Магнитный усилитель в автогенераторном преобразователе

[gyrator]

3 часа назад, irfps сказал:

есть ли смысл заказывать на тест ГМ45ДС? 

Петля у него широкая, потери большие,а проницаемость низкая.

 

3 часа назад, irfps сказал:

Сердечники для МУ используете MSSA

Аналог  MSSA.

 

3 часа назад, irfps сказал:

Какая, на Ваш взгляд, оптимальная частота коммутации, для этих сердечников?

Я использую тарахтелки на 50 кГц.

 

3 часа назад, irfps сказал:

какой максимальный ток, в синхронном выпрямителе, без радиатора, выдерживает корпус D2pak?

Дык, данные по Ron и тепловым параметрам этих корпусов, применительно к конкретным фетикам, известны, и ежели известна мощность, например, из симулятора, кою корпус будет рассеивать в конкретной схеме и температура окр. воздуха, то ответ, в первом приближении, даёт простая арифметика. Ессно, с учётом рассеивающей способности того полигона, не который вы будете паять свой  D2pak.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[z_vip]

Маленький отчет по поводу МУ на ферритовых кольцах - макет с мостовым выпрямителем 20 В выход

Три варианта намотано. Ну просто жесть.

Модель бинокль - два варианта.

1 вариант - два кольца 2000 НМ 16х8х6 управляющая обмотка 75 вит. на каждом кольце. Тут засада кольца оказались разные по свойствам при одинаковой маркировке. Обмотки 11,7 мГн и 10,8 мГн. Сфазированы последовательно встречно и нагружены на резистор 20 Ом(что я не делал, добавлял/убавлял витки, меньше 4,32 В на управляющей обмотке не получил - разный материал  колец). Силовая обмотка 11 витков.

Тестирование ток управляющей обмотки от 0 до 500 мА - напряжение на выходе от 6 В до 15 В, ток от 0,5 А до 2,5 А. Перегрев колец.

2 вариант - таже топология   Силовая обмотка 5,5 витков. Думал ток увеличить

Тестирование ток управляющей обмотки от 0 до 500 мА - напряжение на выходе от 6 В до 15 В, ток от 0,5 А до 4 А. Перегрев колец очень быстро!!!

Модель - кольца друг на друге. Тут мне пришла в голову идея пересчитать силовую обмотку исходя из сечения колец, частоты автогена, и напряжения на вторичке автогена

Получил 20 витков,  напряжение 20 В, частота 33 кГц, B=0,2 Тл. Намотал по новой топологии 20 вит. D=0,72 мм. Толще провод не влезает на 20 витков.

Тестирование на холостом ходу кольца нагрелись до 44 градуса. При нагрузке током 2,5 А 56 градусов. Ток в управляющей обмотке 500 мА

Напряжение на выходе 10 В, При выходном токе 1 А регулировка от 0 до 18 В током управления от 0 до 500 мА.

Вроде работает

Необходимо увеличить размер колец и увеличить кол-во витков управляющей обмотки, сечение силовой в 3 раза  и затестить

Всем удачи и здравия

 

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[irfps]

Добрый вечер.

Так и думал, что ГМ45ДС не очень подходит, в данном применении.

Аналог MSSA, это что то импортное?

Посмотрев на МУ, пришел к такому же выводу, частота около 50 кгц, на мой взгляд, оптимальна.

Спасибо.

Если частота 20кгц, то  придётся сильно увеличивать МУ. Много витков в него не вмотать,  греется, не смотря на большое сечение провода и применение лицендрата. Скорее всего, это скин эффект и эффект близости, при чем основные потери вносит именно эффект близости, иначе бы, лицендрат сильно помог (наблюдал такое же в дросселе LLC преобразователя). Но, есть трудность, очень сильно греется сердечник СТ при повышении частоты до 50кгц.

Прислали на конец то плату стенда, надеюсь подробнее изучу сердечники.

Подскажите пож. почему MSSA а не MSSN?

Про D2pak не правильно сформулировал вопрос.

Распилив транзистор, увидел тонкий проводок идуший от выхода кристалла  SOURSE к выводу и усомнился в возможности заявленных характеристик. Тем более, много лет назад прочитал публикацию от IR по поводу корпуса TO220. В ней было написано, что для малоомных транзисторов основным ограничением по току является не кристалл, а именно вывод и это накладывает ограничение на ток через корпус, статьи этой к сож. нет, и по воспоминаниям этот ток не велик, около 15А. Возможно я заблуждаюсь.

Как пример.

Транзистор IRFS7503, корпус D2pak. 

Структура n-канал.

Максимальное напряжение сток-исток Uси, В60

Максимальный ток сток-исток при 25 С Iси макс..А195

Максимальное напряжение затвор-исток Uзи макс., В20

Сопротивление канала в открытом состоянии Rси вкл. (Max) при Id, Rds (on)0.002 Ом/100А, 10В

Максимальная рассеиваемая мощность Pси макс..Вт 375

 

Смотрим внимательнее.

RJC Junction-to-Case  0.4 C\W

RCS Case-to-Sink, Flat Greased Surface  0.5 C\W

RJA Junction-to-Ambient (PCB Mount) (D2 -Pak)  40 C\W

Из графика, при темп. кристалла 160c,  сопротивление канала составляет 2 милиома.

Исходим из того, что площадка имеет возможность рассеять 1вт, при темп 100С и среды в 60С. При этом, получается, что темп. кристалла примерно 160ц, при токе через него в 25а.

Вот и вопрос, выдержит ли корпус такой ток(провод от кристалла к выводу)? Ну очень тонкий там проводок.

Благодарю. 

С уважением.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[sanek_vol]

1 час назад, irfps сказал:

RJA Junction-to-Ambient (PCB Mount) (D2 -Pak)  40 C\W

В данном случае как я понял понимается тепловое сопротивление кристалл-окружающая среда при монтаже на печатной плате(думаю это относится к корпусу то-220). 25×25×0.002=1,25 Вт на три транзистора выходного двухполупериодного выпрямителя с наносинхроном гиратора (1,25×41=51,25 С перегрев тр-ра, 51,25+50(окр. среда)=100,25 С кристалла). Соответственно при распаивании на плате температура будет ниже в зависимости от слоёв меди и обдува.

1 час назад, irfps сказал:

Много витков в него не вмотать,  греетс

Thickman как раз рекомендует увеливать индукцию и плотность тока для того чтобы намотать обмотку в один слой.

1 час назад, irfps сказал:

Распилив транзистор, увидел тонкий проводок идуший от выхода кристалла  SOURSE к выводу и усомнился в возможности заявленных характеристик.

Его длина небольшая, выделение тепла малое, и этот проводник в основном отдаёт тепло на вывод истока.

1 час назад, irfps сказал:

Подскажите пож. почему MSSA а не MSSN?

Статья с сайта мстатора, можно так сказать неплохое начало для понимания работы МУ, там как раз отличие MSSA от MSSN  https://old.mstator.ru/ru/content/primenenie-amorfnyh-magnitoprovodov-nasyshcheniya-serii-mssa-v-mnogokanalnyh-impulsnyh

1 час назад, irfps сказал:

Вот и вопрос, выдержит ли корпус такой ток(провод от кристалла к выводу)?

Continuous Drain Current, VGS @ 10V (Package Limited), кажись так обзывается максимальные возможности корпуса.

2 часа назад, irfps сказал:

Так и думал, что ГМ45ДС не очень подходит, в данном применении.

Так у него линейная петля гистерезиса, там прям на сайте есть материалы с прямоугольной петлёй гистерезиса.

[irfps]

Continuous Drain Current, VGS @ 10V (Package Limited), кажись так обзывается максимальные возможности корпуса.

 

Пишут 200а. При всем уважении, не верю.

[sanek_vol]

Да я не утверждаю, что он вытянет 200 А. Тут вопрос в том как воспринимать информацию от производителя. 200 А это при идеальных условиях. Например для AUIRFB8407 заявляется максимальный ток кристалла 250 А, максимальный ток перемычки 195 А. Это при условии температуры 25 градусов, при температуре 150 С (максимальная допустимая 175) максимальный ток заявляется около 75 А. 

Что-то  не смог найти информацию о транзисторе IRFS7503.

 

[irfps]

Доброе утро.

Вот. IRFS7530

IRFS7530.pdf

[z_vip]

Вот результат изысканий(извращений от слова вращать) МУ на феррите сердечник Ш 8х8

Тестирование

При токе 4 А на выходе выпрямителя(дроссель + конденсатор) 2,7 В при отсутствии тока в управляющей обмотке

При токе 4 А выходе выпрямителя(дроссель + конденсатор) 18,3 В при 380 мА тока в управляющей обмотке

При замыкании силовых обмоток выход выпрямителя(дроссель + конденсатор) при токе 4 А 20 В

Конструкция

Силовые обмотки включены параллельно по 11 витков D=0.86 мм на боковых кернах 4,5х8

Управляющая обмотка на каркасе 2х300 витков D=0.26 мм на среднем керне 8х8, нагружена на резистор 47 Ом

Данный МУ избавляет меня от переключения обмоток в ЛБП, так как, можно реализовать режим предстабилизации напряжения на входе в линейный стабилизатор, что уменьшит рассеиваемую мощность регулирующего транзистора c 53 Вт до 25 Вт(выходное напряжение 0,7 В). Схемотехническое решение линейного стабилизатора не позволяет уменьшить входное напряжение ниже 9 В, увы за все хорошее надо платить. При максимальном выходном напряжении 36 В регулирующий  транзистор рассеивает 8 Вт.

По нагреву МУ 45 градусов, основной нагрев обмотки управления - мощность в обмотке на постоянном токе 1,52 Вт, при снижении тока управления до 250 мА мощность в обмотке на постоянном токе 0,68 Вт. Правда и выходное падает до 17,5 В при токе 4 А

Всем удачи и здравия

 

[z_vip]

Дополню - в готовом автогене 40 В 4 А основной выпрямитель по мостовой схеме, возможно придется добавить 1 виток.

И управляющая обмотка 600 витков многовата, каркас МУ сердечника разделен на две части вот и намотал сколько влезло.

[irfps]

Добрый вечер.

Очень интересно. Вот только не понятно, как включено.

 

В ожидании стенда решил подготовить (испортить) сердечники. Есть в наличие MSTN-32S-TH 3шт.

1. Просверленное радиальное отверстие с каплей цианакрилатного клея.(Классическая Дырка Гиратора) 10% свода и 30% свода.

2. Прокол вдоль слоев. (Модифицированная Дырка Гиратора)(30%толщины сердечника)

3 Прокол вдоль слоев (30%толщины сердечника), вмотана обмотка на тонкую часть, сколько сложиться(5-10вит)  (решение от thickman)

При фиксированном напряжении 300в, подберу число витков под частоту 50кгц. Замерим ток потребления и  посмотрим на разницу.

Закралась крамольная мысль, чем больше сердечник, тем больше суммарные потери в нем, похоже стремится нужно к каркасу с наименьшим количеством железа. Так чтобы, только разместились обмотки.

Что то сайт Гаммамета не работает. Да и на письма на отвечают. 

Изменено 8 ноября, 2022 пользователем irfps

[z_vip]

@irfps Подключал на тестах так, описание МУ выше

Хочу затестить сердечник Ш 7х7(непонятного материала феррит однозначно), он меньше ширина 30 мм, боковые керны даже больше 5,5х7  посмотрим как он справится, главное есть каркас

[Жерар]

Кольца от китайцев шли 2 недели. Надпись на колечке: 25*40*10. Цена одного 160р. Начальная магнитная проницаемость 74000.

https://sl.aliexpress.ru/p?key=sIzHxGT

Изменено 9 ноября, 2022 пользователем Жерар

[irfps]

 

Добрый вечер.

Результаты.

Сердечник MSTN-32S-TH, частота 50кгц, мост, питание 220в AG (307v DC).

1. Просверленное радиальное отверстие с каплей цианакрилатного клея.(Классическая Дырка Гиратора) 10% свода.  Первичная обмотка 40 вит.,   потребление схемы 30ма. Температура сердечника 110ц.

2. Прокол вдоль слоев. (Модифицированная Дырка Гиратора)(30%толщины сердечника)

Первичная обмотка 46 вит., потребление схемы 25ма. Температура сердечника 100ц

3 Прокол вдоль слоев (30%толщины сердечника), вмотана обмотка на тонкую часть, 5вит        (решение от thickman).  Первичная обмотка  50 вит,  потребление схемы 26ма. Температура сердечника 103ц

Вот такая, не очень радостная картина.

Несколько странно, что температура сердечника примерно одинаковая, при весьма разном потреблении.

[irfps]

Вот, что интересно, при небольшом снижении частоты очень сильно уменьшается потребление.

Сердечник тот же, MSTN-32S-TH, мост, питание 220в AG (307v DC).

1. Просверленное радиальное отверстие с каплей цианакрилатного клея.(Классическая Дырка Гиратора) 10% свода.  Первичная обмотка 53 вит., частота 38кгц,  потребление схемы 14ма. Температура сердечника 70ц.

[z_vip]

@irfps 38 кГц ? может частотные свойства материала не позволяют работать на 50 кГц. Протестируйте на других частотах, чтоб выяснить зависимость от частоты  и индукции.  кол-во витков тоже важно - можно примерно выяснить максимальную индукцию для этого типа сердечника от частоты.

Удачи друг

MSTN-32S-TH типоразмер по магнитопроводу можете указать? чтоб посчитать примерно индукцию в сердечнике. Может производитель халтурить начал)))

[Кыс]

irfps, так сердечник гоняется по полной петле или как? что-то не совсем понятно.

Еще интересны параметры сигнала и нагрузки для ДГ.  

[z_vip]

Продолжил тесты МУ на Ш ферритах

Итак Ш 7х7 , боковые керны 5,5х7 мм, на боковых кернах две катушки по 10 вит. D=0.86 мм

Ток нагрузки 4 А выход напряжение 14 В и при токе в обмотке управления 250 мА, что не приемлимо

Ш 8х8 , боковые керны 4,5х8 мм, на боковых кернах две катушки по 10 вит. D=0.86 мм

Ток нагрузки 4 А выход напряжение 18,6 В и при токе в обмотке управления 250 мА, что очень хорошо.

Отсюда можно сделать вывод - ширина боковых кернов должна стремится к половине ширины основного керна(мало данных ну у меня не завод, сердечников заказать/найти нужный проблематично, вот со шлифую Ш 7х7  до 3,5 мм боковые керны, повторю тесты )

На вкусное три осциллограммы напряжения на входе выпрямителя, при токах в обмотке упраления 10 мА, 50 мА и 250 мА, для сердечника Ш 8х8

Видно как работает шим МУ

Проверил кпд на максимальной мощности на выходе 72 Вт - получил 82 %, без потерь в диодном мосте сетевого выпрямителя и фильтра

да и повторюсь при замкнутом МУ на выходе 20 В при 4 А.

Выбросы давятся RC цепочкой на входе в выходной выпрямитель, возможно необходимо ставить две RC цепочки одна перед МУ, другая после, для подавления паразитных колебаний, правда каждая цепочка заберет по 1 Вт ненужных потерь, но помехи у меня в приоритете

всем удачи и здравия

@thickman Доброго здравия,  МУ на Ш 8х8 , боковые керны 4,5х8 мм, на боковых кернах две катушки по 10 вит. D=0.86 мм, обмотка управления на центральном керне 600 вит. D=0,26 мм

Ток на выходе 4 А 18,6 В при токе в обмотке управления 250 мА

Если имеется такая пауза  при работе с МУ на Ш феррите, то возможно ли прикрутить синхронный выпрямитель? Или я заблуждаюсь в своих суждениях?

Тепловой режим очень даже хорошо 45 градусов при токе 4 А, основной нагрев от обмотки управления

С уважение маэстро

[irfps]

Добрый вечер.

Вот документация с сайта Мстатора.

https://mstator.ru/

Да, мост работает под управлением Дырки Гиратора. ТТ1\50, токовый резистор 20 ом. 

 

cores_kvshu.684459.090_tu_mstn.pdf datasheet_mstn-32s-th_pl.pdf

TestFB1.asc

Изменено 11 ноября, 2022 пользователем irfps

[z_vip]

@irfps я не особо спец - но в даташитах на сердечники приведен график удельных потерь Вт/кг для частот

При амплитуде индукции 1 Тл потери на 50 кГц 250 Вт/кг а при 20 кГц потери 50 Вт/кг

MSTN-32S-TH вес Масса без контейнера: 25,7 г ± 10% - тогда потери сердечника на 50 кГц 6,4 Вт, а на 20 кГц 1,3 Вт

Чисто мое мнение может ограничить частоту 30 кГц при  индукции 1 Тл?

Что к стати подтверждают ваши тесты на частотах 50 кГц и 38 кГц

Удачи и хороших идей

Да со шлифовать не удалось, хотел быстро, одна сторона вроде получилась, другая рассыпалась - нужен алмазный инструмент для шлифовки

Еще один сердечник есть Ш 7х7 с боковыми кернами 5,5х7 - нужны размеры  3,5х7, чтоб протестировать мою теория равенства площадей центрального и двух боковых кернов

Есть еще вариант отрезать  один из боковых кернов и из 2 двух сердечников сделать один с двойным центральным керном, но нужен каркас для обмотки управления

[z_vip]

@irfps

->Вот, что интересно, при небольшом снижении частоты очень сильно уменьшается потребление.

Сердечник тот же, MSTN-32S-TH, мост, питание 220в AG (307v DC).

1. Просверленное радиальное отверстие с каплей цианакрилатного клея.(Классическая Дырка Гиратора) 10% свода.  Первичная обмотка 53 вит., частота 38кгц,  потребление схемы 14ма. Температура сердечника 70ц.

-> посчитал индукцию по вашим данным - Первичная обмотка 53 вит., частота 38кгц, MSTN-32S-TH - получил 0,86Тл

по графикам оценил потери сердечника 100 Вт/кг  - 2,6 Вт

Теперь Первичная обмотка 40 вит., частота 50 кгц - по расчету получил 0,88 Тл

по графикам оценил потери сердечника 200 Вт/кг  - 5,2 Вт

Вроде не много, это расчетные данные - да и не учитывал потерю сердечника от дырки гиратора

Удачи всем и здравия

 

добавлю при индукции 0,88Тл на частоте 30 кГц по расчетам надо 68 витка для вашего моста(правда мал запас по напряжению питания)

и потери сердечника 70 Вт/кг  - 1,8 Вт

Выводы сами сделаете

 

Изменено 11 ноября, 2022 пользователем z_vip

[irfps]

Очень интересные эксперименты, вот феррит бы с прямоугольной петлей.

На мой непрофессиональный взгляд, делать из частей не стоит, появиться неконтролируемый зазор.

Да, феррит только алмазом и с водой. Намаялся с сверлением отверстий и пилкой зазоров. Алмазные диски вроде доступны. главное воды не жалеть, иначе портиться диск и колется феррит. Грязно ну очень.

 

Не много не так, индукция всегда предельная, по тому, что управление от Дырки Гиратора, скорее всего 1.1Тл, так как сердечник горячий. С расчетом не совпадает, скорее всего, из за Дырки Гиратора, которая отсекает часть сердечника, ну и погрешность при производстве. Да, вот еще, как я понял сердечник очень капризный, по этому сверление и прокол, точно даром не прошли. 

Успехов.

 

 

[z_vip]

@irfps  исправил расчеты - не заметил Кзап = 0,72 ± 0,02 - получились индукции ближе к дырке гиратора и потери выросли

зазора не будет, так как половинки Ш из одного комплекта при отпиливании одного из боковых кернов, каркас лепить лень)))  и на нем 400-500-600 витков до заполнения

Изменено 11 ноября, 2022 пользователем z_vip

[thickman]

2 часа назад, irfps сказал:

индукция всегда предельная, по тому, что управление от Дырки Гиратора

Если нагрев все-таки не устраивает,  что мешает снизить рабочую индукцию? Контроль по-Гиратору  так умеет.

7 часов назад, z_vip сказал:

возможно ли прикрутить синхронный выпрямитель?

Можно. Но получится сложно. Кстати, такая МУ-топология хорошо ложится на первичную сторону. Вообще неубиваемой должна получится, не боится даже замагничивания сердечника трансформатора. Пример реализации в симуляторе показывался.

[z_vip]

Кому не спится ночью - мне

Ш 8х8 феррит боковые керны 4,5х8, со шлифованы до 4х8

Катушки на боковых кернах по 10 вит. соединены параллельно

Результаты тестов

Ш 8х8 феррит боковые керны 4,5х8  ток на выходе выпрямителя 4 А напряжение 18,6 В, ток в обмотке управления 250 мА

Ш 8х8 феррит боковые керны 4х8  ток на выходе выпрямителя 4 А напряжение 19,6 В, ток в обмотке управления 200 мА

шлифовка с 4,5 до 4 мм дала прибавку в 1 В на выходе, ну понятно индуктивность боковых катушек  уменьшилась, правда этого можно добиться уменьшением на 1 виток боковых катушек.

При минимальном напряжении 5,5 В выхода и токе 4 А  и ток в обмотке управления 10 мА - температура сердечника 52 градуса, куда то  нужно девать реактивную энергию

При среднем напряжении 13 В выхода и токе 4 А  и ток в обмотке управления 38 мА - температура сердечника 46 градуса, куда то нужно девать уже меньше реактивной энергии

При высоком напряжении 18,5 В выхода и токе 4 А  и ток в обмотке управления 100 мА - температура сердечника 42 градуса, куда то нужно девать еще меньше реактивной энергии.

Ну тестируя Ш ферритовые сердечники в МУ появилось три правила:

1. ширина боковых кернов должна быть как можно ближе к половине ширины центрального керна

2. Объем сердечника имеет значение

3. максимальный нагрев при минимальном выходном напряжении и максимальном токе

Так как сердечник Ш 8х8 неизвестной мне породы зверь, то попробую вычислить примерно его проницаемость

[irfps]

Добрый день.

thickman.

Если нагрев все-таки не устраивает,  что мешает снизить рабочую индукцию? Контроль по-Гиратору  так умеет.

Нагрев выше 100ц сильно смущает, изоляция проводов похоже будет на грани. Подскажите пож. как это возможно? 

МУ на первичной стороне, очень интересно, не встречал такого нигде. Надо будет обязательно протестировать. В пример не ткнете?

Посмотрел повнимательнее на график потерь, потери явно имеют почти линейную зависимость от  индукции и степенную от частоты. Получается выгоднее снижать частоту, чем индукцию.

 

Благодарю.

Изменено 12 ноября, 2022 пользователем irfps