Hallo, Situation: Flyback Uin: 48 Vdc - 265 Vac Pab: 25W f: 80kHz N1: 29; N2: 7 Wickelaufbau: 1.Lage N1' 15 Windungen, 2.Lage N2 3. Lage N1'' 14 Windungen alle Drähte d = 0,5mm, wobei N2 6 Drähte parallel gewickelt sind. Der Übertrager ist vergossen und hat ein Tü von 17-18k. Das ist erstmal nicht viel, aber durch eine UL Forderung darf ich höchstens ein Tü von 15k (Tü +Reserve) haben. Also angestrebt wird ein Tü von <10k. N2 wurden mit Litze gewickelt. Dass hat gerade mal 1-2k gebracht. Was kann man noch versuchen? N2 mit Kupferband? N1 mit Litze? Wie sind da die Erfahrungen? Was mir noch nicht ganz klar ist, sind die Kernverluste im Bezug auf die Schaltfrequenz. Dachte immer die Kernverluste fallen mit fallender Frequenz. Laut Steinmetzgleichung ist das ja auch so, aber Fralla schreibt hier was anderes: Beitrag "Trafo für Flyback" Ganz grob Ausgedrückt nehmen in Feriten für SNT (für 20k bis 500k) die Verluste mit f^1.7 und B^2.6 (Flußdichthub) zu. Bei einem bestimmten Kernvolumen gibt es daher ein Optimum der Kernverluste welches aus Frequenz und Flußdichte (daraus resultiert eine Windungszahl und damit Luftspalt). Diese Optimum ist je nach Ferrit Temperaturabhängig undzusätzlich kommen bösartige Effekte wie Proximity/Stromverdrängung(wenn der Luftspalt zu groß ist->aufteilen). Windungszahl geht natürlich auf die Kupferverluste. Bei der reinen Kernverlustbetrachtung, wird man manchmal verleitet mit der Frequenz recht hoch zu gehen, beachte dass dabei aber auch die Schaltverluste linear mitansteigen. Gruß
Peer schrieb: > Was mir noch nicht ganz klar ist, sind die Kernverluste im Bezug auf die > Schaltfrequenz. Jede Ummagnetisierung bringt 1x Kernverluste. Doppelte Frequenz also doppelte Verluste. Das Material macht den Verlust, 2cm^3 Kernvolumen bringen also doppelte Verluste als 1cm^3 Kernvolumen (hat aber auch mehr Iberfläche, wird also nicht doppelt so warm, sondern nur 1,irgendwas wärmer) Wenn man jedoch halbe Frequenz mit doppelter Magnetisierungsstärke kompensieren will, schiesst man sich ins Knie, denn steigende Magnetisierungsstärke führt zu überproportional hohen Verlusten, kommt man in den Bereich der Sättigung sogar zu exorbitanten Verlusten. 400mT statt 200mT bringen also mehr als doppelte Verluste. Es gibt also eine optimale Kerngrösse, Frequenz und Magnetisierungsstärke für die zu übertragende Leustung. Bliss welche UL lässt nur 15 GradC Temperaturerhöhung zu, normal sind 40 GradC.
MaWin schrieb: > Bliss welche UL lässt nur 15 GradC Temperaturerhöhung zu, normal sind 40 > GradC. UL schreibt eine Maximaltemperatur vor. Mit einer maximalen Umgebungstemperatur und einer Temperaturerhöhung im Gehäuse bleiben besagte 15 Kelvin für den NT Übertrager übrig. Gut, was nun? Frequenz anheben bring also mehr Ummagnetisierungsverluste, aber auch Ieff sinkt und damit sinkt auch Pv_cu. EMI kann aber schwieriger werden. Frequenz senken bringt weniger Ummagnetisierungsverluste, aber auch Ieff steigt und damit steigt auch Pv_cu. Ausserdem kann der Kern weniger Energie übertragen. Vielleicht muss man sich um die Proximityverluste kümmern. Aber wenn ich das richtig verstehe ist da wenig mit rechnen (Vielleicht Simu, lohnt aber wahrscheinlich bei 25W nicht). Aus anderen Threads gibt es den Hinweis Kupferband zu verwenden und auch gegebenenfalls parallel zu schalten. Erfahrungen in meiner Leistungsklasse?
Meine Meinung dazu: -In der Mehrzahl der Fälle überwiegen Wicklungsverluste gegenüber Kernverlusten -Litzdraht verwenden -möglichst gute Kopplung hinbekommen, Streuverluste werden zu einem nicht unwesentlichen Teil in den Wicklungen verheizt. -verschachtelte Wicklungen -möglichst jede Lage in der vollen Breite bewickeln -lieber weniger Windungen und dafür höher magnetisieren: Bei 50..100KHz Taktfrequenz gehe ich meist bis 300mT
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Zum Thema Verluste im Schaltreglern habe ich noch ein interessantes Diagram im Tietze/Schenk gefunden 12. Auflage Wahrscheinlich sind dabei aber diese Proximityverluste nicht mit berücksichtigt, da die ja sehr vom Wickelaufbau und verwendetem Material (Draht, Litze, Kupferblech)abhängen. Wenn ich dem Diagram trauen darf, bin ich mit 80kHz schon relative nah am Optimum. Würde ich jetzt auf 60kHz herunter gehen müsste ich den nächst grösseren Kern nehmen. Wobei dann ja die Kernverluste wieder steigen. Werde wohl nochmal primär mit Litze versuchen da dort mehr Wicklungen drauf sind.
Hallo Peer, was für einen Kern hast du denn da verbaut ? (Material, Al-Wert) Gruß Miro.
Al = 151nH; N87 Miro schrieb: > was für einen Kern hast du denn da verbaut ? (Material, Al-Wert) N87; Al = 151nH
Bei N87 AL=151nH ?? Normal sind 1850.
> Uin: 48 Vdc - 265 Vac
Reichen nicht unserem 230V Netz entsprechende 195- 265V? Woher hast du
überhaupt diese abenteuerlichen Wickeldaten? N1 nur 29 wdgn? N2 6x
0,5mm... da reichen garantiert auch 2x 0,35 bifi bei 25W. Womit wird das
Teil angesteuert und welche Spannung sekundär?
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Werner H. schrieb: > Normal sind 1850. Aber nicht bei einem Flyback, den der braucht einen Luftspalt. Ein Blick ins Datenblatt hilft da weiter. Werner H. schrieb: > Reichen nicht unserem 230V Netz entsprechende 195- 265V? Ja, 184V-265V, aber es gibt ja nicht nur das 230V Netz;-). Werner H. schrieb: > Woher hast du > überhaupt diese abenteuerlichen Wickeldaten? Schmidt-Walther Werner H. schrieb: > N2 6x > 0,5mm... da reichen garantiert auch 2x 0,35 bifi bei 25W. Womit wird das > Teil angesteuert und welche Spannung sekundär? Tragen diese Fragen zur Klärung der meinigen bei? Werner, hast du eine Idee wie ich das Ding kühler bekomme?
Peer schrieb: > Werner, hast du eine Idee wie ich das Ding kühler bekomme? Offensichtlich nicht. Aber auch alle anderen können nur raten, so lange nicht mal klar ist, ob Kernverluste oder Kupferverluste dominieren. Peer schrieb: > N2 wurden mit Litze gewickelt. Dass hat gerade mal 1-2k gebracht. Das war dann wohl der Anteil der Verluste, der durch Skin-/Proximity- Effekt verursacht wird. Es scheint offensichtlich noch weitere Ursachen für Verluste zu geben.
Hallo Peer, Mir ist noch aufgefallen, dass die Vorgabe, mit den maximal 15 K ohnehin sehr, sehr ambitioniert ist. Der Ef25 hat einen Rth von 40 K/W, das heißt, bei einer maximalen Erwärmung von 15 K darfst du dir maximal 0.375 W Verluste erlauben, das sind bei deiner Nennleistung von 25 W gerade mal 1.5%. Ich glaube nicht, dass man das mit so einer Konfiguration schafft. Gruß Miro
> der braucht einen Luftspalt Logo. > aber es gibt ja nicht nur das 230V Netz Hatte ich ja bemerkt. Meine Vemutung, du verwendest einen Kern mit einem Luftspalt von 0,5mm, also von der Stange. Um ein Optimum zu erreichen, und die Verluste kleinzuhalten sollte der L-Spalt aber genau berechnet werden. 0,5 mm erachte ich als etwas zu groß, um die 0,25 wäre wohl besser bzw. realer. Sollte aber genau berechnet werden. Auch die Topologie des Aufbaus fällt hier ins Gewicht. Vielleicht hilft dir der Link weiter? http://www.epcos.de/blob/385696/download/4/ferrite.zip
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Peer schrieb: > ... aber durch eine UL Forderung darf ich höchstens ein Tü von > 15k (Tü +Reserve) haben. Also angestrebt wird ein Tü von <10k. Die haben doch nicht mehr alle Elektronen auf dem äußersten Orbital. Da wird ja schon jeder Widerstand bei halber Nennleistung wesentlich wärmer und ein µC bei maximaler Taktfrequenz sicher auch.
Sorry, war viel los heute. Axel Schwenke schrieb: > ob Kernverluste oder Kupferverluste dominieren. Wie ich schon schrieb, ist das Teil vergossen und damit kann ich schlecht sagen ob der Kern, oder die Wicklung wärmer ist. Aber mit Miros Angabe 40 K/W und Tü 18 K komme ich auf 0.45W. Für die primären Kupferverluste habe ich ca. 0.2W berechnet. Aber ob man dass so einfach sagen kann bezweifele ich. Denn im DB steht bei 100kHz 200mT und 100°C ein Pv von <1.6W. bei 80kHz wären das ja 1.28W. Das ergäbe ein Tü von 51.2°C. Na, irgendwas stimmt da noch nicht. Miro schrieb: > Mir ist noch aufgefallen, dass die Vorgabe, mit den maximal 15 K ohnehin > sehr, sehr ambitioniert ist Ja, dass hatte ich ja auch schon geschrieben. Die 15K ergeben sich auch aus einer Forderung für unsere Geräte, die heißt Umgebungstemperatur max. 70°C. Wären dass nur 55°C hätte keiner ein Problem. Miro schrieb: > Der Ef25 hat einen Rth von 40 K/W Im Datenblatt habe ich diese Angabe nicht gefunden. Woher stammt sie? Werner H. schrieb: > Vielleicht hilft dir der Link weiter? Danke, den schaue ich mir morgen mal an. Dieter Werner schrieb: > Die haben doch nicht mehr alle Elektronen auf dem äußersten Orbital. Kommt mir manchmal auch so vor. Ist alles sehr zeitaufwendig und nervenaufreibend.
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23 KB
Peer schrieb: > Miro schrieb: >> Der Ef25 hat einen Rth von 40 K/W > > Im Datenblatt habe ich diese Angabe nicht gefunden. Woher stammt sie? Siehe Anhang.
Diese Verlustrechnungen haben bei mir noch nie gepaßt. Gerade Sperrwandlerübertrager wurden bei mir immer wärmer als erwartet. Und Wicklungsverluste waren da immer das größere Problem. Gut beherrschbar sind imho LLC-Wandler: Keine Erwärmung durch Streuverluste, insgesamt sehr verlustarme Übertrager, wesentlich kleinere Kerne als bei Sperrwandlern. Leider nicht geeignet für weite Eingangsspannungsbereiche. there is no free lunch!
Die Angabe mit den 40W/K kann man auch im aktuellen Datenbuch auf Seite 168 unter den "Application Notes" finden. Nur dürfte es so sein, dass wenn das Bauteil vergossen ist, dieser Wert nicht stimmen wird. Das mit der Berechnung der Kernverluste ist für Sperrwandler leider nicht sehr genau, da die Kernverlustangaben im Datenbuch mit sinusförmiger Aussteuerung ermittelt werden, und beim Sperrwandler hat man ja andere Kurvenformen. Gruß miro
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