магнитная проницаемость 258
Амплитуда индукции, Вm 1,5 Тл

[timdorohin]

Вm 1,5 Тл ???
Это что за сердечник такой, трансформаторная сталь больше 1.2 Тл не держит, ферриты выше 0.3 Тл не используются...
Амплитуду сделайте 0.25-0.3 Тл и должно перестать греться...
Или у вас сердечник с распределенным зазором (порошковое железо?)
Тогда залезайте в глубокий неразрывный режим, что-бы была маленькая амплитуда переменной составляющей индукции.

[Starichok51]

да там бред не только про 1,5 Тл...
и при таких размерах

20.8-11.1-5.8 мм

где он нашел 15,2 см^2???

[MrCrowley]

[uquote="timdorohin",url="/forum/viewtopic.php?p=3272590#p3272590"]Вm 1,5 Тл ???
Это что за сердечник такой, трансформаторная сталь больше 1.2 Тл не держит, ферриты выше 0.3 Тл не используются...
Амплитуду сделайте 0.25-0.3 Тл и должно перестать греться...
Или у вас сердечник с распределенным зазором (порошковое железо?)
Тогда залезайте в глубокий неразрывный режим, что-бы была маленькая амплитуда переменной составляющей индукции.[/uquote]
Сердечник с распределенным зазором из аморфной ленты на основе железа. У меня рабочая амплитуда индукции около 0,4 Тл. Меньше не получается.
[uquote="Starichok51",url="/forum/viewtopic.php?p=3272853#p3272853"]да там бред не только про 1,5 Тл...
и при таких размерах

20.8-11.1-5.8 мм

где он нашел 15,2 см^2???[/uquote]
Это эффективное сечение. Вся информация взята с сайта производителя.

[timdorohin]

[uquote="MrCrowley",url="/forum/viewtopic.php?p=3277014#p3277014"][uquote="Starichok51",url="/forum/viewtopic.php?p=3272853#p3272853"]да там бред не только про 1,5 Тл...
и при таких размерах

20.8-11.1-5.8 мм

где он нашел 15,2 см^2???[/uquote]
Это эффективное сечение. Вся информация взята с сайта производителя.[/uquote]
Ога, только кто-то перепутал мм^2 с см^2, не удивительно что у него сердечник греется.
Давайте в студию все параметры конструкции (точные) чтоб можно было рассчитать, попытаемся разобраться.

[MrCrowley]

[uquote="timdorohin",url="/forum/viewtopic.php?p=3277078#p3277078"][uquote="MrCrowley",url="/forum/viewtopic.php?p=3277014#p3277014"][uquote="Starichok51",url="/forum/viewtopic.php?p=3272853#p3272853"]да там бред не только про 1,5 Тл...
и при таких размерах

20.8-11.1-5.8 мм

где он нашел 15,2 см^2???[/uquote]
Это эффективное сечение. Вся информация взята с сайта производителя.[/uquote]
Ога, только кто-то перепутал мм^2 с см^2, не удивительно что у него сердечник греется.
Давайте в студию все параметры конструкции (точные) чтоб можно было рассчитать, попытаемся разобраться.[/uquote]
Вот скриншот с сайта:

Собственно размеры и есть 20.8-11.1-5.8 мм

[timdorohin]

Вы мне не скриншот хрен знает чего хрен знает откуда, а ссылку на сайт производителя, где можно найти параметры материала.
Пока что не зная толком материала и всего прочего получилось 21/10 соотношение витков при необходимом ограничении тока в 5.8А
Неразрывность тока 70%

Добавлено after 11 minutes 52 seconds:
Еще один расчет, на этот раз не программами Starichok51, поскольку FlybackRing не позволяет задать больше 70% неразрывности.
Первичка 62 витка вторичка 32 неразрывность минимальная 85% максимальная 94% амплитуда тока максимальная 2.9А в первичке

[MrCrowley]

[uquote="timdorohin",url="/forum/viewtopic.php?p=3277095#p3277095"]Вы мне не скриншот хрен знает чего хрен знает откуда, а ссылку на сайт производителя, где можно найти параметры материала.
Пока что не зная толком материала и всего прочего получилось 21/10 соотношение витков при необходимом ограничении тока в 5.8А
Неразрывность тока 70%

Добавлено after 11 minutes 52 seconds:
Еще один расчет, на этот раз не программами Starichok51, поскольку FlybackRing не позволяет задать больше 70% неразрывности.
Первичка 62 витка вторичка 32 неразрывность минимальная 85% максимальная 94% амплитуда тока максимальная 2.9А в первичке[/uquote]
Пожалуйста. http://mstator.ru/products/cores/2b
Только нужно понимать что 100 витков туда физически не намотать.

[Starichok51]

на сайтах производителей тоже бывают опечатки.
но у тебя есть голова на плечах, которая должна думать, а не только рот открывать для поглощения пищи...
но думать ты не хочешь...

[timdorohin]

[uquote="MrCrowley",url="/forum/viewtopic.php?p=3277171#p3277171"]Только нужно понимать что 100 витков туда физически не намотать.[/uquote]Мне чего-то кажется что 62 витка проводом 0.4 и 32 проводом 0.6 влезут, Кзап. около 0.5

[Fuser]

а фигли ему не греться, если у него потери(к примеру на 100кгц, при 0.1тл) аж в 5 раз больше чем у нормального феррита, N87 например? да и амплитуду индукции небось задрал под 0.5Тл?
для обратнохода возьми нормальный ферритовый сердечник и подгони все что нужно зазором.
а этот суперпупер материал оставь для какого-нить выходного дросселя, где амплитуда перемагничивания будет небольшой 0.1-0.2тл, и с безразрывным током.

[Starichok51]

там же, на сайте "МСтатора", есть мои программы, специально написанные по заказу этого завода.
и можно не ломать голову расчетами, а посчитать дроссель в программе.

[MrCrowley]

Программа предназначена для расчета дросселя, а у меня все-таки трансформатор. Меня интересует расчет потерь: насколько я понимаю, в основном они связанны с потерям на перемагничивание и с вихревыми токами. Оба вида потерь увеличиваются пропорционально объему сердечника и частоте. Т.е. больше сердечник и больше частота -> сильнее греется. На практике получается наоборот. Можете, пожалуйста, подсказать как в Вашей программе рассчитывается температура магнитопровода?

[Starichok51]

там есть программа для двухтактных преобразователей.
для обратноходовых мне программу не заказывали.

наоборот не получается никогда.
чем больше сердечник, тем больше мощность потерь при прочих равных условиях.
но большой сердечник имеет больше поверхность и поэтому может рассеять больше мощность, при одинаковой температуре поверхности.

формулу для расчета температуры можно найти, например, в каталоге сердечников фирмы Magnetics. по ней я и рассчитываю.

[MrCrowley]

Посмотрел данный каталог. По графикам для сердечников из распыленного железа при моей амплитуде ~в 0.2 Тл выделяемая мощность так и получается в районе 1-2 Вт. Т.е. на таком типе сердечников мой обратноход никак не реализовать? У ферритов потери, судя по всему, выходят чуть меньше. Получается нужно делать обратноходовой преобразователь на феррите, вводя в него зазор, снижая проницаемость ~150? Прикрепил график зависимости потерь на сердечниках из распыленного железа и таблицу по ферритам. Производитель Magnetics.

[zato4nik]

Посчитайте программой Старичка , для кул-мю 60 потери гораздо меньше .

[MrCrowley]

Попробовал через программу. Меня несколько смущает емкость выходного конденсатора (мин. 14 мФ). Может я что-то не верно задал? И обмотки рекомендуется выполнять шестнадцатью проводами по 0.265мм2. Не сильно сурово? Чем обусловлена такая необходимость?

[musor]

скинхедами

[zato4nik]

Конденсатор можно и меньше лишь-бы выдержал пульсации без перегрева, почему там 14мФ это вопрос к Владимиру, по проводам - поставьте галочку "использовать желаемый диаметр провода".

[Starichok51]

емкость этого конденсатора относится к выпрямленному напряжению.
при питании от постоянки такая емкость не нужна, так как пульсаций нет.