Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

ETD39 12V, 30A i nawijanie.

bonias85 14 Aug 2008 17:54 17113 63
Altium Designer Computer Controls
  • #1
    bonias85
    Level 12  
    Witam. Kolejny raz spotyka mnie ten problem - nawijanie trafa impulsowego.
    Mam za zadanie zrobić przetwornicę 12/ 300-400V 0,6A. W posiadaniu mam ETD39 (3C90). Po wstępnych rachunkach okazał się wystarczający. Konfiguracja push-pull z odczepem. Strona pierwotna 2 x 4zw, wtórna 160. Sterowane PWM z SG3525 lub TL474 - ok 40kHz. Prąd strony pierwotnej będzie dochodził do prawie 30A. W związku z tym uzwojenie pierwotne wykonałęm z 2 wiązek (bifilarnie) 12 drutów o śr 0,8 splecionych w hmm. "warkocz" (mocno ściśnięte) . O ile z szybkich wyliczeń jakos powinno się to upchac w jednej warstwie, to w rzeczywistośći jest inaczej ;/
    Płaską wiązką nawijanie bifilarne odpada, bo 2 takie wiązki zajmują szerokość karkasu. Może jednak darować sobie nawijanie bifilarne?
    Jest możliwość nawinięcia tego drutem 0,8? Czy może jednak potrzebny będzie większy rdzeń?
  • Altium Designer Computer Controls
  • #2
    -RoMan-
    Level 42  
    Nie rozumiem tego "warkocza". Licę tworzy się przy pomocy klamki, wkrętarki i haczyka umocowanego w uchwycie wkrętarki. Zamiast klamki możesz użyć drugiego haczyka wkręconego w ścianę. Bierzesz pomocnika, każesz mu trzymać wkrętarkę a sam biegasz w tę i we w tę rozciągając drut tyle razy, ile potrzebujesz. Potem na chwilę włączasz wkrętarkę i lica gotowa.
    Moim zdanie tak skręcona lica bez problemów powinna się zmieścić w jednej warstwie bifilarnie na ETD39.

    Co do pytania o rdzeń - paradoksalnie, w warunkach amatorskich łatwiej nawinąć uzwojenie pierwotne niskonapięciowe na rdzeniu toroidalnym. Gdybyś chciał tak zrobić, to użyj rdzenia TX42-3C90 a ETD39 zostaw sobie na dławik wyjściowy.
  • #3
    Qwet
    Level 33  
    bonias85 wrote:
    Mam za zadanie zrobić przetwornicę 12/ 300-400V 0,6A.

    bonias85 wrote:
    Prąd strony pierwotnej będzie dochodził do prawie 30A.

    Moc po stronie wtórnej to 180-240W, po stronie pierwotnej to 360W, sprawność wychodzi mi 50-65%. Myślę że takie przetwornice mają znacznie większą sprawność :)

    Uzwojenie pierwotne można nawijać drutem 0,8mm, naskórkowość jeszcze dużej krzywdy nie wyrządzi. Dla 30A po stronie pierwotnej trzeba nawijać conajmniej 2*6 drutów 0,8mm bifilarnie.

    Dla mocy 360W po stronie pierwotnej potrzeba użyć dwóch par IRFZ44N, jedna para długo nie wytrzyma. Można też próbować z jedną parą IRF3205 lub IRF1404, też będzie dobrze.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #4
    -RoMan-
    Level 42  
    Prądy szczytowe będą rzędu 30A i to się zgadza.

    Co do ilości drutów - w przypadku rdzeni kształtkowych nie opłaca się "oszczędność" i zmniejszanie ilości drutów w skrętce - naprawdę indukcyjność rozproszenia jest kosztowna. 2*12*0.8 ładnie wypełni połowę głębokości karkasu i zapewni dobrze sprzężenie z uzwojeniem wtórnym. 2*6*0.8 wypełni za słabo karkas.

    Co do ilości tranzystorów - po prostu zgoda. Choć przy zapewnieniu dobrego chłodzenia można się pokusić o użycie IRFZ48N zamiast 44N - poradzą sobie.
    Wszystko zależy od trybu pracy i ewentualnie żądanej przeciążalności. Gdyby wybrano kontroler pracujący w trybie prądowym - nie wahałbym się i użyłbym IRFZ48N.
  • #5
    bonias85
    Level 12  
    Dzięki za odp.
    Postaram się ciaśniej zwinąć druty, ale i tak zostanie 6,3mm na taką podójną wiązkę. Trochę trzeba będzie sie nagimnastykować.


    Quote:

    Gdybyś chciał tak zrobić, to użyj rdzenia TX42-3C90 a ETD39 zostaw sobie na dławik wyjściowy.
    Gorzej ze stroną wtórną - długaśny kawałek drutu. Albo kilometr chodzenia w poprzek mieszkania z rdzeniem, albo zaplątany drut :cry: .

    Jako tranzystory sterujące zastosuję pary 50N06L.
  • #6
    Quarz
    Level 43  
    bonias85 wrote:
    [ ... ]
    Gorzej ze stroną wtórną - długaśny kawałek drutu. Albo kilometr chodzenia w poprzek mieszkania z rdzeniem, ale zaplątany drut :cry: .
    Na wtórnym uzwojeniu nie potrzebujesz już licy... :!: :idea: ... wystarczy jeden drut o średnicy 0,45mm ... :D
  • #7
    bonias85
    Level 12  
    Quarz wrote:
    bonias85 wrote:
    [ ... ]
    Gorzej ze stroną wtórną - długaśny kawałek drutu. Albo kilometr chodzenia w poprzek mieszkania z rdzeniem, ale zaplątany drut :cry: .
    Na wtórnym uzwojeniu nie potrzebujesz już licy... :!: :idea: ... wystarczy jeden drut o średnicy 0,45mm ... :D


    Oczywiście, ale wyjdzie ponad 150zw. Niewesoła robota.
  • #8
    Quarz
    Level 43  
    bonias85 wrote:
    [ ... ]
    Oczywiście, ale wyjdzie ponad 150zw. Niewesoła robota.
    Ale co to jest owe 150 zwoi i tak grubym drutem... :?: ...pryszcz, przy 10 000 zwoi i drutem 0,1mm... :D
  • #9
    -RoMan-
    Level 42  
    Do nawijania większej ilości zwojów używa się takich podwójnych widełek (zapomniałem nazwy - używa się tego przy naprawie sieci), na które nawija się drut i potem przekłada przez otwór stopniowo rozwijając.
    150 zwojów to jakieś niecałe 8 metrów drutu - to niegroźne.
  • #10
    Qwet
    Level 33  
    Miałem niemiłe doświadczenia z tranzystorami 50N06L. Teoretycznie są prawie jak IRFZ44N, w praktyce okazały się dużo gorsze. W konfiguracjach gdzie IRFZ44N działały bez problemu, 50N06L paliły się po minucie pracy. Oczywiście radiator, sterownik i trafo takie samo. Gdzieś już o tym na forum pisałem...
    Kupiłem 12 takich tranzystorów i żadna para nie służy w przetwornicy, 10 z nich poszło do specjalnego wiaderka, a dwa ostatnie czekają aż zachce mi się eksperymentować, bo do przetwornicy ich już nie zastosuję ;)

    To jest moje zdanie, jeśli chcesz to je zastosuj, ja w każdym razie ostrzegałem ;)
    Jeśli nie kupiłeś jeszcze tych tranzystorów to możesz od razu kupić IRFZ44N, są w podobnej cenie ;)
  • #11
    bonias85
    Level 12  
    :arrow: Qwet - no właśnie już je mam. Zobaczymy, jak będzie coś nie tak to wymienię.

    Dalej walczę z nawinięciem trafo. Użyłęm wiertarki, ale uzyskana lica dalej jest za gruba za zmieszczenie 2x4 uzwojenia w karkasie etd39. Podwója wiązka ma ok 8mm, a szerokosc karkasu to ok 26mm :|
    Tak to wygląda:

    ETD39 12V, 30A i nawijanie.

    ETD39 12V, 30A i nawijanie.

    Może spróbować zostawić 3zw? schmidt-walter.eit.h-da.de przy 40kHz i 13V twierdzi, że będzie 360mT. Soft Ferrite Defign Tools 195mT, więc teoretycznie przy 40kHz nie powinno się wszystko stopić.
  • #12
    Qwet
    Level 33  
    Dla ETD39, częstotliwości 40kHz i napięcia wejściowego 14,5V (włączony silnik) 3 zwoje zaindukują około 240mT. Możesz zostawić 3 zwoje. Ja dodatkowo zwiększyłbym częstotliwość do okolic 50kHz.

    Dodano po 7 [minuty]:

    Nawinięta lica ładnie wygląda, ale szpary które powstają między zwojami spowodują większe rozproszenie. Osobiście nawijałbym taśmami z drutów żeby dokładniej wypchać karkas.
  • #13
    -RoMan-
    Level 42  
    Lica za mocno skręcona - dlatego "spuchła".
  • #14
    bonias85
    Level 12  
    taka taśma miałaby szerokość ok 10mm. Bifilarnie - ponad 20, więc wyszłoby, że z jednej strony nawinięte jest jedna część uzw. a obok druga. To juz chyba tylko pogorszy sprawę.

    Jeszcze do tranzystorów. Sg3525 na prąd max 400mA. Dla 2 IRFZ44 (Qg = 63nC) czas załączenia wyjdzie ponad 300ns - nie za dużo dla 40-50kHz? Może zastosować jakieś drivery np. TC2xx, TC4xx (nigdy nie stosowałem).
  • #15
    Qwet
    Level 33  
    Pan RoMan mi kiedyś policzył czasy przełączania i potrzebne rezystory bramkowe. Sterowanie bezpośrednio z 11 i 14 pinu SG3525, rezystor "deadtime" 100R przy Ct=1nF co daje czas martwy 750ns, częstotliwość kluczowania 50kHz, 3 pary IRFZ44N. Wyszło na to że SG bez problemu poradzi sobie z przełączaniem bramek trzech par mosów przy użyciu rezystorów 22R na bramce każdego mosfeta, razem 6 rezystorów.

    Z tego wynika że możesz śmiało sterować bezpośrednio z SG, montując 22R na każdą bramkę mosfetów.

    Dodano po 6 [minuty]:

    Jeszcze co do taśm - ja nawijam tak że np. w pierwszej warstwie wejdzie 2,5 taśmy, tj. 2*8 drutów i 4 druty z pierwszej taśmy następnego zwoju, reszta leci na następną warstwę. Trzeba to zrobić sprytnie, ja nawijam w ten sposób każdy transformator nietoroidalny i jak na razie wszystkie mają wypełnienie miedzią okna ponad 50%, mimo obecności karkasu. Sekret polega na maksymalnym wykorzystaniu przestrzeni karkasu poprzez odpowiednie prowadzenie drutów. Nie jest to łatwe, ale myślę że warto, w imię mniejszego rozproszenia i mniejszych strat przez możliwość użycia większych przekrojów uzwojeń ;)
  • #16
    bonias85
    Level 12  
    Mam oscyloskop, więc będę mógł sprawdzić napięcia na bramkach i wtedy będzie można myśleć.
    Zostawiłem 2x3zw, wygląda to tak:
    ETD39 12V, 30A i nawijanie.

    ETD39 12V, 30A i nawijanie.

    Uzwojenia trochę pościskałęm z zewnątrz i zostało dosyć sporo miejsca na część wtórną.
    Obecnie każda część na indukcyjność ok 19uH.
    Podłącze pod sterownik 40-50 kHz i spróbuje przetestować to w stanie takim jak teraz - będzie jakby tryb jałowy (straty w rdzeniu powinny być największe). Zobaczę jaki będzie prąd itd.
  • #17
    Qwet
    Level 33  
    Dokładnie tak się robi, trafo się bada bez uzwojenia wtórnego ;) Prąd spoczynkowy powinien być coś poniżej 200mA, myślę że nawet w 150mA powinieneś się zmieścić. Potem pomierz napięcia na bramkach, prądy drenów i wrzuć zdjęcia oscylogramu.
  • #18
    bonias85
    Level 12  
    Lipa. 450mA przy 12V, 330mA przy 10V.
    Napięcia na bramce (ch1) i napięcie na drenie(ch2):
    ETD39 12V, 30A i nawijanie.
    Szybkość narastania zbocza - 200-300ns.
    70V p-p przepięcie - po dowinięciu uzwojenia wtórnego zmniejszy się?

    Myślałęm że troche lepiej to wyjdzie.
  • #19
    lechoo
    Level 39  
    Dobrze ścisnąłeś połówki rdzenia? Nie ma żadnych śmieci między nimi?
  • #20
    bonias85
    Level 12  
    lechoo wrote:
    Dobrze ścisnąłeś połówki rdzenia? Nie ma żadnych śmieci między nimi?

    Tak, sprawdziłem. Po zapięciu klamrami, mocne ścisnięcie palcami połówek trochę zmniejsza prąd o ok 20-30mA, ale to pewnie bez znaczenia.

    Jeden z mierników zawyżał pomiary. W tej chwili jest 0,37A przy 12V i 0,33A przy 10V, wszystko przy 45kHz. Trochę lepiej, ale chyba i tak za dużo :cry:
  • #21
    -RoMan-
    Level 42  
    Nie podoba mi się narastanie i opadanie sygnału na bramce - namaluj nam lepiej schemat układu, którym to testujesz.
  • #22
    bonias85
    Level 12  
    ETD39 12V, 30A i nawijanie.
    zasilanie z jednego źródła
    bez gasika (dobieram)

    Szczegóły zbocza:
    ch1 - bramka, ch2 - dren

    Narastanie:
    ETD39 12V, 30A i nawijanie.

    Opadania:
    ETD39 12V, 30A i nawijanie.


    Dodałem testowo gasik 4,7om i 22nF na tranzystor. Prąd zmniejszył się z tych 370mA na 230mA, a oscylacje wyglądają tak:

    ETD39 12V, 30A i nawijanie.

    Chyba już nie tak źle?
  • Helpful post
    #23
    -RoMan-
    Level 42  
    Autentycznie masz BC547/557? To już lepiej wstaw 327/337... Rezystory bramkowe 47 om to za dużo - zmniejsz do 22 om choć.

    Jak na tak marne sterowanie zaskakujące dobre czasy narastania i opadania. Na opadaniu doskonale widać lawinowe przebicie na drenie przy ok. 65V i efekt Millera na bramce - niemal poziomy 300 ns odcinek przy ok. 2V na bramce. To jest poważne źródło strat - nie rdzeń. Wyłączanie klucza trwa łącznie 600 ns - za długo.
  • Helpful post
    #24
    Qwet
    Level 33  
    R5 i R6 - 47R to czasem nie za dużo przy 45kHz??

    Dodano po 3 [minuty]:

    Przepraszam, nie przeczytałem odpowiedzi powyżej. Co za niekompetencja...
  • #25
    bonias85
    Level 12  
    Są BC547/557. Myślałem ze wybór tych tranzystorków jest dość dowolny ;). Dlaczego podane przez Ciebie są lepsze?

    Quote:
    Na opadaniu doskonale widać lawinowe przebicie na drenie przy ok. 65V i efekt Millera na bramce - niemal poziomy 300 ns odcinek przy ok. 2V na bramce. To jest poważne źródło strat - nie rdzeń.
    Faktycznie, tranzystory dość mocno się rozgrzewały (jak na tak mały prąd).
    Więc dołożenie gasików chyba jest rozwiązaniem problemu.
    Fajnie, że coś tam się wyjaśniło, łatwiej zasnę :D. Jutro czas na część wtórną.
  • #26
    -RoMan-
    Level 42  
    Dlaczego są lepsze? Wystarczy spojrzeć na parametry.

    Gasiki stłumią trochę energię z indukcyjności rozproszenia. Ale strat ze zbyt powolnego opadania nie poprawią. Spróbuj na początek zmniejszyć rezystory bramkowe.

    Swoją drogą - na Twoim miejscu stanąłbym na głowie, żeby wcisnąć na ten rdzeń 2*4 zwoje - martwi mnie stosunek indukcyjności uzwojenia do indukcyjności rozproszenia. Gdybyś miał miernik małych indukcyjności można byłoby zmierzyć...
  • #27
    bonias85
    Level 12  
    Miernik ma rozdzielczość 1uH (UT50D).
    Ledwo udało mi się cisnąć 2x3, tak aby zostało miejsce w oknie na wtórne :cry:. Spróbować zrobić lepszą lice? Nawinięta obecnie jest tak jak pisałeś, mocno skręcona. Może źle ją zrobiłem (40cm druty, jedna strona złapana w wiertarkę, druga ściśnięta kombinerkami i trzymana). Szkoda trochę tych kilkunastu m, ale mogę kombinować dalej, jeśli warto, tylko jak...


    Nawinąłem uz. wtórne (drut 0,55, 110zw w 4 warstwach). Pod obciążeniem nawet gasiki nie pomagają (22nF/4,7om), przepięcia ponad 70V, tragiczna sprawność itd. Jednak będę musiał stanąć na głowie, albo nawijać toroid :cry:
  • #28
    Qwet
    Level 33  
    A zmniejszyłeś rezystory bramkowe? To będzie główna przyczyna długiego czasu przełączania mosfetów.
    Coś mi się nie wydaje żeby to była wina za małej liczby zwojów. Może bardziej złego wykonania płytki?
  • #29
    bonias85
    Level 12  
    Zmniejszyłem na 22omy, ale winowajcą są przepięcia. Zwiększę gęstość prądu zmniejszając ilość drutów z 12 na 9 w wiązce i postaram się zmieścić 2x4 uzw.
  • #30
    bonias85
    Level 12  
    Ponownie nawinięte trafo - lica 9x0,8mm, 2x4zw bifilarnie w 1 warstwie, wtórne 150zw w 5 warstwach. Efekt? Niedobrze. Juz nie wiem co robię źle :| Koledzy jakoś robią przetwornice car-audio (uzwojenie pierwotne identyczne), też na rdzeniach kształtkowych i jakoś działa (jakoś?).
    Oscylogram bez obciążenia (trafo rozwarte):
    ETD39 12V, 30A i nawijanie.

    Z obciążeniem (na wyjściu mostek z szybkich diod, dławik ok 3mH, kondensator 180uF/350V i żarówka 230V/40W)
    ETD39 12V, 30A i nawijanie.
    -bez gasików, ustawiony mały wsp. wypełnienia, ch1-bramka, ch2-dren.
    Proszę o jakieś rady.