Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Блоки питания, преобразователи напряжения, UPS'ы - это здесь :)
Аватара пользователя
NiTr0
Друг Кота
Сообщения: 3051
Зарегистрирован: Пт авг 10, 2007 12:49:55
Откуда: kr.ua
Контактная информация:

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение NiTr0 »

Andrey_B писал(а):Этой схеме всего года 3. Родилась она в результате спора "Кто сделает автоадаптер для ноута дешевле". Я победил. :-)


Я не говорю о конкретно этой схеме - я говорю о том, что схемы ШИМ на NE555 были актуальны лет 20-30 назад, и то, что вы (не важно, самостоятельно или по образу и подобию старых схем) сваяли аналогичную им - отнюдь не говорит о свежести идеи.
А насчет спора - очевидно, никто просто не вспомнил о не менее бородатых схемах с ключевым элементом в составе мультивибратора, типа таких ;) Кстати, вполне себе работает, думается, не намного хуже схем на NE555 ;) Да и TL494 не такие уж и дорогие, и частоту 200кГц вполне осилят...
Murav
Опытный кот
Сообщения: 877
Зарегистрирован: Чт фев 18, 2010 13:51:56

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение Murav »

NiTr0 писал(а):Вот китайцы-то глупые, никогда полностью не заполняют все свободное пространство окна колечек ДГС

К ДГС предъявляются совсем другие требования, так что там возможно нужно мотать определённое количество витков. Я говорил про силовые дроссели и обратноходовые трансформаторы ИИП.

NiTr0 писал(а):Больший сердечник имеет большую поверхность рассеивания тепла. От этого зачастую и пляшут. Не говоря уже о том, что в большем сердечнике при той же индуктивности получаем несколько меньшие потери.

А ещё на него можно намотать больше витков, что ещё больше уменьшит потери. Или если потери и так нормальны, то взять меньший сердечник.

NiTr0 писал(а):Десятки витков домотать как раз не получится при большом сечении

При большом сечении много витков не получится, потому серьёзных проблем с ним не возникает.

NiTr0 писал(а):Банальные - кольцо неразборное-то

Нужно сначала расчитать кольцо, а потом уже его выбирать.

NiTr0 писал(а):Кроме всего прочего, в серийных устройствах куда правильнее пользвать сердечники с фиксированным зазором, чем мостить прокладки в сердечники без зазора - по понятным причинам.

Не обязательно мотать максимальное число витков - можно намотать на несколько витков меньше. Это же отноистся и к дискретности числа слоём и диаметра проволоки.

NiTr0 писал(а):Не говоря уже о том, что в степ-ап (как и флайбэк) преобразователях увеличение индуктивности свыше критической может негативно сказаться на характеристиках

Засчёт чего? Я ни разу не видел ограничение на максимальную индуктивность.



nik-as писал(а):Число витков обратно пропорционально частоте а размер сердечника прямо пропорционален току через дроссель.

Не всё так просто - нужно учитывать что можно менять не только число витков и размер сердечника, но и зазор. Так что число витков можно оставлять постоянным при увеличении частоты и просто взять больший зазор в сердечнике, чтобы он работал на большем токе.

nik-as писал(а):И зачем обязательно заполнять окно полностью?

Чтобы получить характеристи лучше.
Аватара пользователя
NiTr0
Друг Кота
Сообщения: 3051
Зарегистрирован: Пт авг 10, 2007 12:49:55
Откуда: kr.ua
Контактная информация:

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение NiTr0 »

Murav писал(а):К ДГС предъявляются совсем другие требования, так что там возможно нужно мотать определённое количество витков. Я говорил про силовые дроссели и обратноходовые трансформаторы ИИП.


Никаких особых требований там не предъявляется. Ну не считая того, что соотношение витков обмоток должно быть определенным...

Murav писал(а):А ещё на него можно намотать больше витков, что ещё больше уменьшит потери. Или если потери и так нормальны, то взять меньший сердечник.


Не уменьшит - т.к. сердечник банально вгонится в насыщение током подмагничивания, и результирующая индуктивность окажется заметно меньше ожидаемой. И что-то мне кажется, что потери в металопорошковых кольцах будут зависеть не только от размаха индукции, но и от рабочей точки...

Murav писал(а):При большом сечении много витков не получится, потому серьёзных проблем с ним не возникает.


Ну, к примеру, 20-22 витка получается, дальше - идет 3й слой, который на каркас не влазит ;) А уменьшать сечение - сразу же возрастают потери.

Murav писал(а):Нужно сначала расчитать кольцо, а потом уже его выбирать.


Так я же и говорю - кольцо рассчитывается исходя из условий в первую очередь нагрева и насыщения. Малое кольцо с большим кол-вом витков - будет перегреваться или находиться в насыщении. Или - и то, и другое.

Murav писал(а):Засчёт чего? Я ни разу не видел ограничение на максимальную индуктивность.


Флайбэки обычно проектируются так, чтобы ток в трансформаторе прерывался за период. Так проще обеспечить стабильность преобразователя, да и потери меньше, как в меди, так и на ключе.
Аватара пользователя
Andrey_B
Электрический кот
Сообщения: 1096
Зарегистрирован: Пт апр 09, 2010 16:06:38
Откуда: Тула

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение Andrey_B »

NiTr0 писал(а):Я не говорю о конкретно этой схеме - я говорю о том, что схемы ШИМ на NE555 были актуальны лет 20-30 назад,
Если не о конкретной схеме, то ШИМ на 555 вообще ни когда не был актуальным.
NiTr0 писал(а):и то, что вы (не важно, самостоятельно или по образу и подобию старых схем) сваяли аналогичную им - отнюдь не говорит о свежести идеи.
Идея импульсного понижающего преобразователя вообще не нова.
NiTr0 писал(а):А насчет спора - очевидно, никто просто не вспомнил о не менее бородатых схемах с ключевым элементом в составе мультивибратора,
По условиям спора скорость и технологичность сборки, а также сложность и размер печатной тоже входили в "цену".
NiTr0 писал(а): типа таких ;) Кстати, вполне себе работает, думается, не намного хуже схем на NE555 ;) Да и TL494 не такие уж и дорогие, и частоту 200кГц вполне осилят...
Повышающую топологию в таком ключе, не так просто реализовать, да и на 200 кГц с кольцом из порошкового железа могут проблемы появиться.
Аватара пользователя
Andrey_B
Электрический кот
Сообщения: 1096
Зарегистрирован: Пт апр 09, 2010 16:06:38
Откуда: Тула

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение Andrey_B »

Murav писал(а):Не всё так просто - нужно учитывать что можно менять не только число витков и размер сердечника, но и зазор. Так что число витков можно оставлять постоянным при увеличении частоты и просто взять больший зазор в сердечнике, чтобы он работал на большем токе.
nik-as писал(а):И зачем обязательно заполнять окно полностью?
Чтобы получить характеристи лучше.

Лучшие характеристики - это уменьшение потерь в дросселе, а это в том числе и оммическое сопротивление обмотки, и межвитковая ёмкость, поэтому предпочтительнее уменьшать именно количество витков, как можно равномернее распределяя их по магнитопроводу. А зазор предпочтительнее делать больше, т.к. энергия накапливается именно в нём, и сердечник тяжелее насытить. Конечно массо-габаритные параметры магнитопровода и индуктивность должны учитываться.
Аватара пользователя
NiTr0
Друг Кота
Сообщения: 3051
Зарегистрирован: Пт авг 10, 2007 12:49:55
Откуда: kr.ua
Контактная информация:

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение NiTr0 »

Andrey_B писал(а):Если не о конкретной схеме, то ШИМ на 555 вообще ни когда не был актуальным.


Почему же? Был, примерно в то же время, когда были актуальными автогенераторные мощные преобразователи по причине отсутствия специализированных ШИМ микросхем.

Andrey_B писал(а):Идея импульсного понижающего преобразователя вообще не нова.


Я вообще-то о идее использовать в качестве ШИМ таймер ;)

Andrey_B писал(а):По условиям спора скорость и технологичность сборки, а также сложность и размер печатной тоже входили в "цену".


ШИМ на 2-3 транзисторах не шибко сложнее ;)

Andrey_B писал(а):Повышающую топологию в таком ключе, не так просто реализовать, да и на 200 кГц с кольцом из порошкового железа могут проблемы появиться.


Почему же? Прекрасно реализовывается при желании вполне полноценный ШИМ, хоть и с плавающей частотой... К примеру, на базе несимметричного мультивибратора с транзисторами разной структуры...
Murav
Опытный кот
Сообщения: 877
Зарегистрирован: Чт фев 18, 2010 13:51:56

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение Murav »

NiTr0 писал(а):Никаких особых требований там не предъявляется. Ну не считая того, что соотношение витков обмоток должно быть определенным...

Тем не менее задачи ДГС немного другие, чем у дросселей повышающих и понижающих преобразователей.

И кроме того на станке намотать на кольцевой сердечник можно гораздо меньше витков чем проходит в окно сердечника.

NiTr0 писал(а):Не уменьшит - т.к. сердечник банально вгонится в насыщение током подмагничивания, и результирующая индуктивность окажется заметно меньше ожидаемой.

При увеличении числа витков зазор нужно увеличить. С ферритами вроде проблем со слишком большим зазором не возникает - размер сердечника и так берётся с запасом из-за потерь(по крайней мере на частотах около 100кГц).

NiTr0 писал(а):И что-то мне кажется, что потери в металопорошковых кольцах будут зависеть не только от размаха индукции, но и от рабочей точки...

Возможно. Только рабочая точка по току подмагничивания выбирается с помощью изменения зазора.
В ферритах потрери практически не зависят от тока подмагничивания.

NiTr0 писал(а):Ну, к примеру, 20-22 витка получается, дальше - идет 3й слой, который на каркас не влазит ;) А уменьшать сечение - сразу же возрастают потери.

Значит надо выбрать где будут меньше потери - с проволокой большего диаметра(и двума слоями в данном случае) или с проволокой меньшего диаметра и большим числом витков. Во втором случае последний слой не обязательно заполнять полностью - нужно выбрать такое количиство витков, при котором потери будут минимальны.

NiTr0 писал(а):Флайбэки обычно проектируются так, чтобы ток в трансформаторе прерывался за период.

Далеко не всегда.
Флайбаки на двух транзистора не могут работать в других режимах, поэтому там используют прерывистый режим. А вот на микросхемах вполне можно сделать преобразователь, работающий в непрервном режиме. Другое дело, что выходному фильтру всё равно необходимо подавлять пульации, вызванные тем, что ток в выходной обмотке течёт не всего. Но в непрерывном режиме по сравнению с прерывистыи эти пульации всё равно меньше.

NiTr0 писал(а):Так проще обеспечить стабильность преобразователя

В непрерывном режиме в отличии от прерывистого, коэффицент заполнения мало зависит от выходного тока, так что изменение нагрузки гораздо меньше влияет на выходное напряжение.
Кроме того время стабильность выходного напряжения больше зависит от правильного расчёта обратной связи чем от режима работы.

И вообще кто-нибудь расчитывал контур обратной связи по-нормальному(то есть на основе теории управления с учётом дискретности системы)?

NiTr0 писал(а):да и потери меньше, как в меди, так и на ключе.

Потери на резистивных элементах в непрерывном режиме будут меньше - среднеквадратичный ток для пилы в 2 раза(если не ошибаюсь) больше для прямоугольных импульсов с таким же средним током.


Andrey_B писал(а):Лучшие характеристики - это уменьшение потерь в дросселе, а это в том числе и оммическое сопротивление обмотки

Естественно, потери в меди обмоток тоже нужно учитывать. Только потери в меди можно уменьшить увеличением сечения провода или в крайнем случае недомотав последний слой(в случае разборных сердечников).

Andrey_B писал(а):и межвитковая ёмкость

Межвитковая ёмкость вроде несильно влияет на потери.

Andrey_B писал(а):А зазор предпочтительнее делать больше, т.к. энергия накапливается именно в нём

Как эти две вещи связаны?
А чем меньше зазор тем выше индуктивность.

Andrey_B писал(а):и сердечник тяжелее насытить

Максимальный ток преобразователя задан, поэтому делать зазор больше чем нужно нецелесообразно(меньше тоже - нельзя).

И по моим данным зазор совершенно не влияет на потери в сердечнике(при постоянном числе витков).
Аватара пользователя
NiTr0
Друг Кота
Сообщения: 3051
Зарегистрирован: Пт авг 10, 2007 12:49:55
Откуда: kr.ua
Контактная информация:

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение NiTr0 »

Murav писал(а):При увеличении числа витков зазор нужно увеличить. С ферритами вроде проблем со слишком большим зазором не возникает - размер сердечника и так берётся с запасом из-за потерь(по крайней мере на частотах около 100кГц).


Ну и каким образом зазор-то вы измените в кольце? Пилить? Или брать таки большее по габаритам кольцо, чтобы больше его заполнить проволокой? А смысл?

Murav писал(а):Возможно. Только рабочая точка по току подмагничивания выбирается с помощью изменения зазора.
В ферритах потрери практически не зависят от тока подмагничивания.


Так ферриты и не работают в области сильного насыщения ввиду довольно крутой петли гистерезиса. Металлопорошковые кольца - вполне себе работают при уменьшении эффективной проницаемости до 40-50% от таковой при отсутствии подмагничивания. Даже более того, это - их рекомендованная рабочая область.

Murav писал(а):В ферритах потрери практически не зависят от тока подмагничивания.Значит надо выбрать где будут меньше потери - с проволокой большего диаметра(и двума слоями в данном случае) или с проволокой меньшего диаметра и большим числом витков. Во втором случае последний слой не обязательно заполнять полностью - нужно выбрать такое количиство витков, при котором потери будут минимальны.


Потери даже на 200 кГц у меня в феррите были практически незаметны. Во всяком случае, они были намного меньше потерь в меди. Определялось ессно методом ожогоустойчивого пальца :D

Murav писал(а):Далеко не всегда.
Флайбаки на двух транзистора не могут работать в других режимах, поэтому там используют прерывистый режим. А вот на микросхемах вполне можно сделать преобразователь, работающий в непрервном режиме. Другое дело, что выходному фильтру всё равно необходимо подавлять пульации, вызванные тем, что ток в выходной обмотке течёт не всего. Но в непрерывном режиме по сравнению с прерывистыи эти пульации всё равно меньше.


Почему же тогда во всех методиках рассчета флайбэков опираются на то, что энергия, запасенная за такт в трансформаторе, должна полностью быть отдана за время паузы в нагрузку? Исходя из этого, определяют и индуктивность, и соотношение витков обмоток...
Murav
Опытный кот
Сообщения: 877
Зарегистрирован: Чт фев 18, 2010 13:51:56

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение Murav »

NiTr0 писал(а):Ну и каким образом зазор-то вы измените в кольце?

Взять кольцо с большим зазором. Или кольцо каждого диаметра бывает только с одним и тем же зазором?

NiTr0 писал(а):Потери даже на 200 кГц у меня в феррите были практически незаметны. Во всяком случае, они были намного меньше потерь в меди.

Значит была взята проволока слишком маленького диаметра и намотано слишком много витков.

NiTr0 писал(а):Определялось ессно методом ожогоустойчивого пальца

Определять лучше осциллографом и расчётами. Сверху, где определяется температура сердечника, он может охлаждаться гораздо лучше чем витки катушки, которые ещё к тому же забирают тепло от центральной части сердечника.

NiTr0 писал(а):Почему же тогда во всех методиках рассчета флайбэков опираются на то, что энергия, запасенная за такт в трансформаторе, должна полностью быть отдана за время паузы в нагрузку? Исходя из этого, определяют и индуктивность, и соотношение витков обмоток...

По-видимому этот метод выбор режима работы остался с давних времён, а авторы книг сами не очень хорошо знают, как выбирать режим работы.
И утверждение, что при индуктивности большей, чем "максимальная индуктивность"(которая определяет границу прерывистого и непрерывного режимов) энергия не может быть передана в нагрзку - вообще не верно.

А вообще не все авторы предлагают только этот метод - например Р. Мэк описывает работу обратноходовго преобразователя и в непрерывном режиме. А вот как выбирать подходящий режим - не описывает.

По крайней мере я пока не находил описание каких-либо проблем, которые ограничивают максимальную индуктивность.
Аватара пользователя
NiTr0
Друг Кота
Сообщения: 3051
Зарегистрирован: Пт авг 10, 2007 12:49:55
Откуда: kr.ua
Контактная информация:

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение NiTr0 »

Murav писал(а):Взять кольцо с большим зазором. Или кольцо каждого диаметра бывает только с одним и тем же зазором?


Вы имели ввиду, из другого материала? Так метериалов-то не такой и богатый выбор, да и с доступностью их обычно проблемы...

Murav писал(а):Значит была взята проволока слишком маленького диаметра и намотано слишком много витков.


25 витков диаметром 1.0 при токе ампер в 10 уже ощутимо теплее феррита. Это в дросселе.

Murav писал(а):Определять лучше осциллографом и расчётами. Сверху, где определяется температура сердечника, он может охлаждаться гораздо лучше чем витки катушки, которые ещё к тому же забирают тепло от центральной части сердечника.


Охлаждение - идентичное по сути, тепло от центральной части сердечника забираться опять-таки не может - т.к. не может горячая обмотка забрать энергию у холодного сердечника, вечный двигатель иначе получится :)

Murav писал(а):По-видимому этот метод выбор режима работы остался с давних времён, а авторы книг сами не очень хорошо знают, как выбирать режим работы.


И разработчики Topswitch очевидно тоже...

Murav писал(а):И утверждение, что при индуктивности большей, чем "максимальная индуктивность"(которая определяет границу прерывистого и непрерывного режимов) энергия не может быть передана в нагрзку - вообще не верно.


При непрерывном режиме по определению не вся энергия трансформатора-дросселя за такт отдается нагрузке ;)
Аватара пользователя
Andrey_B
Электрический кот
Сообщения: 1096
Зарегистрирован: Пт апр 09, 2010 16:06:38
Откуда: Тула

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение Andrey_B »

Murav писал(а):И вообще кто-нибудь расчитывал контур обратной связи по-нормальному(то есть на основе теории управления с учётом дискретности системы)?

Вот тут : http://books.tr200.ru/v.php?p=0&id=1108 ... 0%ED%E8%E5
этот вопрос достаточно полно и по простому изложен.
Murav писал(а):Межвитковая ёмкость вроде несильно влияет на потери.

Вобщем для данного применения да. Она сильно влияет в схемах с большим напряжением на первичке.
Murav писал(а):
Andrey_B писал(а):А зазор предпочтительнее делать больше, т.к. энергия накапливается именно в нём

Как эти две вещи связаны?
А чем меньше зазор тем выше индуктивность.
Andrey_B писал(а):и сердечник тяжелее насытить

Максимальный ток преобразователя задан, поэтому делать зазор больше чем нужно нецелесообразно(меньше тоже - нельзя).
Естественно самым целесообразным сделать трансформатор таким как расчитано. Но теоретические расчеты в этой сфере иногда оказываются достаточно далеко от реальной жизни. Поэтому с зазором лучше ошибиться в эту сторону. Я это имел ввиду, может просто не точно выразился.
Murav писал(а):И по моим данным зазор совершенно не влияет на потери в сердечнике(при постоянном числе витков).

Вот тут эта тема чуть затронута : http://www.mmp-irbis.ru/content/files/elmag1.pdf
============ кут =================
Влияние зазора в сердечнике. Если требуемый воздушный зазор в дросселе и трансформаторе будет
находится вне обмотки, генерирующей магнитное поле, то в обмотке не будет возникать значительных
возмущений магнитного поля и, соответсвенно, дополнительных потерь.
Другая альтернатива – использование нескольких дискретных зазоров равномерно распределенных
вдоль обмотки. Предварительные исследования показывают, что дополнительные потери, создаваемые одним
зазором, уменьшаются приблизительно пропорционально кубу от числа используемых зазоров. Поэтому даже
два или три зазора дадут значительный выигрыш.
============ кут =================
Рапределенный зазор, как в сердечнике из порошкового железа, достаточно хорошая альтенатива.
Murav
Опытный кот
Сообщения: 877
Зарегистрирован: Чт фев 18, 2010 13:51:56

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение Murav »

NiTr0 писал(а):Вы имели ввиду, из другого материала? Так метериалов-то не такой и богатый выбор, да и с доступностью их обычно проблемы...

Значит придётся брать ближайший к расчитанному для максимального количиства витков зазор(если не ошибаюсь, то зазор можно брать только больший), после чего для него считать число витков при котором сердечник не уходит в насыщение(оно будет меньше, чем для расчитанного зазора).

NiTr0 писал(а):25 витков диаметром 1.0 при токе ампер в 10 уже ощутимо теплее феррита. Это в дросселе.

Раз потери в обмотке большие, то вполне возможно взят слишком большой диаметр проволоки . Вполне возможно, если взять больший диаметр проволоки(с меньшим количиством витков), то суммарные потери будут меньше.

Или в этом дросселе были какие-то требования к индуктивности, требующие большого количиства витков?

NiTr0 писал(а):И разработчики Topswitch очевидно тоже...

Тем не менее о проблемах, которые ограничивают максимальную индуктивность я не слышал.



Andrey_B писал(а):Вот тут эта тема чуть затронута : http://www.mmp-irbis.ru/content/files/elmag1.pdf
============ кут =================
Влияние зазора в сердечнике. Если требуемый воздушный зазор в дросселе и трансформаторе будет
находится вне обмотки, генерирующей магнитное поле, то в обмотке не будет возникать значительных
возмущений магнитного поля и, соответсвенно, дополнительных потерь.
Другая альтернатива – использование нескольких дискретных зазоров равномерно распределенных
вдоль обмотки. Предварительные исследования показывают, что дополнительные потери, создаваемые одним
зазором, уменьшаются приблизительно пропорционально кубу от числа используемых зазоров. Поэтому даже
два или три зазора дадут значительный выигрыш.
============ кут =================

Тем не менее при постоянном количистве витков потери от зазора практически не зависят
Murav писал(а):Только чтобы увеличить индуктивность не меняя число витков(если число витков и так уже максимально возможное) придётся увеличивать индуктивность одного витка, меняя зазор. При этом будет расти эквивалентная магнитная пронецаемость(они прямо пропорциональны), а вместе с ней и пульсации магнитного потока. Как результат - пульсации магнитного потока, а вместе с ними и потери в сердечнике остаются постоянными.
Аватара пользователя
NiTr0
Друг Кота
Сообщения: 3051
Зарегистрирован: Пт авг 10, 2007 12:49:55
Откуда: kr.ua
Контактная информация:

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение NiTr0 »

Murav писал(а):Значит придётся брать ближайший к расчитанному для максимального количиства витков зазор(если не ошибаюсь, то зазор можно брать только больший), после чего для него считать число витков при котором сердечник не уходит в насыщение(оно будет меньше, чем для расчитанного зазора).


Повторюсь: кольца, которые я видел в продаже - в основном, из материала -52. Другие найти гораздо сложнее. И собссно характеристики "зазор" у них нет - указывается только эквивалентная проницаемость, одинаковая для всех колец из данного типа материала.
Потому я и спросил, что делать, если заполненное целиком проволокой кольцо оказывается по рассчетам в насыщении - покупать бОльшее, или таки сматывать лишнюю проволоку ;)

Murav писал(а):Раз потери в обмотке большие, то вполне возможно взят слишком большой диаметр проволоки . Вполне возможно, если взять больший диаметр проволоки(с меньшим количиством витков), то суммарные потери будут меньше.

Или в этом дросселе были какие-то требования к индуктивности, требующие большого количиства витков?


Обычный выходной дроссель пуш-пула. 20 витков - вроде как и немного. Минимальная индуктивность, опять же, обусловлена пульсациями тока на емкостях фильтра.
А мотать меньшее кол-во витков (уменьшая индуктивность) - совсем противоречит вашей гипотезе о необходимости полного заполнения проволокой всего доступного окна для получения максимальной индуктивности ;)
Murav
Опытный кот
Сообщения: 877
Зарегистрирован: Чт фев 18, 2010 13:51:56

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение Murav »

NiTr0 писал(а):Повторюсь: кольца, которые я видел в продаже - в основном, из материала -52. Другие найти гораздо сложнее. И собссно характеристики "зазор" у них нет - указывается только эквивалентная проницаемость, одинаковая для всех колец из данного типа материала.
Потому я и спросил, что делать, если заполненное целиком проволокой кольцо оказывается по рассчетам в насыщении - покупать бОльшее, или таки сматывать лишнюю проволоку

Если у этих колец ограничением является ток насыщения, то значит придётся мотать меньше витков(расчитанных из условия насыщения). А если потери получаются слишком большие, то брать другой сердечник(в том числе не обязательно из порошкового железа).
А вот если ограничение по насыщению далеко, как в случае ферритовых сердечников с зазором(обычно число стандартных зазоров достаточно большое и кроме того зазоры можно выбирать для каждой половинки), то нужно мотать максимальное число витков(или близкое к максимальному).

NiTr0 писал(а):А мотать меньшее кол-во витков (уменьшая индуктивность) - совсем противоречит вашей гипотезе о необходимости полного заполнения проволокой всего доступного окна для получения максимальной индуктивности

Вообще то я говорил не про максимальную индуктивность, а про минимальные потери. Так что в данном случае целесообразно увеличивать диаметр проволоки и уменьшать число витков(но всё равно окно сердечника будет заполнено практически польностью).
Аватара пользователя
NiTr0
Друг Кота
Сообщения: 3051
Зарегистрирован: Пт авг 10, 2007 12:49:55
Откуда: kr.ua
Контактная информация:

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение NiTr0 »

Murav писал(а):Если у этих колец ограничением является ток насыщения, то значит придётся мотать меньше витков(расчитанных из условия насыщения). А если потери получаются слишком большие, то брать другой сердечник(в том числе не обязательно из порошкового железа).


Ну вот и пришли к тому, что лишние витки могут быть вредными... Потому собссно китайские ДГС полностью и не заполняются.

Murav писал(а):А вот если ограничение по насыщению далеко, как в случае ферритовых сердечников с зазором(обычно число стандартных зазоров достаточно большое и кроме того зазоры можно выбирать для каждой половинки), то нужно мотать максимальное число витков(или близкое к максимальному).


"стандартных зазоров" аж 2 - 0.25 и 0.5мм вообще-то. Соответственно, суммарный "стандартны зазор" - до 1 мм.

Murav писал(а):Вообще то я говорил не про максимальную индуктивность, а про минимальные потери. Так что в данном случае целесообразно увеличивать диаметр проволоки и уменьшать число витков(но всё равно окно сердечника будет заполнено практически польностью).


А еще стоит учесть, что проволоку толще 1.1мм на каркас под Е25 намотать, а сосбенно - припаять к лапам, уже весьма проблематично...
Murav
Опытный кот
Сообщения: 877
Зарегистрирован: Чт фев 18, 2010 13:51:56

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение Murav »

NiTr0 писал(а):Ну вот и пришли к тому, что лишние витки могут быть вредными...

Могут быть, но только при серьёзном ограничении на ток насыщения. В Ш-образных сердечниках такой проблемы нет, потому в них число витков должно быть близко к максимуму.

И кстати какой сердечник будет иметь меньшие потери в ИИП(понижающих и повышающих дросселях и обратноходовых трансформаторах) при одинаковых эквивалентной длинне средней линии и эквивалентном сечении магнитопровода - кольцевой металлопорошковый или Ш-образный ферритовый с зазором?

NiTr0 писал(а):"стандартных зазоров" аж 2 - 0.25 и 0.5мм вообще-то. Соответственно, суммарный "стандартны зазор" - до 1 мм.

Стандартных зазоров обычно заметно больше. Например сердечник Epcos E25 имеет зазоры 0.16,0.25,0.5 и 1 мм в каждой из половинок. Всего из них можно составить 15 различных зазоров, максимальный из которых будет 2мм, чего более чем достаточно для катушки с максимальным количиством витков(максимальную мощность ограничивают потери).

NiTr0 писал(а):А еще стоит учесть, что проволоку толще 1.1мм на каркас под Е25 намотать, а сосбенно - припаять к лапам, уже весьма проблематично...

Значит надо использовать две проволоки параллельно. При этом проволоки могут быть диаметра, меньшего чем использованая до этого одиночная проволока(всё равно их сечение будет больше).
Аватара пользователя
NiTr0
Друг Кота
Сообщения: 3051
Зарегистрирован: Пт авг 10, 2007 12:49:55
Откуда: kr.ua
Контактная информация:

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение NiTr0 »

Murav писал(а):Могут быть, но только при серьёзном ограничении на ток насыщения. В Ш-образных сердечниках такой проблемы нет, потому в них число витков должно быть близко к максимуму.


Есть еще понятие "целесообразность". Так, нет смысла для преобразователя мощностью ватт 100-150 пытаться уменьшить потери в дросселе с 1 до 0.5Вт, если это связано с заметным повышением трудоемкости изготовления и цены :)

Murav писал(а):И кстати какой сердечник будет иметь меньшие потери в ИИП(понижающих и повышающих дросселях и обратноходовых трансформаторах) при одинаковых эквивалентной длинне средней линии и эквивалентном сечении магнитопровода - кольцевой металлопорошковый или Ш-образный ферритовый с зазором?


При одинаковых сечении и длинне средней линии - ферритовый сердечник попросту не сможет работать там, где работает металлопорошковый. Т.к. для получения требуемой индуктивности при заданном токе нужен будет значительно бОльший по размерам феррит.

Murav писал(а):Значит надо использовать две проволоки параллельно. При этом проволоки могут быть диаметра, меньшего чем использованая до этого одиночная проволока(всё равно их сечение будет больше).


Проблему с намоткой на выводы это не решает. Длинна выводов-то ограниченная...
Murav
Опытный кот
Сообщения: 877
Зарегистрирован: Чт фев 18, 2010 13:51:56

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение Murav »

NiTr0 писал(а):Есть еще понятие "целесообразность". Так, нет смысла для преобразователя мощностью ватт 100-150 пытаться уменьшить потери в дросселе с 1 до 0.5Вт, если это связано с заметным повышением трудоемкости изготовления и цены

А если в результате такого расчёта получится взять сердечник поменьше в котором потери будут тот же 1Вт?
И кроме того в чём заключается "заметное повышение трудоемкости изготовления и цены"? Медь достаточно дёшева, а мотать 10 или 15 витков - практически без разницы(пока не достигнуто предельное количиство витков).

NiTr0 писал(а):При одинаковых сечении и длинне средней линии - ферритовый сердечник попросту не сможет работать там, где работает металлопорошковый. Т.к. для получения требуемой индуктивности при заданном токе нужен будет значительно бОльший по размерам феррит

А если учесть, что число витков, зазор, индуктивность(а вместе с ней ток пульсаций) и частота могут быть другими?
Напоминаю, что зазор сам по себе на потери не влияет, а по тому можно обеспечить любой необходимый ток насыщения ферритового сердечника(по крайней мере в более-менее маломощных ИИП с кпд около 70% величина зазора заметно меньше максимальной).

NiTr0 писал(а):Проблему с намоткой на выводы это не решает. Длинна выводов-то ограниченная...

Обычно длинны выводов вполне хватает для намотки двух-трёх достаточно толстых проволок. На выводы катушки E25 две проволоки по 0.8мм должны поместиться(а их сечение на 30% больше одной проволоки 1мм). Кроме того можно наматывать эти проволоки не на один вывод, а на 2 соседних, которые затем соединить на плате.
Аватара пользователя
NiTr0
Друг Кота
Сообщения: 3051
Зарегистрирован: Пт авг 10, 2007 12:49:55
Откуда: kr.ua
Контактная информация:

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение NiTr0 »

Murav писал(а):А если в результате такого расчёта получится взять сердечник поменьше в котором потери будут тот же 1Вт?
И кроме того в чём заключается "заметное повышение трудоемкости изготовления и цены"? Медь достаточно дёшева, а мотать 10 или 15 витков - практически без разницы(пока не достигнуто предельное количиство витков).


Поменьше не удастся - опять же, по причине невозможности получения заданной индуктивности при заданном токе (и зазоре), обмотка не влезет в окно.
А по части намотки - проблем нет никаких, пока в окне есть место для еще одного слоя. Если же заполняется окно целиком - последний слой уложить бывает проблематично, феррит не налезет.
Ну и бифиллярку мотать сложнее.

Murav писал(а):А если учесть, что число витков, зазор, индуктивность(а вместе с ней ток пульсаций) и частота могут быть другими?
Напоминаю, что зазор сам по себе на потери не влияет, а по тому можно обеспечить любой необходимый ток насыщения ферритового сердечника(по крайней мере в более-менее маломощных ИИП с кпд около 70% величина зазора заметно меньше максимальной).


Мы вроде как сравнивали одинаковые дроссели на сердечниках из разного материала, работающие в одном и том же преобразователе, не? И на индуктивность наклаыдвается достаточно жесткое ограничение снизу (выходные пульсации и/или граничные токи пульсаций электролитов фильтра).
По поводу числа витков и зазора - повторюсь: при той же индуктивности вместить нужное кол-во витков для достижения заданной индуктивности при заданном макс токе будет невозможно. Пример: кольцо Т130-52, длинна средней линии - 82,8 мм, сечение - 73 мм.кв., прекрасно работает в качестве дросселя индуктивностью 1.1 мГн при токе до 4А (вернее, при макс токе индуктивность падает где-то до 700 мкГн по рассчетам - что вполне устраивает). Попробуйте-ка мне намотать такой же дроссель на E32/16/9 - близком по геометрическим параметрам ;)

Murav писал(а):Обычно длинны выводов вполне хватает для намотки двух-трёх достаточно толстых проволок. На выводы катушки E25 две проволоки по 0.8мм должны поместиться(а их сечение на 30% больше одной проволоки 1мм). Кроме того можно наматывать эти проволоки не на один вывод, а на 2 соседних, которые затем соединить на плате.


2 провода 0.8 помещаются с трудом.
Murav
Опытный кот
Сообщения: 877
Зарегистрирован: Чт фев 18, 2010 13:51:56

Re: Автомобильный преобразователь 12V- 24V 8A

Сообщение Murav »

NiTr0 писал(а):Поменьше не удастся - опять же, по причине невозможности получения заданной индуктивности при заданном токе (и зазоре), обмотка не влезет в окно.

Если до этого удалось уменьшить потери с 1Вт до 0,5Вт, то значит запас есть.

И кроме того не обязательно всегда пытаться поддерживать заданную один раз индуктивность - необходимая индуктивность в большей степени определяется катушкой(то есть при какой индуктивности она будет работать лучше всего) и в меньшей остальными компонентами(особенно в непрерывном режиме).

NiTr0 писал(а):Мы вроде как сравнивали одинаковые дроссели на сердечниках из разного материала, работающие в одном и том же преобразователе, не? И на индуктивность наклаыдвается достаточно жесткое ограничение снизу (выходные пульсации и/или граничные токи пульсаций электролитов фильтра).

А вот я сейчас спрашиваю, какие будут потери в преобразователях с одинаковыми характеристиками и катушками одинакового размера из порошкового железа и феррита.
Характеристики у ферритов и порошкового железа достаточно сильно отличаются, поэтому оптамальный режим для каждого из них будет разным.

NiTr0 писал(а):Пример: кольцо Т130-52, длинна средней линии - 82,8 мм, сечение - 73 мм.кв., прекрасно работает в качестве дросселя индуктивностью 1.1 мГн при токе до 4А (вернее, при макс токе индуктивность падает где-то до 700 мкГн по рассчетам - что вполне устраивает). Попробуйте-ка мне намотать такой же дроссель на E32/16/9 - близком по геометрическим параметрам

Если взять E32/16/9 материал N87 с зазором 1мм(это один из немногих стандартных зазоров для этого сердечника у Epcos) и намотать 75 витков(а максимально число витков проволоки 1мм - 90, но из-за малого количиства возможных зазоров приходится взять меньше), то получится индуктивность 800мкГн при токе 4А.

И кроме того меня интересует не индуктивность, а потери в катушке ИИП.
Ответить

Вернуться в «Питание»