Jak obliczyć zwoje pierwotne dla małego transformatora flyback na rdzeniu EE?

Tue Sep 30, 2014 7:11 pm   

Korzystając z webowego narzędzia na stronie ST "wyliczyłem" sobie
maluśkiego flybacka, o takiego:
schemat: http://szczurzawieza.net/dlaludzi/schemat.png
parametry: http://szczurzawieza.net/dlaludzi/parametry.png
No dobra, to teraz trzeba by nawinąć trafo, część danych jak widać już
jest, więc zacząłem od policzenia zwojów pierwotnego. Popatrzyłem w
różne pdfy pod hasłem "flyback transofmer design" i mam rozbieżne wyniki.
Według tego http://www.ti.com/lit/ml/slup127/slup127.pdf i jeszcze paru
innych wzór jest N=(L*Ipk)/(Bmax*Ae), przyjmuje Bmax=0,25T i dla różnych
małych rdzeni EE10, EE16 itp. mam około 5-10 zwojów pierwotnego - według
mnie podejrzanie mały wynik, bo jak tu teraz nawinąć wtórne jak
programik ST wyliczył przekładnię Npri/Nsec=16,6?
Według poradnika na stronie ST http://tinyurl.com/n4fxw6a wzór jest
bardziej dziwaczny (wzór 5 na stronie 3) i z niego wychodzi 100 zwojów
dla przyjętej na oko szczeliny 0,4mm, co już wydaje mi się znacznie
bardziej realne.
Kto ma racje? Gdzie błądzę? Czy może najpierw policzyć zwoje na wtórnym?

--
Pozdrawiam
Jakub Rakus

Tue Sep 30, 2014 8:09 pm   

Hello Jakub,

Tuesday, September 30, 2014, 9:11:31 PM, you wrote:


Parametry mogłeœ dać tekstowo...

Trochę niska indukcyjnoœć jak na tak małš moc.


Sprawdziłem - daje się wyprowadzić taki wzór. Podaje on MINIMALNĽ iloœć
zwojów dla podanych parametrów ale nie uwzględnia rzeczywistych
możliwoœci rdzenia - maksymalnej przenikalnoœci oraz geometrii.


Mi dla E10 wyszło 18 zwojów... Czyli wzór wychodzšcy z pršdu nie jest
dobry dla skrajnie małych mocy.


Nie. Najproœciej próbować liczyć według energii.

Dla Ipk = 0.151A i indukcyjnoœci 320ľH współczynnik I^2*L wynosi
7.3 * 10-^6.

Bierzemy katalog Ferroxcube z 2009 roku (dostępny jako HB2009.pdf) i
na stronie 32 znajdujemy wykres i widzimy, że już dla szczeliny 0.1mm
rdzeń E13/7/4 ma znacznie większy niż potrzeba zapas energii.
Równoczeœnie szczelina 0.1mm jest bodaj najmniejszš szczelinš jakš
daje się frezować w rdzeniu.

Bierzemy teraz program SFDT2010 (Google!) i na pierwszym ekranie
wybieramy kształtkę E, następnie z listy E13/7/4, materiał 3C90.
Idziemi niżej i w Total airgap wpisujemy 100 (ľm) a następnie w L
wpisujemy 320ľH otrzymujšc poniżej wynik 45 zwojów.
W polu Ids możemy wpisać 0.151 (kropka a nie przecinki w tym
programie!) i uzyskamy w polu Bbias indukcję odpowiadajšcš takim
parametrom - w tym wypadku zaledwie 86mT.

Jak się pobawisz, to się przekonasz, że rdzeń E8.8/4.2/2.1 przy 69
zwojach, szczelinie 0.1mm spokojnie 140mT - wydaje się być idealny ale
dla tego rdzenia nie jest produkowany bezpieczny karkas dla zasilaczy
sieciowych.

Najmniejszy dostępny bezpieczny karkas to ten:
http://www.feryster.pl/polski/podglad.php?lang=pl&id=4

I - żeby było proœciej - podam Ci gotowe parametry.
szczelina 0.2mm (czyli kawałeczek papieru ksero - typowego 80g/m^2 -
pod każdš kolumnę rdzenia) daje AL = 79 co daje dla pierwotnego 64
zwoje. Indukcja według wzoru
B = AL * I * n / Ae [mT, nH/zw^2, A, 1, mm^2]
wychodzi 70mT - mało ale tego się trzymaj przy tak małej mocy.

Pierwotne (piny 2*-1) DNEE 0.16mm - nie ze względu na pršd ale ze względu na
możliwoœć nawinięcia dwóch warstw. Po nawinięciu 32 zwojów warstwa
izolacji. Po całoœci 2 warstwy izolacji. Pilnuj, żeby poczštek nie
dotykał końca!
Aux (piny 4*-3) - 9 zwojów dwoma drutami DNEE 0.16 rozrzucone na
szerokoœć karkasu. 3 warstwy izolacji
Wtórne po 4 zwoje. Wtórne nawijasz bifilarnie drutem
0.3mm w potrójnej izolacji (TIW) - chodzi o lepsze wypełnienie
warstwy. Łšczysz na piny 5-8 jak Ci wygodnie.
3 warstwy izolacji.

Rdzeń, karkas, druty kupisz w sklepie Ferystera. Może uda Ci się
wyżebrać metr taœmy izolacyjnej 1350F 7mm

--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

Tue Sep 30, 2014 9:39 pm   

On 30.09.2014 22:09, RoMan Mandziejewicz wrote:


No też mnie to trochę nurtuje, bo jak liczyłem ręcznie dla podobnego
zasilacza na kostce z Supertexa to było trzy razy więcej. Zwiększyć "na
czuja" mimo wyliczeń programu?


Aż taki mały odrzuciłem na poczštku - skrypt na stronie Ferystera
pokazał, że się tam nie zmieszczę ze wszystkimi uzwojeniami.


Ale w fabryce to się chyba robi czymœ innym?


Chodzi o lepsze wypełnienie okna?


Hmmm, czy jest jakaœ zasada, żeby Aux dawać między pierwotnym a wtórnym?
Jak kojarzę takie przetworniczki to zawsze miały Aux na samym wierzchu.


Dzięki Roman, nie musiałeœ aż tak, odebrałeœ mi zabawę Ale sobie to
jeszcze raz policzę dla E10. Na razie zrobię z tego co mi się pęta po
szufladach, bo mam sporo różnych rdzeni i drutów. Jak zadziała, to
Feryster i tak zarobi, bo będzie potrzebne dużo takich traf ;)

--
Pozdrawiam
Jakub Rakus

Tue Sep 30, 2014 10:16 pm   

Hello Jakub,

Tuesday, September 30, 2014, 11:39:14 PM, you wrote:

[...]


Byłem przekonany, że Ty to prywatnie, jedną sztukę chcesz. A jak
produkcyjnie, to dlaczego nie użyjesz TNY274? Poza tym - po czorta to
liczysz sam, skoro dostaniesz wszystko gotowe?


--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

Wed Oct 01, 2014 7:05 am   

W dniu 2014-10-01 o 00:16, RoMan Mandziejewicz pisze:

Ja też dziękuję, może wreszcie spróbuję pokonać mój wstręt do
indukcyjności i się czegoś nowego nauczyć
Szkoda tylko, że wstrętu do wysokich (jak dla mnie) napięć raczej nie
polubię. Ale przy niskich i tak jest dość zabawy
Jeden z tematów, które mnie ostatnio męczą, na razie koncepcyjnie, jest
PoE.

Pozdrawiam

DD

Wed Oct 01, 2014 7:56 am   

Użytkownik "RoMan Mandziejewicz" <roman@pik-net.pl.invalid> napisał w
wiadomości news:122343786.20141001001616@pik-net.pl.invalid...

Te obliczenia, które dla Ciebie są chlebem powszednim mogą być dla innych
ciekawe.
W zeszłym tygodniu zamiast skorzystać z programów TI projektujących
przetwornice na ich scalakach zacząłem przeliczać przykłady z 3 kart
katalogowych. Znalazłem sporo błędów - gość z TI napisał mi, że kieruje
wszystkie te karty do poprawki.
P.G.

Wed Oct 01, 2014 8:19 am   

ale on woli wystrzelić z dupy, nie roman?

Wed Oct 01, 2014 8:40 am   

Hello Piotr,

Wednesday, October 1, 2014, 9:56:57 AM, you wrote:


Wierz mi, że przy projektowaniu transformatorów obliczenia wskazujš
tylko kierunek i okreœlajš granice teoretyczne. Większoœć pracy
dotyczy technologii a tego nie da się nauczyć z ksišżek.
Zawodowo projektuję transformatory impulsowe od 5 lat i nadal się
uczę.

Flyback jest o tyle wredny, że weŸmiesz byle jaki rdzeń, nawiniesz
uzwojenia, których parametry wyssałeœ z brudnego palce, liczšc pi razy
oko abakusem i to zadziała. A ja przyjdę i powiem, że to bzdura.
Owszem - działa - ale zamiast sprawnoœci 80% jest 45%, MOSFET się
gotuje a po podłšczeniu do sieci energetycznej po stronie wtórnej
kopie, bo izolacji nie ma.


Jeden z najstarszych kontrolerów, produkowanych do dzisiaj - MC34063 -
ma we wszelkich notach większoœć wzorów opartych o założenie, że jest
kontrolerem PWM. A jest kontrolerem PFM. W efekcie pojemnoœć Ct jest
zazwyczaj kilkakrotnie zaniżana i przetwornice pracujš na absurdalnie
wysokich częstotliwoœciach. Klucz to Darlington o paskudnie dużym
czasie wyłšczania - rzędu 2ľs, co przy 100kHz jest wiecznoœciš...

--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

Wed Oct 01, 2014 8:44 am   

Użytkownik "Jakub Rakus" <szczur01@op.pl> napisał w wiadomości
news:m0ev93$meq$1@node1.news.atman.pl...


Jeśli lubisz zaczynać od podstaw to jak wieki temu (czasy przed PC) pierwszy
raz potrzebowałem policzyć co można uzyskać z rdzenia ze szczeliną
wyprowadziłem sobie wzory z książki do fizyki (Resnick Holliday). Wyszło mi
wtedy, że o możliwej do uzyskania mocy przy danym f decyduje L*I^2.
Zwiększając szczelinę można chyba zmierzać z tym parametrem do
nieskończoności, tylko, że I przestaje się mieścić w oknie. Przyjąłem chyba
taką metodę (nie liczyłem tego od 20 lat) - wychodząc od okna i przyjętej
gęstości prądu w uzwojeniu uzyskuję maksymalne I a potem dobieram szczelinę
wg granicy nasycenia rdzenia i mam maks. Brałem pod uwagę tylko dławiki, nie
transformatory i w ogóle nie uwzględniałem innych parametrów jak np.
pojemność uzwojenia, ale wtedy nie rozważałem innej częstotliwości pracy jak
20kHz.
P.G.

Wed Oct 01, 2014 8:48 am   

Hello Piotr,

Wednesday, October 1, 2014, 10:44:46 AM, you wrote:



BINGO! :)


Nie, bo braknie Ci kolumny rdzenia do skracania ;)


Zdecydowanie :(

[...]

--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

Wed Oct 01, 2014 9:14 am   

Użytkownik "RoMan Mandziejewicz" napisał w
Hello Piotr,

Tylko niewiele z tego wynika, a w dodatku mozna troche manipulowac
parametrami.


Tym niemniej prawidlowo zauwazyl ze to od wielkosci szczeliny zalezy.
L*I^2 to wtorna sprawa :-)


[...]

J.

Wed Oct 01, 2014 10:08 am   

Hello J.F.,

Wednesday, October 1, 2014, 11:14:56 AM, you wrote:


Wynika bardzo wiele - mając wykresy I^2*L dla określonych rdzeni
łapiesz pierwsze przybliżenie - minimalną wielkość rdzenia.


Należy. Szczególnie we flybacku.


Jest proporcjonalna do szczeliny z dokładnością do mikroskopijnej
energii gromadzonej w rdzeniu.

[...]

--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

Wed Oct 01, 2014 11:34 am   

Użytkownik "RoMan Mandziejewicz" napisał
Hello J.F.,

Ale to jest "energia zgromadzona w rdzeniu" i od tego trzeba zaczac, a
nie utrudniac sobie jakim I2*L
No chyba ze ten wykres uwzglednia jakies praktyczne cechy, np odpad
miejsca na izolacje drutu.

Tak nawiasem mowiac ... to dawniej takiego wykresu chyba nie bylo,
nie pojawil sie wraz z rozwojem przetwornic i metod projektowania ?


Byly, a moze i nadal sa, specjalne materialy proszkowe, z taka ...
"szczelina rozproszona" :-)

J.

Wed Oct 01, 2014 12:01 pm   

Hello J.F.,

Wednesday, October 1, 2014, 1:34:25 PM, you wrote:


Raczej w szczelinie...


Masz obliczone I i L - dlaczego nie wykorzystać? E energia to I^2*L/2
właœnie.


Nie może do końca uwzględniać, ponieważ pršd szczytowy jest różny od
pršdu skutecznego a przekrój uzwojenia jest zależny pd pršdu
skutecznego a nie szczytowego. Inne sš stosunki pršdu szczytowego do
skutecznego w trybie DCM a inne w CCM - to nie jest takie proste.


Dawniej, to znaczy kiedy? Najstarsza wersja katalogu Ferroxcube, jakš
mam pod rękš pochodzi z 2002 roku i te wykresy w niej sš. To bardzo
przydatne narzędzie i nie pojmuję Twoich fochów.


Ale rozmawiamy teraz o ferrytach ze szczelinš dyskretnš. Proszki to
zupełnie inna para kaloszy. Choć i tu, przy liczeniu „na piechotę”
nadal najproœciej polegać na I^2*L. Polecam:
http://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2159109.html

Jednak w rzeczywistych układach zdecydowanie lepiej polegać na
oprogramowaniu producentów rdzeni, choć nie jest proste w używaniu i
też trzeba sporej praktyki.

--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

Wed Oct 01, 2014 12:07 pm   

Hello Szczur01,

Wednesday, October 1, 2014, 1:40:19 PM, you wrote:


Jesteś pewny, że masz wystarczające doświadczenie, żeby to ocenić?
Znasz normy bezpieczeństwa, wiesz jakich materiałów użyć? Większość
problemów przy konstrukcji transformatorów to normy i technologia :(


Ale jaki to ma sens, skoro u nas wyjdzie Cię to taniej niż kupowanie
materiałów w sklepie i ręczne motanie?


EFD-15 nie może być używany w zasilaczach sieciowych. Chyba, że
wyprowadzisz wtórne luzem poza karkas (co najmniej 6.4mm od krawędzi
uzwojenia pierwotnego licząc po powierzchniach.

[...]


--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)