Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Rdzeń ETD59 (materiał 3C90) - Jakie ma parametry?

12 Maj 2009 12:57 5308 24
  • Poziom 19  
    Witam, na stronie http://www.tme.eu/rdzen-ferrytowy-material-3c90-6000nh/arts/pl/b17/etd29-3c90.html
    są co prawda podane parametry tego rdzenia, ale nie zgadzają mi się z podanymi tu:
    Rdzeń ETD59 (materiał 3C90) - Jakie ma parametry?
    Dla czego występuje taka różnica (np. w stałej AL)? Wybieram ten rdzeń, ponieważ wg symulacji i obliczeń będzie spełniał moje założenia, potrzebuję go do przetwornicy dwufazowej obniżającej napięcie z max. 14 V do wartości regulowanej w zakresie 0-12 V przy prądzie do 20 A.
    Projektuję przetwornicę impulsową poraz pierwszy i pierwszy raz muszę dokonać doboru rdzenia ferrytowego, dla tego proszę o wyjaśnienie, dla czego te wartości się tu nie zgadzają? Jak więc mam dobrać i zamówić właściwy rdzeń o parametrach podanych w powyższej tabelce?
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
  • Pomocny post
    Poziom 42  
    Jeśli chodzi o parametry samego rdzenia:

    http://www.ferroxcube.com/prod/assets/etd59.pdf

    Natomiast to co Ty podajesz, to parametry rdzenia ze szczeliną 1 mm - kolumna Ident. w tym wypadku oznacza wielkość szczeliny całkowitej w mm.
    Swoją drogą - po czorta tak wielki rdzeń? Dla dławików o indukcyjności rzędu 8 uH dla przetwornicy dwufazowej 20A wystarczą dwa małe rdzenie toroidalne ze szczeliną TN26-A113
  • Poziom 19  
    Dzięki za szybką i konkretną odpowiedź. Teraz wszystko się wyjaśniło.
    Wiem, że wybrałem znacznie przewymiarowany rdzeń i raczej takiego jednak nie zastosuję.
    A czy jest sens wykorzystywać na te dławiki np. rdzenie z trafo z zasilaczy ATX (posiadam takie od zasilaczy 350 W)?
  • Poziom 42  
    Sens jest, ale trzeba zmniejszyć częstotliwość pracy przetwornicy.
  • Poziom 19  
    Chcę ustalić częstotliwość na ok. 50 kHz. Nie znam jednak parametrów posiadanych rdzeni z ATX'ów, więc na razie nie wiem ile zwoi nawijać i jaka powinna być szczelina, czy można prosić o jakąś podpowiedź?
    To dość nietypowa przetwornica, bo ma realizować dwukierunkowy przepływ energii (dwa sterowniki SG3525 włączane zależnie od trybu pracy). W jednym kierunku ma obniżać napięcie, a w drugim podwyższać do max. 12 V (wykożystując te same dławiki, ale drugą parę kluczy tranzystorowych).
    Jak tylko będę miał odpowiednie dławiki, to uruchamiam układ do przetestowania, bo już reszta jest gotowa :)
  • Poziom 42  
    Skoro to takie udziwnione rozwiązanie, to lepiej nie wprowadzaj elementu przypadkowego w postaci wylutów o nieznanych parametrach. Odżałuj te kilka PLN i kup rdzenie o parametrach znanych.
  • Poziom 19  
    No właśnie. A czy istnieje możliwość zamówić u Ciebie gotowe dławiki (już nawinięte)?
    Dokładne dane przekształtnika to: prąd (w obu kierunkach) do 20 A (regulowany od 0), napięcie wejściowe do obiżenia 14 V (wyj. regulowane od 0-12V), napięcie do podwyższenia zmieniające się od 2 do (prawie) 12 V, wyj. podwyższone 12 V.
    Jeżeli istnieje możliwość zamówienia, to proszę o podanie terminu realizacji, jeżeli nie, to chciałbym zamówić w takiej sytuacji 2 rdzenie zaproponowane przez Ciebie wcześniej.
    W takiej sytuacji częstotliwość zmienię na 90 kHz (dla rdzeni torolidalnych).
  • Poziom 42  
    Nie zajmuję się tutaj sprawami handlowymi. Nie nawijam dławików.

    Twojego opisu przetwornicy po prostu nie rozumiem - tu jest potrzebny schemat. Muszę znać konkretne parametry dławików - indukcyjność i prąd szczytowy. Znając te parametry mogę pomóc dobrać rdzeń/dławik.
  • Poziom 19  
    Umieszczę tu schemat jeszcze dziś (zdjęcie, bo nie mam skanera).
    To nietypowy przekształtnik, bo do współpracy z superkondensatorami (stąd właśnie te zmiany napięcia w trakcie ładowania/rozładowywania).
  • Poziom 33  
    Zbadanie podstawowych parametrów rdzeni proszkowych nie jest problemem. Problem stanowi ograniczenie szybkości zmian strumienia magnetycznego (czyli również ΔI) w rdzeniu ze względu na moc strat w tym rdzeniu. W przypadku twojej przetwornicy maksimum to 30-40kHz, ponieważ szybkość zmian strumienia magnetycznego będzie dość duża.
  • Poziom 19  
    Zgodnie z tym co napisałem wcześniej, zamieszczam zdjęcie schematu.
    Układ należy do tzw. dwukwadrantowych (o dwóch kierunkach przepływu prądu w tym przypadku).
    Niektóre wartości elementów są już zmienione, nie mają jednak nic wspołnego z dławikami. Nie ma na schemacie filtru przed silnikiem.
    Wyjście oznaczone jako (4) na silnik będzie też służyło do podłączania zasilania 14 V do ładowania kondensatora C0 (to właśnie obniżanie napięcia). Potencjometry P1...P4 służą do regulacji: prądu ładowania, ogranicznika napięcia na C0, napięcia na zacisku (4) podczas rozładowywania i ogranicznika prądu rozładowania (nie zawsze zadziała, gdyż diody przeciwrównoległe i tak zamykają obwód).
    Będzie jeszcze dolączony 3-pozycyjny przełącznik odłączający masę od emiterów tranzystorów D1207 (przy nóżkach 10) i w ten sposób wyłączający wybrany sterownik.
    Rdzeń ETD59 (materiał 3C90) - Jakie ma parametry?
  • Poziom 42  
    Jasne - potrzebujesz dwóch dławików ok. 10 uH. Teraz okreslmy ich prąd szczytowy.

    Dla rdzenia TN26-A113 przy 9 zwojach otrzymamy indukcyjność 9.15 uH i prąd szczytowy rzędu niecałych 18A - czy to wystarczy?
  • Poziom 19  
    Niestety nie wystarczy. Musi być osiągalny prąd 20 A, a do tego dochodzi, że podłączając silnik, pobierze on więcej. Dla bezpieczeństwa można założyć prąd 25 A.
  • Poziom 42  
    20A ma być w sumie, czy z jednego dławika? Bo ja piszę o prądzie jednego dławika...

    BTW: zdajesz sobie sprawę, że przy wypełnieniu <50% będzie Ci trudno ładować ten kondensator?
  • Poziom 19  
    20 A to prąd wyjściowy przetwornicy w obu kierunkach, ale czy w takiej sytuacji oba dławiki nie powinny być liczone właśnie na taki prąd? Jeżeli założyć, że prąd średni wyjściowy w ciągu całego okresu wynosi 20 A, to prąd średni w ciągu półokresu też wyniesie 20 A. Ładunek "przepompowany" przez jeden dławik jest co prawda 2 razy mniejszy, ale i czas się skraca o połowę.
    Koncepcja układu (obwodu głównego) nie jest moim pomysłem, taki musi być.
    Z punktu widzenia jednego tranzystora (przykładowo T1) wypełnienie faktycznie nie przekroczy 49%, ale w ciągu jednego cyklu, po wyłączeniu T1 zacznie przewodzić T2 z takim samym wypełnieniem (układ dwufazowy), co z punktu widzenia wyjścia da wypełnienie całkowite do 98 %.
    A więc najbezpieczniej przyjąć, że każdy dławik musi być policzony na prąd 20 A.
  • Poziom 42  
    W układzie step-down po to stosuje się przetwornice dwufazowe, żeby zmniejszyć o połowę średni i szczytowy prąd dławika. Podobnie jest przy step-up.

    Co do wypełnienia - przykro mi, ale się mylisz - istotne jest wypełnienie dla każdego dławika z osobna i w pewnym momencie (w okolicach połowy napięcia zasilającego) układ wyjdzie z trybu CCM i przejdzie do DCM, niestety.

    Podobnie będzie przy step-up ale tu granicą jest podwojenie napięcia (dla wypełnienia bliskiego 50%) - po przekroczeniu tego układ pracuje w trybie DCM i prąd wyjściowy spada.
  • Poziom 19  
    Rzeczywiście prądy dławików będą się sumowały, bo cykl gromadzenia i oddawania energii wiąże się właśnie z przepływem prądu. W takiej sytuacji rdzenie TN26-A113 będą wystarczające.
    No więc oczywiście chciałbym je zakupić (jak najszybciej) i przetestować układ.
  • Poziom 42  
    Nie będą wystarczające dla step-up - już policzyłem. Chyba, że faktycznie ograniczymy prąd do tych niecałych 18A ale nie widzę miejsca, w którym można by to zrobić. W tym momencie prąd maksymalny osiągamy przy napięciu wejściowym 8V i wyjściowym 12V. Przy wejściowym poniżej 8V wydajność układu będzie musiał drastycznie spadać.
  • Poziom 19  
    Duży spadek wydajności jest niedopuszczalny. Dobrze by było rozładowywać te kondensatory do np. 2...4 V (przy zachowaniu napięcia wyj. 12 V) i zachowaniu w miarę możliwości najmniejszego spadku wydajności prądowej (od tych 20 A).
    Chodzi o wykożystanie maximum energii zgromadzonej w baterii (kondnesatorów).
  • Poziom 42  
    Ja rozumiem. Ale:
    1. Ilość energii gromadzonej w kondensatorze jest proporcjonalna do kwadratu napięcia.
    2. Im niższe napięcie na wejściu, tym mniejsza sprawność układu - prądy rosną do absurdalnych granic, spadki napięć na wszystkim również.

    Z całym szacunkiem - przemyśl ten projekt jeszcze raz, poszukaj kontrolera, który potrafi sterować fazami (niekoniecznie tylko dwoma!) z wypełnieniem większym niż 50% - wtedy to zacznie mieć sens. Obecnie masz za dużo sprzecznych warunków do spełnienia.
  • Poziom 19  
    Prąd liczyłem, to faktycznie przerażające wartości. Sterowniki muszą takie pozostać, obwód główny też (niestety to nie moja decyzja, muszę po prostu tak wykonać).
    A więc najprościej przyjąć, że rozładowanie nie przekroczy np. 6V. Oczywiście musi wtedy napięcie wyj. się zmiejszyć bo powinien zadziałać ogranicznik prądu. Z tym ogranicznikiem to też jedna wielka bzdura (niestety, ale musi tak być), jeżeli podłączy się odbiornik (w miejsce silnika) o małej rezystancji to i tak diody zamykają obwód i ogranicznik nie ma nic do tego.
    Dla tego myślałem początkowo nad dławikami mogącymi przewodzić prąd nawet 25 A ("margines bezpieczeństwa").
    Rozładowująć kondnesatory do 6V z początkowych prawie 12V i tak oddadzą one ok. 75% energii (to zupełnie wystarczy).
  • Poziom 42  
    No to pozostaje Ci albo użycie większych rdzeni albo zastosowanie po dwóch rdzeni TN26-A113.

    Jednak to nadal nie zmieni faktu spadku prądu ładowania kondensatora w miarę wzrostu napięcia na nim. Przy napięciu na wejściu 14V, na kondensatorze 10V i indukcyjności 9 uH masz szybkość narastania prądu di/dt = 0.44 A/us. Przy 90 kHz i wypełnieniu 49% masz czas włączenia klucza 5.4 us, czyli w czasie otwarcia klucza prąd dławika narośnie o 2.38A. Przy kluczu wyłączonym masz szybkość opadania prądu = 1.11 A/us, czyli uzyskane wcześniej 2.38A opadnie do zera w czasie ok. 2 us :( Średni prąd będzie bardzo niski...
  • Poziom 19  
    Zgadza się. Może częściowo ten problem będzie "omijany" przez podanie wyższego napięcia wejściowego.
    Użyję po 2 rdzenie TN26-A113 na jeden dławik.
    Gdzie mogę je kupić (jak najszybciej)?
    Przynajmniej nie będzie problemu z obliczeniem ilości zwoi itp.
    Przy zastosowaniu 2 rdzeni stała AL się podwaja (pytam dla pewności, wydaje mi się, że tak, bo 2 razy rośnie przekrój poprzeczny, a długość magnetowodu nie zmienia się)?
    Muszę uruchomić ten przekształtnik, a wtedy można będzie przedstawić "namacalne" dowody ewentualnych błędnych założeń konstrukcyjnych, wykazać nieprawidłowości lub po prostu pozostawić go w takiej konfiguracji.
  • Poziom 42  
    Tak - stała AL się podwaja ale prąd nasycenia wyrażony w A*zw pozostaje bez zmian. Ponieważ jednak AL wzrosło, to dla 10 uH wystarczy 7 zwojów (wychodzi 11 uH) i mamy prąd nasycenia ok 23A lub zmniejszamy liczbę zwojów do 6 (8 uH) i prąd nasycenia rośnie nam do ponad 26A. Osobiście zalecałbym zmniejszenie indukcyjności - da to poprawę warunków ładowania.
  • Poziom 19  
    Też jestem za zmniejszeniem indukcyjności, te 10 µH na schemacie to tylko wartość poglądowa :)
    A więc pytanie zasadnicze, czy mogę np. u Ciebie zamówić te rdzenie? Ewentualnie prosilbym o "namiar" na jakiś sklep wysyłkowy.