Hur linda transformator för Switchad AC/DC

[Thomasx]

Hejsan

Jag har genom TI's verktyg WEBENCH fått en design på en switchad AC/DC som jag tänkte bygga ihop. Den kräver dock en custom trafo och jag funderar då på mer exakt hur man lindar en sådan, då jag inte gjort det tidigare.
Webench ger en "Winding instruction", men jag skulle nog kunna behöva en lite mer utförlig beskrivning. Någon som är kunnig på hur man lindar trafos och kan ge mig lite mer detaljerade instruktioner.
Framförallt funderar jag kring att primary lindas två gånger, först och sist om jag förstår. Avslutar man första primary lindningen på ett "ledigt" ben, som man sedanfortsätter den andra lindningen ifrån, och sedan ansluts inte detta benet på kretskortet?
Lindas alla lindningarna bara rakt över varandra? Vad betyder Layers och Strands i detta sammanhanget? Vad betyder 2/4.0 i winding instructions.

WEBENCH®
Transformer Report
# Name Value
1. Core Part Number 150-2171
2. Core Manufacturer Wurth Elektronik
3. Coil Former Part Number 070-5783
4. Coil Former Manufacturer Wurth Elektronik

Transformer Electrical Diagram
Primary Turns 146.0
AWG 23.0
Layers 4.0
Strands 1.0
Insulation Type Heavy Insulated Magnet Wire

Auxiliary Turns 17.0
AWG 28.0
Layers 1.0
Strands 4.0
Insulation Type Heavy Insulated Magnet Wire

Secondary Turns 14.0
AWG 23.0
Layers 1.0
Strands 2.0
Insulation Type Triple Insulated

Transformer Construction Diagram
Winding Instruction

Winding	AWG	Turns	Winding Orientation
Primary First 2/4.0	23.0	73	Clockwise
Triple Insulated Secondary	23.0	14.0	Counter Clockwise
Auxiliary	28.0	17.0	Counter Clockwise
Primary Second 2/4.0	23.0	73	Clockwise

[Janson1]

Kan inget direkt om detta men är också intresserad då jag funderar på att linda något liknande med 50-150 Khz switchfrekvens Det krävs nog sk lits-tråd för detta?
Vilken frekvens har du tänkt dig Thomasx?

[Bjaellerud]

Många knepiga saker att tänka på...

AWG betyder American Wire Gauge, dvs trådens diameter, finns tabeller som översätter till internationell standard, dvs mm.
Högre AWG är smalare tråd.

Wire betyder tråd, inte lina, lina heter på engelska Wire rope, eller stranded wire. Det svenska ordet vajer är en lina och inte det man kallar Wire.

Magnet Wire är lackad koppartråd, och entrådig då wire betyder just tråd.

Strands är antalet kadelar i en lina, exvis strandes hoch up wire betyder då flertrådig kopplingstråd.
I detta fall menar man att man lindar med flera trådar parallellt.
Men använder fler smalare trådar för att lättare få in tråden böja den i hörnen etc.
Många strands, exvis 7 st eller fler ger en Litztråd, dvs en lina där varje ingående kardel, (strand) är isolerade från de andra, ger bättre resultat på höga frekvenser.

Heavy insulated magnet wire, dubbellackad koppartråd.

Sen finns det tydligen en nivå till vilket kanske krävs tefloniolerd tråd.

Layers, hur många lager av lindningen det blir med antal varv som anbefalls.

Turns antal varv lindat.

Ja man kan linda dem ovanpå varandra ingen konstlindning med uppdelade lindningar lär. behövas.

Däremot bör man kanske ha ett isolerat lager mellan primär och sekundärlindningarna för att få tillräcklig isolation mellan AC nätet och sekundärspänningen.
Bäst är en transformator med två sekioner på bobinen.

Sen är frågan om det är en CE märkt produkt du skall linda, då är det noga med isolationen.

Roysan

[Hedning]

Bobin med två sektioner går inte ihop med hur lagren är specificerade.
Räkna ut bredden för alla trådar på varje lager, trådbredd x strands x antal varv.
Ryms det i bobinen? Centrera lagren om det är plats över. Om det inte får plats -
börja om från början.

[rikkitikkitavi]

I detta fallet är primären delad på en inre och yttre lindning , med sekundären och auxilliary mellan.

Syftet är att förbättra den magentisak kopplingen och minska olika typer av magenetiska förluster som uppstår vid typiska switchfrevkenser (men inte 50Hz) transformatorer. Googla begrepp som "proximity effekt" . Förlusterna kan leda till isolationsgenombrott och kortslutning och därefter seriös bang med rök när switchtrissorna går.
Detta innebär att man helst lindar varje lindning i lager med sekundärerna , sk interleaved winding och inte alla primärlager ovanpå varandra tex. Jag använder engelska termer för de är lättare att googla.

I detta fallet lindas sekundären av tripple insulated wire som i sig uppnår tillräcklig isolation mot primärlindningen utan att man behöver beakta isolationshållfasthet hos mellanlägg, krypavstånd osv. I princip kan den lindas direkt mot primären.
HEavy insulated betyder förmodligen tvålagers lackad koppartråd.
Det går att linda med vanlig koppartråd, men då måste man ha isolerande skikt osv mellan och beakta krypavstånd (creepage distance) mm. Tex polyestertejp mm. I det fallet kan man inte linda hela vägen ut alltså.

Exakt vad beror på vilka krav som ställs på trafons isolation.

Man seriekopplar primärlindningarna vanligen genom att göra som du skriver, de möts på ett ben på coilformern. Detta ben har en lödpad ofta, men är inte ansluten (för att säkra trafon på kretskortet brukar alla ben lödas)
Sekundären ansluts såklart på andra sidan coilformern.

Layers är antalet lager ovanpåvarandra. Strands är antalet parallellkopplade trådar av den AWG som benömns

Kärnan, bobbin (coil former) och vanlig isolerad (500V eller mer) koppartråd kan man lätt få tag på. Inga stora distributörer(RS, Elfa , Farnell mm) för trippleisolerad tråd som standard men självklart om du sklal köpa 10X20 kg rullar fixar de åt dig (för ett pris) . Den är mycket dyrare än vanlig isolerad koppartråd.

https://powermagneticsstore.co.uk/shop/ ... -wire.html

Skicka mig ett PM med en mailadress skall du få lite informativ litteratur som PDF. Att ge sig på detta är inte lätt. Bara kretskortet för nätaggregatet är en utmaning att få till bra och kan leda till komplexa fel. Isolationen är a och o.
Jag rekommenderar dig även att studera lite applikationsexempel från olika leverantörer. Fairchild, Siemens, Nexperia mfl .
Googla "application note XXX" , där XXX är topologin (forward, flyback halv bridge osv)

Du kan också slakta ett gammalt PC aggregat och titta på hur trafon är uppbyggd. Det är ofta en forward omvandlare på lite mindre (ca 300W) , större nätaggregat är ngn form av resonant för det mesta.
De kör billigaste koppartråd och massor av gul polyestertejp mellan lindningarna för isolationen.

[swirve]

Känns som beskrivningen va rätt straightforward... Kan rekommendera att hipot testa (eller åtminstone megga) mellan primär/aux och sekundär lindning för att kolla isolation. Bra också om du har nån kunnig som kan granska av mönsterkort designen. Det är ju farliga spänningar du har att göra med, så bra med ett par extra ögon.
Kan också rekommendera power integrations guider, design notes etc.

Triple insulated wire finns på Conrad! https://www.conrad.se/sv/search.html?se ... itz%20Wire

[rikkitikkitavi]

Conrad, ibland överaskar du mig

[rysshack.se]

Skall den switchade nätdelen vara för hobbybruk eller i en produkt?

Kan inte säga att jag är expert på att designa switchade nätdelar, arbetade dock med att granska elektronik som underlag för CE märkning en period, där jag slog sönder ett antal transformatorer för att dokumentera att de var byggda på ett sätt som standarden krävde för säkerhet. Granskade även att kretskorten höll isolationsavstånden i luft och på kortet som krävde för de spänningar som var i kretsen.

Därav frågan, om du skall göra något själv kan du kanske köra ett hipot prov och ta det för vad det är, men skall det vidare ut som produkt sedan så bör både kortet och trafon designas för den standard som produkten ligger under.
Ofta är det rätt lika krav som gäller för isolationsavstånd mellan olika produkter, men det kan skilja mellan standarder.

Om av intresse kan du skicka även mig ett PM, det tar lite längre tid att skriva, så du får slå en signal isf
Men jag kan berätta vilka saker som det vanligen blev anmärkningar på, dvs att det produkten inte uppfyllde standarden, när det gäller de switchade nätdelarna

[alexanderson]

Du skriver inte vad det är för typ av omvandlare.
Flyback brukar var mest ekonomisk FÖR EFFEKTER UPP TILL CA 50 WATT.
Flyback kräver en transformator med luftgap.
I detta fall är sekundärlindningens totala area endast 0,6 kvmm. Således en ganska låg ström.
Men AWG23 är inget standardvärde.

[alexanderson]

Du kan också slakta ett gammalt PC aggregat och titta på hur trafon är uppbyggd. Det är ofta en forward omvandlare på lite mindre (ca 300W) , större nätaggregat är ngn form av resonant för det mesta.
De kör billigaste koppartråd och massor av gul polyestertejp mellan lindningarna för isolationen.

Om datornätaggregatat är mer än 20 år gammalt är det oftast utfört som HALV-brygga, bipolära transistorer (exempelvis 2SC4242), TL494 som drivkrets och 25-30 kHz switchfrekvens.
-
De något modernare (forward) är ofta uppbyggda med mosfettransistorer, UC3842/UC3843 som drivkrets och 50-60 kHz switchfrekvens.

[rikkitikkitavi]

Sant, jag har en låda med forwardtrafos från 360-400W nätagg som ofta råkat illa ut. Ofta EI33 kärnor eller en nära variant. Oftast dock inte UC3842/43 utan ngn generikakopia från Taiwan men liknande funktionalitet.
De stora datortillverkarna spottade ju ur sig miljoner desktops med dessa varianter.

[alexanderson]

För switchade nätaggregat använder man oftast kärnor med ett runt mitt ben typ EER eller ETD.
Men i Thomasx applikation användes kärnan ERL35.

[rikkitikkitavi]

Sant, får kolla i skrotlådan när jag hittar den. Kan minnas fel om kärnans form.

[Thomasx]

Hejsan

Tack för svaren, jag skall läsa på lite till och begrunda.
Initialt är detta för hobby, men jag vill att den uppfyller gällande krav, blir rätt konstruerad m.a.p. isolation osv.
Var kan jag läsa på om isolationsavstånd?

Det är en flyback på 70W.

[alexanderson]

Sök på "Elektronikforumet isolationsavstånd"
När det gäller transformatorn så är det brukligt att den skall klara 4000 volt mellan primär och sekundär.