Немагнитный зазор, как решить этот казус?

[Orlovskiy]

Есть задача изготовить трансформатор с катушкой L = 0.7 - 0.8 мл.Генри (700 - 800 микро Генри). Данную задачу можно решить либо намотать 73 витка с немагнитным зазором = 0,5 мм, либо 81 виток с зазором = 0,66 мм., марки феррита одинаковые, габаритные размеры транса достаточны для любого исполнения. Из многих источников я выяснил только один момент, чем больше немагнитный зазор тем выше его мощность (буду очень признателен если кто нибудь продемонстрирует мне это в виде каких либо внятных формул). При слишком большом зазоре мы рискуем появлением в схеме паразитных помех от зазора трансформатора. Других сведений я не нашел.

Вопрос: какой зазор или какое исполнение трансформатора будет предпочтительней в реальной схемотехнике и почему?    

[Реклама]

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

[Orlovskiy]

На всякий случай дополню свой вопрос. Многие при рассуждении утверждают, главное что-бы трансформатор не вошел в насыщение. Я все понимаю, но как мне простому радиолюбителю понять войдет ли он в насыщение или нет, я петлю гистерезиса рисовать не умею. 

[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

[zato4nik]

Для какой топологии трансформатор? Скачайте пакет программ Владимира Денисенко, или ищите в учебниках.

Ch14slides.pdf

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда 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 очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

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

[Lexter]

1 час назад, Orlovskiy сказал:

какой зазор или какое исполнение трансформатора будет предпочтительней в реальной схемотехнике и почему?

Если стремитесь к характеристикам идеального трансформатора - то чем меньше зазор, тем лучше. Идеально - без зазора. Немагнитный зазор увеличивает паразитную индуктивность рассеяния. Если нарисовать её на принципиальной схеме, то она будет вне трансформатора, последовательно обмотке трансформатора, со всеми вытекающими последствиями для работы схемы.

Если делаете схему резонансного/квазирезонансного импульсного преобразователя, где по схеме последовательно с трансформатором должна быть индуктивность, то при применении немагнитного зазора можно использовать идуктивность рассеяния вместо внешней индуктивности, сократив количество катушек в схеме. Шириной зазора можно подобрать необходимую индуктивность.

[blak566]

1 час назад, Lexter сказал:

 Немагнитный зазор увеличивает паразитную индуктивность рассеяния. Если нарисовать её на принципиальной схеме, то она будет вне трансформатора, последовательно обмотке трансформатора, со всеми вытекающими последствиями для работы схемы.

Немагнитный зазор вообще никакого отношения к индук рассеивания не имеет,индуктивность рассеивания определяется расположением обмоток,вообще не важно какой сердечник и даже сердечника может не быть(беспроводная зарядка например)

3 часа назад, Orlovskiy сказал:

Вопрос: какой зазор или какое исполнение трансформатора будет предпочтительней в реальной схемотехнике и почему?    

Трансформатор всегда без зазора

Зазор для дросселей ,например в обратноходах (99,9 % бп до 100Вт) многообмоточный дроссель ,

Зазор иногда вводят когда есть вероятность постоянной составляющей,однотактный прямоход например

[Dr. West]

Т.е., если "на пальцах" - чем больше зазор, тем больше энергии, запасённой в сердечнике, рассеется в воздух. Поэтому нужно соблюдать некий баланс. Так, что-ли?

[Starichok]

энергия никуда не рассеивается. энергия запасается в зазоре. чем больше зазор, тем больше можно накопить там энергии.

если "на пальцах":

у феррита маленькое магнитное сопротивление - запасается мало энергии.

у зазора большое магнитное сопротивление - запасается много энергии.

то есть, можно притянуть сюда за уши аналогию с падением напряжения на сопротивлении в электрической цепи.

именно поэтому и получается, что чем больше зазор, тем больше можно получить мощность на той же самой частоте работы.

но увеличение зазора требует увеличения числа витков в обмотках, и наступает момент, когда в окне сердечника просто не поместится нужное количество меди.

теперь о выборе величины зазора.

для заданной мощности существует минимальный требуемый зазор.

и этот минимальный зазор определяется не насыщением феррита, а величиной частотных потерь в феррите. поэтому, как правило, амплитуда индукции оказывается далеко от насыщения.

и выбирать зазор нужно, как можно ближе к этому минимуму.

бессмысленное большое увеличение сверх минимума приведет к лишнему числу витков и к неоправданному увеличению потерь в обмотках.

исходя из сказанного, если задача легко решается с зазором 0,5 мм, то следует брать сердечник с этим зазором.

а сердечник с зазором 0,66 мм оставить для более мощного применения.

[Dr. West]

Понятно. То есть, теоретически, зазор можно увеличивать от минимального расчётного сколько угодно ( с пересчётом обмоток), но это ограничено чисто техническими причинами.

[Starichok]

да.

[Starichok]

но тут возможен и такой вариант.

допустим, имеется сердечник с зазором, значительно больше, чем требуется для заданной мощности.

чтобы не мотать неоправданное большое количество провода, рассчитываем и изготавливаем трансформатор на значительно бОльшую мощность, чем это требуется. а эксплуатируем его на той мощности, которая требуется.

[zato4nik]

Не влияет зазор на мощность трансформатора , если конечно это не трансформатор-дроссель обратнохода. Амплитуда индукции в сердечнике привязана к сечению ,количеству витков, напряжению на обмотке и частоте. Изменяя зазор мы ни один из связанных параметров не меняем, но изменяем индуктивность и запасаемую энергию. Иногда это нужно не только в ООП но и в ОПП, в LLC, в нерегулируемых двухтактных и автогенераторных преобразователях.  

Потери в феррите измеряются в ваттах на см3, увеличивая сердечник мы увеличиваем общие потери ИИП.

Изменено 12 февраля, 2020 пользователем zato4nik

[Starichok]

6 минут назад, zato4nik сказал:

Не влияет зазор на мощность трансформатора , если конечно это не трансформатор-дроссель обратнохода

автор темы не указал топологию, которую он имел в виду.

но я говорил про дроссель-трансформатор обратнохода. полагаю, что и ТС это имел в виду.

10 минут назад, zato4nik сказал:

Изменяя зазор мы ни один из связанных параметров не меняем, но изменяем индуктивность и запасаемую энергию.

изменяя зазор, мы меняем ВСЁ - в том числе и число витков и амплитуду индукции.

 

[Serg76]

Добавлю, может пригодится кому справочник (рус.)  Проектирование_трансформаторов_и_дросселей._Справочник__2016._Вильям_Маклиман.pdf   

1.19 (45стр.) Наглядно о влиянии намотки на краевой поток. Был как-то вопрос у меня по flyback, нашёл в этом документе. Обмотка намотанная первой или ближе к сердечнику, имела значение меньшей индуктивности, чем с точно таким же количеством витков, но намотанной последней на каркасе. Видимо поэтому из сердечников EI обратноходы стараются не делать. При такой конструкции, площадь выпячивания магнитных линий гораздо больше, чем для сердечников с центральным зазором, что дает ещё большее уменьшение эффективной длины зазора. 

[Starichok]

для сердечников EI есть такая проблема. и по этой причине мои программы считают их со значительной ошибкой.

сталкивался я с обратноходами на EI - точно не помню уже, то ли от монитора, то ли от телевизора попадалось.

 

[zato4nik]

3 часа назад, Starichok сказал:

изменяя зазор, мы меняем ВСЁ - в том числе и число витков и амплитуду индукции.

Это справедливо для однотактов, для прямоходов меняем дельту В, для обратноходов запасаемую энергию. Для двухтактов не меняем ничего, только уменьшаем габаритную мощность вследствии добавления к току нагрузки тока циркуляции в первичную обмотку.

[Orlovskiy]

Прежде всего прошу прощения за длительное молчание, срочная работа (я думаю многие меня поймут правильно). По случаю прикупил TOP271EG и пару трансов E25/13/7, один вообще без зазора, один с зазором 0,5 мм. (общий зазор 1мм. по керну). В данной ситуации разумно воспользоваться программой PIExpert. Ввел мои параметры с указанием микросхемы TOP271EG с предварительным ограничением тока (результат 82 витка 0,66 мм. зазор). Начал мотать, в притык на двух слоях влезает 72 витка, компоную трансформатор из двух половинок с общим зазором 0,5мм., глянул, а индуктивность транса та что в программе (близкая 718 мГн – 756 мГн). Вот и возник вопрос, а что вообще лучше, что я сам себе голову забиваю? Мощности транса у меня за глаза, микросхему все одно ограничивать по току нужно (программа сама ругается что ток высоковат). Да, для ТOP264 как раз эти параметры в тему.

На всякий случай спрошу, при компоновке трансформатора, одна половинка без зазора другая с зазором 0,5мм., может быть что плохое или ставить и собирать можно?

[к561]

Можно!

[Orlovskiy]

Вообщем, да всем спасибо! Отдельное спасибо Serg76 за книгу! БП пошел, но вот без нагрузки трансик попискивает (вернее пошипливает) резисторы на демпфере начинают греться , с нагрузкой даже маленькой около 9Вт., все Ок. тишина. Схему выложу может кто что присоветует. Я понимаю, возможно глупый вопрос, а вообще как должен себя вести обратноходовые БП без нагрузки? У меня БП на UC3843 на 100 вт тоже не любит работать без нагрузки.   

TOPSwitch-JX_PIDesign11.pdf

Да, на всякий случай, если дело не в трансе я лучше заведу новую тему в другом разделе. 

[KRAB]

9 часов назад, Orlovskiy сказал:

как должен себя вести обратноходовые БП без нагрузки?

так и должны - недогруженный ОХ ИИП - работа "пачками", посему - резистор на выходе обязателен ...

[Orlovskiy]

Спасибо, я тоже об этом подумал. Тему можно считать закрытой а то мы уже за ее пределы полезем.

[BAFI]

UC 38хх это токовые стабилизаторы - потому не получится не нагруженными их оставить, у меня получалось доводить ток хх до 1.5 ватт , эти МС отлично подходят к постоянной нагрузке - например светодиодные ленты) - можно нагрузочные резисторы не ставить , ес хотите более эконом блок смотрите обратноход на основе резонанса .

Изменено 16 февраля, 2020 пользователем BAFI

[Starichok]

лично у меня мои изделия на UC3842 отлично работают без нагрузки.

[BAFI]

ну конденсаторы тоже своего рода нагрузка) а мне до вашего опыта настройки иип - как до Китая ...))

[100482]

16.02.2020 в 14:10, Starichok сказал:

лично у меня мои изделия на UC3842 отлично работают без нагрузки.

Если без нагрузки, то не работают, они ждут ЭТО ШУТКА.

[Starichok]

ага, ждут подачу нагрузки.

но отлично ждут.