[Rozwiązano] Transformator sieciowy 400 kHz do przetwornicy 12 V=/230 V~ obliczanie mocy, zmiana częstotliwości

Witam.
Postanowiłem ostatnio zrobić przetwornicę impulsową z falą prostokątną 12 V=/230 V~ i mam dwa pytania:
1. Chcę zastosować transformator sieciowy i obsługiwać go przy częstotliwości 400 kHz. Czy istnieje jakiś wzór na moc, jaką można przez niego przepuścić? Wiem, że w impulsowych przetwornicach stosuje się np. 400 kHz, aby "przetworzyć" większą moc.
2. Tutaj nie mam pojęcia, jak to zrobić, i to pytanie jest dla mnie krytyczne. Po stronie wtórnej transformatora jest ok. 230 V, ale przy częstotliwości 400 kHz. Jak zmienić to na 230 V/50 Hz? Po wyprostowaniu będzie ok. 240 V-250 V, a potrzebuję 230 V. Jaki układ może spełniać takie zadanie?

pret55286 napisał:

Chcę zastosować transformator sieciowy i obsługiwać go przy częstotliwości 400 kHz.

Nic z tego. Transformator sieciowy się do tego nie nadaje, do częstotliwości powyżej kilku kHz stosuje się transformatory impulsowe z rdzeniem ferrytowym. Poza tym nieco inaczej się je uzwaja. Dość szerokie zagadnienie.

pret55286 napisał:

Po stronie wtórnej transformatora jest ok. 230 V, ale przy częstotliwości 400 kHz. Jak zmienić to na 230 V/50 Hz? Po wyprostowaniu będzie ok. 240 V-250 V, a potrzebuję 230 V. Jaki układ może spełniać takie zadanie?

Robi się to inaczej. Podwyższa się napięcie i je prostuje na np. 320 V=, to napięcie zasila falownik wyjściowy, który z prądu stałego robi zmienny/przemienny, a zależnie od sposobu sterowania falownika uzyskujemy na wyjściu kształt prostokątny, trapezoidalny lub pełny sinus. Poczytaj notę katalogową modułu EGS002.

Jakiś czas temu zrobiłem nakładkę na FEMM, by sobie przyśpieszyć liczenie transformatorów oraz jednocześnie robić z tego model: https://github.com/marcinszajner/TrafoCalc

Niestety nadal trzeba wiedzieć, co się robi.

Tak jak @ArturAVS napisał, rdzeń z transformatora sieciowego się nie nadaje. Przy 400 kHz będziesz mieć nagrzewnicę indukcyjną zamiast transformatora.

Aha...
Czyli muszę napięcie wejściowe podwyższyć transformatorem z rdzeniem ferrytowym i odpowiednio nawiniętym do ok. 300-320 V i potem zmniejszyć zwykłym transformatorem na 230 V/50 Hz, jak rozumiem? A czy mógłbym przetworzyć 12 V na 200 V/400 kHz, wyprostować i wtedy zrobić napięcie przemienne? Wszystko falą prostokątną. Powinno być 220-230 V, czy się mylę?

pret55286 napisał:

Czyli muszę napięcie wejściowe podwyższyć transformatorem z rdzeniem ferrytowym i odpowiednio nawiniętym do ok. 300-320 V i potem zmniejszyć zwykłym transformatorem na 230 V/50 Hz, jak rozumiem?

Nie. Transformator impulsowy wraz ze sterownikiem podnosi napięcie do ok. 300V, następnie to napięcie jest prostowane (przez odpowiednio szybki mostek prostowniczy, zwykłe diody się nie nadają). Tu już mamy prąd stały, trafia on na falownik, który przetwarza prąd stały na przemienny i na wyjściu mamy 230 V~.

pret55286 napisał:

A czy mógłbym przetworzyć 12 V na 200 V/400 kHz, wyprostować i wtedy zrobić napięcie przemienne? Wszystko falą prostokątną. Powinno być 220-230 V, czy się mylę?

Tak działają najprostsze przetwornice 12 V= -> 230 V~. Zrobić się da, ale nie każde urządzenie będzie na prostokącie pracować.

Jak się idzie w 400 kHz, to jeszcze zaczynają się problemy związane ze stratami na twarde przełączanie, długością ścieżek, doborem pozostałych komponentów. To, że @ArturAVS napisał o rdzeniu ferrytowym, to nie znaczy, że istnieje jeden materiał ferrytowy, też wypada dobrać odpowiedni.

Jeśli naprawdę nie potrzebujesz 400 kHz, to bym pomyślał o czymś bardziej w okolicach 100 kHz.

ArturAVS napisał:

pret55286 napisał:

A czy mógłbym przetworzyć 12 V na 200 V/400 kHz, wyprostować i wtedy zrobić napięcie przemienne? Wszystko falą prostokątną. Powinno być 220-230 V, czy się mylę?

Tak działają najprostsze przetwornice 12 V= -> 230 V~. Zrobić się da, ale nie każde urządzenie będzie na prostokącie pracować.

Jak da się w taki sposób, to taką przetwornicę zrobię, ale - jak pisałeś - muszą być szybkie diody. Czy w przetwornicach impulsowych można znaleźć takie diody? Bo nie wiem, czy mam, a mam kilka takich zasilaczy. I jeszcze jedno: np. w żarówkach LED jest na wejściu prostownik napięcia; czy taka żarówka będzie działać na prostokątną falę? Jestem zielony w tej dziedzinie i dlatego dużo pytań.

Jak chcesz tylko zasilać żarówki LED i tylko po to budujesz przetwornicę, to odpuść i kup sobie pasek diod LED na 12 V=. Taniej i prościej się nie da.

W sieci 230 V w szczycie sinusa powinno być 325 V, więc z 12 V trzeba zrobić ponad 300 V.

W układach przetwornic impulsowych, napięcie można stabilizować dzięki modulacji szerokości impulsów.

pret55286 napisał:

A czy mógłbym przetworzyć 12 V na 200 V/400 kHz, wyprostować i wtedy zrobić napięcie przemienne? Wszystko falą prostokątną.

Można. Napięcie prostokątne ma taką samą wartość szczytową jak skuteczną, więc po wyprostowaniu 200 V będzie 200 V i nie będzie więcej.

Wszystkie transformatory na kHz trzeba wykonać samodzielnie lub zlecić. Nic gotowego nie dostaniesz.

400 kHz to bardzo dużo jak na układ pracujący z napięciem kilkuset woltów i przebiegami prostokątnymi, mała przetwornica napięcia stałego z 12 V na 5 V może z taką częstotliwością chodzić, ale już tu projektowanie płytki drukowanej jest trudne (nie wystarczy zgodność ze schematem, żeby układ działał, każdy milimetr ścieżki ma znaczenie), a przy 300 V~/400 kHz i prostokąt to będzie MASAKRA. Przy 400 kHz łatwiej byłoby pracować z sinusem (przetwornice rezonansowe), ale projektowanie trudniejsze. :)

Napięcie sinusoidalne szczytowe jest o 41% większe od skutecznego:

Czyli np. 50 kHz, transformator zrobiony własnoręcznie (12-230) wyprostować i zmienić na napięcie przemienne 50 Hz i byłoby git. I tak nie chcę się bawić w pełne sinusy itp. Ma to być taki projekt testowy z mocą ok. 100-150 W. Chcę zrobić prostą (ale nie banalną) w budowie, by miała rację bytu przez długi czas (by się nie psuła). Takie tylko założenia.

Czyli napięcie skuteczne np. to napięcie w gniazdku (230 V), od tego obliczam 41% i dodaję do 230 V i wychodzi napięcie szczytowe tak?

Prosta konstrukcja to zwykły transformator na te 50-100 kHz bez sprzężenia zwrotnego. Napięcie wyjściowe będzie bardzo zależało od napięcia wejściowego i obciążenia, ale będzie to konstrukcja bardzo podobna do transformatora sieciowego, tylko poprzedzać go będzie falownik.

Wszystko wiem, bardzo dziękuję za wszystkie wpisy i pomoce.