tips ang linda spole till DC/DC converter

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Användarvisningsbild
lizerdboy
Inlägg: 1610
Blev medlem: 6 oktober 2003, 22:24:12
Ort: Stockholm

tips ang linda spole till DC/DC converter

Inlägg av lizerdboy »

tja

ska försöka mig på att göra en dc/dc flyback converter,

De jag skulle behöva lite tips och råd är lindning av spole.

nu är applikationen lite mer strömkrävande vilket kan tänkas att de blir mer kritiskt att trafon/spolen blir rätt lindad,

convertern är en 10-16v till 12v och ska klara minst 3A

tanken är att spolen ska ha lindningen 1:1.3 allså secundär är tex 100 lindningar primär och 130 lindningar secundary.

är de rätt tänkt ??

då den ska kunna konvertera upp från 10v och endå kunna köra stepdown från 16v

Något som jag inte har någon aning om är HUR många lindningar "varv" som man ska ha. för att de ska bli bästa.

Bild

// Thanks[/url]
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 17616
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Inlägg av grym »

nej, det står 1:1 lika på båda sidor, följ vad programmet räknat ut

det står ju där, 22µH , sedan är det upp till dig att välja kärna, och räkna ut vilket antal varv som ger 22µH
peter555
Inlägg: 6047
Blev medlem: 12 februari 2006, 10:02:22

Inlägg av peter555 »

Det är också viktigt att inte kärnan mättas, tex genom lämpligt luftgap.
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

jo det handlar om ca 40 Watt, vilket innebär att kärnan inte får mättas för strömmar på minst 8-9 ampere peakström på primärsidan om den kör i kontinuerlig mode - uppåt 16 ampere om den kör disskontinuerlg mode...

så visst luktar det potcore med luftgap och kanske Litz-tråd/band-koppar

om jag tolkar det rätt så fungear 'trafon' inte som vanlig trafo utan som energilagrande induktan med två isolerande kopplingar (man bygger magnetfält i drosseln med ena spolen och tappar av dito med den andra spolen) . Detta gör att '1:1 förhållandet inte är så känslig utan styr 'induktansens' iladdning och urladdningstid.
Johan.o
EF Sponsor
Inlägg: 2388
Blev medlem: 18 juni 2003, 01:08:50
Ort: Jönköping

Inlägg av Johan.o »

Flyback är inte direkt den typen som är enklast att räkna på, lätt att snöra in sig.

Men det är lite svårt att säga så mycket om antal lindingsvarv innan du har valt en kärna med luftgap, så man vet vad reluktansen är på, därefter går det att räkna ut hur många varv det blir, som det är nu går det bara att få reda på lindingsförhållandet. Rätt svårt att säga optimalt lindingsförhållande, men
1:1 verkar ju rätt rimligt, det enda rätta är ju att räkna på det när du har lite mer fakta..

När du valt kärna, så vet du även Bmax, som behövs för att räkna ut hur stort luftgap du ska ha.. Då luftgapet behöver kunna lagra tillräkligt med energi under ton för att sedan avmagniseris under toff, för att kunna ge önskad uttagen effekt.
Så luftgapet är prio 1 att räkna ut enligt mig, med min begränsade erfarenhet..
Användarvisningsbild
Marta
EF Sponsor
Inlägg: 7487
Blev medlem: 30 mars 2005, 01:19:59
Ort: Landskrona
Kontakt:

Inlägg av Marta »

Har Du läst databadet riktigt ordentligt? Jag har bara bläddrat som hastigast, men tycker det verkar som att det finns en strömgräns på typiskt 4A och den kan i värsta fall vara lite lägre också. Som redan nämnts behöver Du betydligt mera för att det skall fungera.

Har Du tittat på MAX1771? Med den har Du extern switchtrissa som då är en MOSFET och det bör kunne ge bättre prestanda. Där kan u välja en trissa som pallar och även sätta strömgränsen själv. Den är lite kinkig med kortlayout, men när det väl fungerar så fungerar den jättebra.

Det bör finnas någon ferritring som kan passa, men se upp så Du har marginal så den inte mättar. Amidon har en hel del ferritringar, en trots allt så pass liten sak kan vara en fördel att använda en toroid. Det är antagligen inte alls många varv som skall lindas.
Användarvisningsbild
lizerdboy
Inlägg: 1610
Blev medlem: 6 oktober 2003, 22:24:12
Ort: Stockholm

Inlägg av lizerdboy »

den bilden som jag la till var bara ett exempel på hur flyback är konsruerat.

jag hade tänkt att ta en kärna från en annan dc/dc konverter, och linda själv,

Luftgap ?? vad är de för värde och som jag kan tänka mig så kan man bara få ut de om man köper en färdig med upmätta värde.
eller har jag fel ??

hur räknar man på ström mättnad i kärnan ?

jag har en krets som jag inte kommer i håg vad den heter, men den kör jag extern mosfet på, har flera att välja på, upp till 75Amp vilket inte ska behövas,

men de jag inte har någon större koll på är trafon/lindningen.

känns de som iaf =)
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

datablad - datablad - datablad är det som gäller även för kärnor, det är inte bara ta vilken som helst i ett nätaggregat då olika kärnor har olika uppgifter.

Dom flesta där är för filtrerande funktion och är inte byggd för stor och snabbväxlande kontinuerlig magnetisk utstyrning (hög inre förlust = blir varm)

tänkte du använda själva switchtrafon så måste du kolla att den arbetar på samma sätt som din konstruktion då om den arbetar som flyback har helt andra krav (lagrar energi i magnetfält) än om den jobbar som just transformator då de senare har mycket högre induktans och jobbar avsiktligt med minsta möjliga magnetiska variationer, kontra storleken och har nästan garanterat inte någon luftgap.

Det är i luftgapen som energin lagras i en flybacktrafo-lösning och vissa ferrit och järnpuler toroider så är luftgapet distrubierat i magnetmaterialet.

---

Kan du inte få fram data så är det en högtidsstund för en sann mättekniker att fundera på metoder att själv karaktärisera magnetmaterialet :-)

till och börja behövs det en bra oscilloskop, fett nätagregat, knippe låginduktiva kondingar i olika storlekar, några lämpliga FET-trissor och tillhörande snabba switchdioder och induktansfria strömmätmotstånd och så en hel del koppartråd. - och miniräknare

tipset där är att kika hur lång tid du kan ha full spänning över spolen och strömmen rampar upp enl. induktansen - tills punkten kommer när strömmen börja rusa - då går kärnan i mättning.

i applicationen skall strömstyrkan helst inte vara i närheten av området där det börja rusa då den har hög magnetisk förlust där och värmer magnetmaterialet.

Vet man strömmen och hur mång varv spolen har, så är det bara att multiplicea dessa tillsammans och då vet du hur många amperevarv kärnan tål.

vill man göra det riktigt seriös så kanske man skall mäta BH-kurvo med riktiga bryggorr, en länk är: http://www.edaboard.com/viewtopic.php?t ... highlight=

Tråden startade pga att frågeställaren gjorde misstaget att mäta med oscilloskopet i AC-läge... Obs detta fungerar bara med 2-kan old plain CRT-oscilloskop med ingångarna kopplade som X-Y eller de ännu väldigt dyra digitalskåpen med digital fosfor (typ Tektronix). Gissar att dom flesta låg och mellanprisklass digitaloscilloskop ej kan koppla sina gångarna som X-Y ännu.
Tekko
Inlägg: 9009
Blev medlem: 28 november 2004, 20:19:15

Inlägg av Tekko »

Användarvisningsbild
Marta
EF Sponsor
Inlägg: 7487
Blev medlem: 30 mars 2005, 01:19:59
Ort: Landskrona
Kontakt:

Inlägg av Marta »

Den där sidan räknar bara på hur induktansen bör vara för att det skall gå ihop med önskad spänning och effekt vid en given frekvens. Kan man inte räkna det själv då förstår man alldeles för lite av hur konstruktionen fungerar. Då blir det också omöjligt att få ut något ur vad skopet visar när den testas och att kunna korrigeraom det inte är som det skall.

Det svåraste, tycker jag, är att beräkna en kärna som inte kroknar. Jag är självlärd utan högskola så just den magnetiska biten är eftersatt och där skulle jag vilja lära mig mera. xxargs kanske kan hjälpa oss magnetiska nollor lite med att komma igång att räkna på sådant. Jag antar det finns fler här som törstar efter kunskap på detta område.

I t.ex. AMIDON's katalog står där le, Ae och Ve som är i enheterna cm cm^2 och cm^3 respektive istället för bara ett enkelt At-värde för vad kärnan klarar innan den kroknar.

Det lilla jaghar konstruerat så har det varit till at tmäta och se så den inte kroknat för mycket och att verkningsgraden varit vettig. Den kärna jag hade kroknade mycket mjukt, så det var svårt att säga en exakt ström att "här är den mättad".
Användarvisningsbild
lizerdboy
Inlägg: 1610
Blev medlem: 6 oktober 2003, 22:24:12
Ort: Stockholm

Inlägg av lizerdboy »

Jätte bra info Tekko/xxargs perfekt.

dom toriderna/droslarna som jag kan få tag på sitter i dc/dc converters som klarara mer än mina ynkliga 3A,
så de känndes inte som de skulle vara något problem med att dom är för små.
det var mer lindningarna jag tyckte kändes lurigt.
och det är inte filter drosslarna jag tänkte använda mig av :o .

jag får testa lite =),


de låter roligt att bygga en test app för drossel lösningar, har bra oscilloskop 0-15v 20A nätagg. ett antal 75A 1Mhz Switch Mosfetar. och låginduktiva kondingar och shyssta dioder är inga problem att få tag på. =)

dessvärre , Tid = 0,


kan de inebära något negativt med att toroiden är överdimensionerade??,
Användarvisningsbild
Marta
EF Sponsor
Inlägg: 7487
Blev medlem: 30 mars 2005, 01:19:59
Ort: Landskrona
Kontakt:

Inlägg av Marta »

En 75A mosfet har antagligen en ganska så mäktig gatekapacitans. Tänk på att drivern skall palla detta.

Tillägg: Om Du återanvänder en färdiglindad sak med delbar kärna så tänk på attdär kan finnas tunna mellanlägg för att ge luftgap. De kan vara svåra att rädda när man delar på en lackad kärna.

Lägg på ett antal varv, parallellkoppla med en känd konding, "pinga" den och mät frekvensen. Sedan är det lätt att räkna ut induktans och från detta Al-värde så Du kan lägga på rätt antal varv för önskad induktans.




Angående kärnberäkningar så krävs det ju fler värden än de som är i tabellen i Amidon's katalog.
Hur gör man för et material som har t.ex. "max flux density 4600" och en kärna av detta material med le=3, Ae=0.13 och Ve=0.4?

Samma material har "residual flux density 1150". Antar det är remanensen och att ett sådant värde indikerar att materialet inte är så bra för t.ex. en push-pull omvandlare där ommagnetiseringsförlusterna skulle bli höga?

Permeabiliteten på ferritmaterialen tycks börja dala redan vid väldigt låga flöden och de gör ju att strömmökningen snabbas upp, men hur vet man var materialet har kroknat? Antar enda sättet är att mäta skillnaden mellan instoppad och avgiven energimängd? Eller finns det andra sätt?
Senast redigerad av Marta 27 maj 2007, 12:29:52, redigerad totalt 1 gång.
SvenW
Inlägg: 1156
Blev medlem: 24 april 2007, 16:23:10
Ort: Göteborg

Inlägg av SvenW »

> "kan de inebära något negativt med att toroiden är överdimensionerade??"

Nej, inte annat än kostnad och vikt. Större kärna ger inom rimliga gränser högre verkningsgrad.

Att optimera induktorn är inte svårt men komplicerat. Det viktigaste är, som redan sagts, att inte driva kärnan i mättnad.
I övrigt handlar det om att att optimera, dvs minimera förluster i:

1. Switchtransistorerna. Ökar alltid med switchfrekvensen.

2. Lindningen. Resistansen per meter ökar något vid höga frekvenser, men å andra sidan behövs kortare tråd. Så det är bättre med hög frekvens. Större kärna ger kortare tråd. För att räkna på strömförträngning (skin effect) såkan du hitta formler på min sida:
http://home.swipnet.se/swi/bessel/bessel.html

3. Förluster i ferritkärnan. Här är det bara att titta i databladen. Förlusterna kan öka något vid låg drivning.

Sedan är det naturligvis viktigt med robusthet och säkerhet. Vad händer vid kortslutning, nollbelastning, hög omgivningstemperatur ...
Användarvisningsbild
Marta
EF Sponsor
Inlägg: 7487
Blev medlem: 30 mars 2005, 01:19:59
Ort: Landskrona
Kontakt:

Inlägg av Marta »

Det är inte en generell sanning att större kärna er lägre förluster. De flesta ferritmaterial har inte elektrisk konduktivitet=0, så en groteskt stor kärna i en applikation kommer att äta effekt som en korrekt dimensionerad inte hade gjort. Sedan är där också magnetiska förluster i materialet.
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

När det gäller minska skinneffekten så kan man snurra ihop ett antal mycket tunnare isolerade koppartrådar till en grövre tråd för den arean man önskar innan den lindas på trafon (home made litz-tråd, använd borrmaskin för att snurra ihop och spänn upp alla kardeler nogsamt och utan knorrar innan borrmaskinen börja snurra )

en annan variant är att köra med kopparfolie/band med isolering mellan varje lager (tejpning) - trots all så handlar det inte om så många varv i switchtrafos.

till detta kanske man måste göra lite special arragemang med skärmfolie (obs _ej_ kopplad som kortsluten slinga) i ett eller 2 lager med lite avstånd mellan primär och sekundärsida för att minska kapasitiva kopplingen mellan lindningslagren - gäller speciellt om man har galvaniskt isolerande omvandlare.

---

Av erfarenhet @ 70 MHz och stoppfilter så ökar Q-värdet avsevärt när man går från cirkulär tråd till tunn kopparfolie - typ från Q=500 vid cirkulär tråd, luftlindat till uppemot Q=1500-2000 när man körde med kopparband för samma sak.

tillägg:

Marta: du har helt rätt att det är inte så lätt att hitta en bra punkt på de relativt sett 'mjuka' kurvorna (i jämförelse med trafoplåt) - vill man inte sitta och tokräkna BH-kurvor så återstår prakiska övningar och långtidstest att kärnan inte blir för varm. Är det något som inte är bra så är det riktigt varma kärnor då permabiliteten minskar (närmar sig curirtemperatur) och förlusterna ökar dels i magnetmaterialer men också högre strömderivata i spolarna pga. lägre induktans och även själva kopparen ökar i resistivitet och det hela hamnar i en ond cirkel.

undvik arbetstemperaturer över 100 grader C på spolen om det går.
Skriv svar