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

Projektowanie elementów indukcyjnych oraz filtrów LC dla konwerterów

18 Lut 2014 17:56 2655 1
  • Poziom 2  
    Projektowanie elementów indukcyjnych oraz filtrów LC dla konwerterów

    Niedawno potrzebowałem teoretycznych i praktycznych materiałów na temat projektowania elementów indukcyjnych i filtrów LC dla konwerterów half-bridge i full-bridge. Pierwsze kroki skierowałem na forum elektroda.pl. Niestety, większość materiałów, traktują ten temat bardzo powierzchownie, a o niektórych prawie się nie wspomina. Np. temat wyjściowych filtrów LC, kondensatorów filtrujących za prostownikiem czy przekładników prądowych. Natomiast na wielu forach, jest wiele zapytań jak nawinąć, obliczyć transformator czy dławik. Można znaleźć wiele ambitnych projektów, które niejednokrotnie są skazane na niepowodzenie, bez prawidłowo zaprojektowanych elementów indukcyjnych i pojemnościowych. Dlatego postanowiłem część zebranych materiałów połączyć w jedną kompleksową całość i udostępnić zainteresowanym na forum elektrody.
    Zebrane materiały podzieliłem na części dotyczące:

    1 – Wybór rdzenia Magnetycznego dla transformatorów i dławików (matematyczne podejście do projektowania elementów magnetycznych)
    „Colonel Wm. T. McLyman Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie z Kalifornii”
    2 – Projektowanie transformatorów mocy
    – Uproszczone obliczanie transformatorów mocy według „Elsevier Newnes - Power Supply Cookbook”. ( bez uwzględnienia strat w miedzi i rdzeniu )
    – Obliczanie transformatorów mocy ze stałą Kgfe, którą się stosuje stosuje, gdy ΔB ma być wybrana w celu zminimalizowania całkowitych strat, według „Fundamentals of Power Electronics”.
    – Obliczanie transformatorów mocy ze stałą Kg. , na podstawie „Colonel Wm. T. McLyman Coremaster International”.
    3 – Projektowanie transformatorów sterujących na podstawie
    – Power Electronics Technology
    – Elsevier Newnes - Power Supply
    4 – Projektowanie przekładników prądowych na podstawie
    – „Patrick A. Cattermole, Senior Applications Engineer MMG 10 Vansco Road, Toronto Ontario Canada”
    – „The Fundamentals Of Current Sense Transformer Desing Patrick A. Cattermole”
    5– Obliczenie elementów filtra wyjściowego LC
    – Projektowanie dławików na rdzeniach typu „E”, z uwzględnieniem szerokości szczeliny według
    „University of Colorado Boulder”
    – Projektowanie dławików na rdzeniach toroidalnych, na podstawie „Colonel Wm. T. McLyman
    – Projektowanie dławika dla filtra wyjściowego "Magnetic Core Selection for Transformers and Inductors Colonel Wm. T. McLyman"
    6– Obliczanie pojemności kondensatoa filtra LC na podstawie
    – Elsevier Newnes - Power Supply Cookbook
    – ze strony www.irf.com
    7– Obliczanie pojemności kondensatora prostownika
    – ze strony Texas Instruments Incorporated
    – ze strony www.irf.com

    Dla tych co lubię wiedzieć: co, jak i dlaczego, znajdą zasady projektowania podzespołów od podstaw z uwzględnieniem na co zwrócić uwagę w trakcie projektowania, danego elementu, metody uwzględniające straty w rdzeniu, miedzi ich optymalizacją, itp.
    Natomiast dla niezainteresowanych teorią, w każdym przypadku znajdą gotowe przykłady, krok po kroku jak obliczyć konkretny element. Ale nawet w uproszczonym projektowaniu transformatora, nie obejdzie się wielu obliczeń. Należy wiedzieć, że do prawidłowego zaprojektowania transformatora lub dławika, niejednokrotnie zajdzie konieczność powtórzenia całej procedury obliczeń, nawet kilkakrotnie. Przyczyn może być wiele, np. nie mieszczą się uzwojenia w oknie rdzenia, w warunkach przejściowych może za dużo wzrosnąć strumień w rdzeniu, zbyt duża rozbieżność napięć wyjściowych dla wyjść wielonapięciowych itp. Dlatego należy dobrze przemyśleć to co się robi. Lepiej poświęcić więcej czasu na dokładne przeanalizowaniu procedury projektowania, bo w sumie możemy zaoszczędzi wielokrotnie więcej czasu przy realizacji projekty, nie licząc poniesionych kosztów, czy innych strat. Zdaję sobie sprawę, że w pierwszym momencie, dla niejednej osoby wielorakość wzorów i obliczeń, może przyprawić o zawrót głowy. Ale jak już wspomniałem, wybierając materiały, brałem pod uwagę również umieszczone w nich gotowe przykłady projektów, w których pokazano jak
    krok po kroku zaprojektować wymagany element. Powinno to pomóc każdemu zainteresowanemu korzystaniu z tych materiałów.
    W przypadku dławików w filtrach LC, celowo nie podałem żadnych uproszczonych metod projektowania. Dławik, wbrew pozorom, nie jest elementem bardzo prostym, jak wielu osobom się wydaje. Można znaleźć wiele prostych metod ich liczenia, jednak należy bardzo ostrożnie do nich podchodzić, gdyż proces wyboru rdzenia może być bardzo mylący dla projektanta.

    Dla zainteresowanych projektowaniem elementów indukcyjnych dla innych typów przetwornic polecam publikację
    Designing Magnetic Components for High Frequency, dc-dc Converters (Colonel Wm. T. McLyman) Najłatwiej ją znaleźć w intrenecie wpisując w wyszukiwarce „93-1878.pdf”
    Nie mnie jest oceniać wartość przedstawionego materiału, czy trafność jego wyboru. Dlatego chciałbym zaproponować, aby na tej stronie umieszczać materiały dotyczące tego tematu.



    vineta
  • Poziom 3  
    Witam,

    Od jakiegoś czasu szukałem literatury na temat projektowania elementów indukcyjnych. Posiadam książkę pt. "energoelektronika elementy, podzespoły układy" R. Barlik gdzie jest zawarte 200 stron o projektowaniu elementów indukcyjnych lecz nie ma zbyt dużo wskazówek praktycznych.

    Musze powiedzieć że jestem mile zaskoczony informacjami w twojej publikacji oraz w książce "TRANSFORMER AND INDUCTOR DESIGN HANDBOOK Third Edition, Revised and Expanded COLONEL WM. T. MCLYMAN" która jest napisana niezwykle zrozumiałym językiem ;)

    Lecz od dłuższego czasu zastanawia mnie jeden wzór tam zawarty, a mianowicie:

    Projektowanie elementów indukcyjnych oraz filtrów LC dla konwerterów

    w książce Pana Barlika również jest on przedstawiony:

    Projektowanie elementów indukcyjnych oraz filtrów LC dla konwerterów

    i zostało napisane że został wyprowadzony z zależności L*i = z * strumien = z * B * S co jest dla mnie zrozumiałe ale nie mogę dojść jak została wyprowadzona dalsza część wzoru, czy wiesz albo może ktoś inny wie jak to zostało wyprowadzone?