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

Rdzeń ferytowy. Maxymalna moc

25 Gru 2012 21:42 2184 7
  • Poziom 21  
    Witam

    Swego czasu postanowiłem zgłębić wiedzę o elementach indukcyjnych, a w szczególności o transformatorach impulsowych. Przegryzłem już wiele wątków, jednak max moc, która można wydobyć z danego rdzenia jest dla mnie dalej nie jasnym zagadnieniem. Całe zamieszanie wprowadza szczelina, a za nią idący parametr AL, przez który można zwiększać moc teoretycznie do jakiś ekstremalnych wartości. Doszedłem do tego, że ze rdzenia który ma zaledwie 20min długości można wydusić naprawdę wiele. Może konkretny przykład.
    Rdzeń
    E20/10/6 - 3C90 A63
    mat 3C90
    http://www.ferroxcube.com/prod/assets/e20106.pdf

    Załóżmy, że działa w przetwornicy w pół mostku zatem napięcie to około 160V więc liczbę zwojów na pierwotnym obliczymy ze wzoru.

    N = (U • 10^6)/(2•f•B•Ae)

    zakładając dodatkowo
    f = 50kHz
    B = 380mT
    co nam da
    N = 66 zwojów

    Prąd Imax przy, którym rdzeń E20/10/6 będzie na granicy nasycenia to.
    I max = (Bmax • Ae) / (N • Al)
    Imax = (380mT • 32mm^2) / (66 • 72nH)
    Imax = 2,55A
    Zatem dostępna moc na pierwotnym to:

    P = 160 • 2,55
    P = 409 W
    ???

    Wiadomo, że może ograniczyć mnie grubość drutu nawojowego, ale czy teoretycznie z tak małego rdzenia można aż tyle "wyciągnąć" ? Gdybym chciał to przy takiej mocy mógłbym zasilić ponad 6tys diód to chyba nie możliwe.
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
  • Poziom 43  
    Zależy czy piszesz o transformatorach (topologie forward, bridge) czy o dławikach wielouzwojeniowych (topologia flyback).
    Szczelina występuje tylko w dławikach, w transformatorach nie ma prawa jej być.
    W transformatorach ze wzrostem prądu wyjściowego nie rośnie indukcja w rdzeniu, więc rdzeń nie ogranicza mocy transformatora, tylko drut.
  • Poziom 21  
    Chodzi mi o topologie half bridge.

    Szczelina występuje tylko w dławikach, w transformatorach nie ma prawa jej być.

    Mam na myśli transformatorek w topologie half bridge. Składa się on z dwóch części i złączenie ich zawsze nie będzie idealne przez co szczelina może się zwiększyć wpływając na AL.

    Cytat:
    W transformatorach ze wzrostem prądu wyjściowego nie rośnie indukcja w rdzeniu, więc rdzeń nie ogranicza mocy transformatora, tylko drut.


    Wiem o tym, ale zastanawiałem się czy natężenie strumienia magnetycznego nie ma jakiegoś wpływu na dopuszczalna moc. Dla transformatora sieciowego można obliczyć max moc ze wzoru.
    S = 1,25√Pc
    gdzie:
    S - przekrój kolumny rdzenia
    Pc - całkowita moc
    Transformator sieciowy to też rdzeń tylko z blach więc zastanawiam się dlaczego przy ferrycie 3C90 i innych nie miałoby być jakiegoś ograniczenia. Wszystko zależy od natężenia strumienia. Rozumiem, że w transformatorach sieciowych AL jest bardzo wysokie i stosunkowo łatwo osiągnąć nasycenie, z tond, ścisłe powiązanie z przekrojem, natomiast w rdzeniach ferrytowych zasada jest ta sama, ale mniejsze AL daje większe pole manewru. Przez co wzór.
    S = 1,25√Pc
    Nie ma tu takiego zastosowania. Dodatkowo blachy transformatorowe do 50Hz produkuje się na wielką skalę więc automatycznie można było "specjalnie dla nich" ułożyć wzory. Nie wiem czy dobrze dedukuje.
  • Pomocny post
    Poziom 40  
    Moc jest ograniczona przez częstotliwość maksymalną rdzenia, która powoduje straty w nim i od średnicy drutu jaki się zmieści. Czym większa częstotliwość tym mniej zwojów, dzięki czemu mogą być grubsze druty, ale wzrastają straty w rdzeniu. Można zwiększyć moc transformatora przez wymuszone chłodzenie, np w zasilaczach PC.
  • Poziom 43  
    Cytat:
    Mam na myśli transformatorek w topologie half bridge. Składa się on z dwóch części i złączenie ich zawsze nie będzie idealne przez co szczelina może się zwiększyć wpływając na AL.
    Zawsze jest jakaś niedokładność, szkodliwa szczelina zimniejsza współczynnik sprzężenia pomiędzy uzwojeniami, napięcie bardziej spada od obciążeniem, ale na moc przenoszoną bezpośrednio nie wpływa(jesli spadek nie będzie zbyt duży).

    Cytat:
    Wiem o tym, ale zastanawiałem się czy natężenie strumienia magnetycznego nie ma jakiegoś wpływu na dopuszczalna moc.
    Nie znam czegoś takiego jak "natężenie strumienia magnetycznego" natomiast natężenia pola magnetycznego się odejmują, tak że napięcie magnetyczne na rdzeniu się nie zmienia.

    Cytat:
    Dla transformatora sieciowego można obliczyć max moc ze wzoru.
    S = 1,25√Pc
    Wzór ten pasuje do znormalizowanych kształtek, których wymiary to wynik złożonej optymalizacji, biorącej pod uwagę wszystkie parametry, między innymi takie jak, współczynnik wypełnienia okna miedzią, rdzenia żelazem, rezystywność miedzi, przenikalność, indukcja nasycenia, a na koniec cenę miedzi i żelaza.

    Rdzenie ferrytowe nie są do siebie tak podobne, żeby można było stworzyć taki wzór dla wszystkich, oczywiście przy danych proporcjach wymiarów dwukrotne zwiększenie wymiarów da czterokrotny wzrost mocy - Al wrośnie dwukrotnie powierzchnia okna też. Pod warunkiem, że nie zmieni się współczynnik wypełnienia okna miedzią, o co może być trudno.
  • Poziom 21  
    Cytat:
    Czym większa częstotliwość tym mniej zwojów, dzięki czemu mogą być grubsze druty, ale wzrastają straty w rdzeniu.


    No i trzeba jeszcze dodać efekt naskórkowości, który chyba już przy 100kHz ma znaczenie.

    Proszę mi jeszcze powiedzieć, czy ma jakiś wpływ na sprawność transformatorka wypełnienie okna miedzią ? O ile mi wiadomo w transformatorach sieciowych jest taki parametr, który ma wpływ na moc. Inaczej mówiąc, czy lepiej nawinąć więcej na małym rdzeniu, czy mało na dużym rdzeniu. Wiadomo, że rezystancja wtedy odpowiednio rośnie bądź maleje. Współczynnik AL dla większych rdzeni też jest większy.
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Cytat:
    Proszę mi jeszcze powiedzieć, czy ma jakiś wpływ na sprawność transformatorka wypełnienie okna miedzią ?
    Im więcej drutu upchniesz, tym więcej mocy możesz wycisnąć, np zamienisz drut okrągły na prostokątny, albo na płaską taśmę i będziesz miał więcej. Jeśli zastosujesz większy rdzeń, to przy niewypełnionym oknie będziesz miał większe rozproszenie, a sprawność, to zależy, przy tej samej indukcji będzie więcej strat w rdzeniu (większa objętość), mniej w miedzi (mniej zwojów), co przeważy trudno przewidzieć, trzeba by wszystko przeliczyć.
  • Poziom 21  
    W takim razie już wszystko wiem. Dziękuję wam za pomoc i przekazaną wiedzę. Tematu nie zamykam, gdyby ktoś coś jeszcze chciał dodać :)