Kennt jemand hier eine Möglichkeit die Streuinduktivität eines Transformators abzuschätzen (ohne FEM)? Oder kennt jemand gängige Werte für Streuinduktivitäten? Ich möchte einen DC/DC Konverter bauen und möchte gerne im voraus abschätzen was mich an Streuinduktivität erwarten könnte. Der Transformator sollte in einem Durchflusswandler zum Einsatz kommen. Leistung ca 1kW bei 48kHz und 12V Eingangsspannung, Ausgangsspannung ca 700V. Wie verhält sich das ganze mit steigender Taktfrequenz/Leistung? Was auch noch ganz interessant wäre: Kennt jemand ein erweitertes Modell ähnlich dem T-Ersatzschaltbild eines Transformators, nur anstatt für 2 Wicklungen für 3 (eine primär, zwei sekundär) oder mehrere Wicklungen?
Die exakte Streuinduktivität läßt sich nur schwer abschätzen. Um der Sache überhaupt näherzukommen, muß man den wirklich ganz genauen Aufbau des Trafos (also dessen gesamte Geometrie, und verwendete Materialien) mitsamt Anschlüssen und Zuleitungen kennen. Mit steigender Frequenz und Leistung dürften schon auch die Einflüsse solcher Parasiten größer werden. Es gäbe z.B. das sog. Cantilever-Modell. Allerdings bringt Dich ein "komplizierteres" Modell wahrscheinlich in Bezug auf die genannte Frage auch nicht weiter . Sowas dient z.B. zum theoretischen Vorbereiten einer magnetischen Integration, aber trotz allem muß man halt für die Umsetzung in die Praxis die o.g. Einflüsse und deren Auswirkungen kennen. Ein paar Zusammenhänge sind klar: Ein größerer Luftspalt bewirkt ein Absinken der wirksamen Primär- (oder auch Magnetisierungs-) Induktivität. Die Streuinduktivität hingegen steigt dabei an, und auch mit schlechterer Kopplung Prim./Sek. Da ich (persönliche Meinung...) bei 1000W einen Eintakt-Wandler ausschlösse, würde ich evtl. einen SPRC in Betracht ziehen. Gemeinsam wäre beiden, daß man (besonders mit der primären) Streuinduktivität wenig anfangen kann... und diese eher einfach möglichst gering halten, als irgendwie in der Höhe "abschätzen" will. Beim SPRC (oder z.B. auch beim ZCS-FB-Boost mit konstanter Einschaltzeit) käme frei Haus die Integration der für 700V sicher nicht kleinen sekundären Wicklungskapazität. Bei vielen anderen Konzepten könnte diese Kapazität störend wirken, evtl. Voltage Doubler verwenden, um Windungen zu sparen. Bitte mehr Infos... MfG
:
Bearbeitet durch User
Du kannst die Sekundärwicklung kurzschließen und dann primär die Streuinduktivität messen. Hier mehr dazu: http://elektroniktutor.oszkim.de/bauteilkunde/tr_real.html
Angehängte Dateien:
-
Simulation.png
94 KB
Die Induktivität zu messen ist nicht das Problem, ich möchte wissen was mich ungefähr erwartet bevor ich versuche etwas zu bauen. Was ich ungefähr vorhabe ist im Anhang, wobei ich zweifle, dass die Topologie überhaupt die richtige für die Anwendung ist. Das ganze funktioniert in der Simulation zwar prinzipiell solange der Transformator keine Streuung aufweist. Mit zunehmender Streuinduktivität geht die Ausgangsspannung allerdings immer weiter zurück da die Spannung kaum ausreicht um den Primärstrom durch die Streuinduktivität innerhalb der Pulsperiode umzudrehen. Daher wäre es gut zu wissen mit wieviel Streuinduktivität ich ungefähr rechnen muss wenn ich beim Wicklungsaufbau darauf achte sie möglichst gering zu halten. Sind 100nH realistisch machbar? Ich habe einfach kein Gefühl für die Grössen. Ein weiteres Problem der Topologie ist der Eingangsstrom der einen recht hohen Ripple aufweist somit bräuchte ich recht grosse Kondensatoren am Eingang).
asöldfkj schrieb: > Ich möchte einen DC/DC Konverter bauen und möchte gerne im voraus > abschätzen was mich an Streuinduktivität erwarten könnte. Der > Transformator sollte in einem Durchflusswandler zum Einsatz kommen. > Leistung ca 1kW bei 48kHz und 12V Eingangsspannung, Ausgangsspannung ca > 700V. 1kW bei 12V-Eingang - da darfst Du Dich über hohe Rippleströpme wohl kaum wundern. Vollbrücke und 48kHz Takt könnte durchaus funktionieren. Bei höheren Frequenzen kommen sehr schnell erhöhte Wicklungsverluste infolge Stromverdrängung ins Spiel - ich würde unterhalb 70kHz bleiben wollen. 700V Ausgangsspannung - auch eine Herausforderung. Parallelkapazitäten der Sekundärwicklung können zum Problem werden. Man könnte einen Resonanzwandler (LLC) ins Auge fassen. Ein Problem sind dabei hinreichend belastbare Kondensatoren - vmtl bräuchtest Du einige 10uF in Polyesterfolie.
Es wäre z.B. auch die geplante Anwendung bzw. abgeschätzte Betriebsparameter in Hinsicht auf die wann und wie lange, und in welcher Höhe, bereitzustellende (Teil-)Leistung interessant. Und zwar, weil wir (zumindest ich und voltwide) Dir (ohne Kenntnisse über Deine sowie die Qualitäten des Trafos) gerne eine Topologie empfehlen würden, die die Parasiten "mitfrißt", was u.a. den Trafobau in mancher Hinsicht vereinfachen kann. Aber diese Empfehlungen (und weitere, z.B. wegen des Stromrippels) von o.g. abhängen. Wo genau kommen die 12V her? Und wo sollen die 700V hin? Ich dachte eigentlich, da stünde irgendwo, man solle in seine Fragen ein Maximum an (halbwegs zum Thema relativen) Infos reinpacken, damit...(oda nich?) Vorhandene Kenntnisse/Erfahrungen? (Z.B. Minimierung der...blabla)
:
Bearbeitet durch User
Der mittlere Strom beträgt dann 80A, mit etwas Ripple kommt man dann möglicherweise auf 120A. Dieser Strom möchte erstmal verlustarm geschaltet und per Kupferleitung mit großem Querschnitt (50mm^2 ??) übertragen werden. Pro mOhm beträgt die Verlustleistung 10 Watt. Bei einem Übertrager kommt es darauf an, wie gut die Wicklungen verschachtelt werden (können). Es ist zu befürchten, dass die Primärwicklung mit dem entsprechenden Querschnitt nur eine Lage zuläßt oder es wird mit Kupferfolie gewickelt, welche die gesamte Breite nutzt. Darüber und darunter wird dann die Sekundärwicklung verteilt. Der Koppelfaktor wird zwischen ca. 95...98% betragen. Daraus kann man auf die Streuinduktivität zurückrechnen und bekommt wenigstens eine Vorstellung von der Größenordnung. Für echte Werte müsste man einen Versuchsübertrager anfertigen und vermessen. Hersteller von solchen Übertragern lassen auf Messen schon mal durchblicken, dass ein Normalsterblicher die 98% nicht auf Anhieb hinbekommt. Jetzt bin ich erst mal gespannt, wie man ohne Übertrager auf einen Rutsch von 12V auf 700V kommt.
Alfred B. schrieb: > Wo genau kommen die 12V her? Und wo sollen die 700V hin? Ich dachte > eigentlich, da stünde irgendwo, man solle in seine Fragen ein Maximum an > (halbwegs zum Thema relativen) Infos reinpacken, damit...(oda nich?) > > Vorhandene Kenntnisse/Erfahrungen? (Z.B. Minimierung der...blabla) Ja du hast ja recht. Eine wirkliche Anwendung gibt es nicht. Es ist ein Projekt von mir und einem Kollegen, er baut den Konverter von 700V auf 12V. Wir studieren beide Elektrotechnik und haben deshalb jede Menge theoretische Grundlagen die wir eben gerne Mal in der Praxis umsetzen würden. Wir können auf das Labor an der Uni zurückgreifen, die 700V kommen aus einem Labornetzteil, "meine" 12V kommen dann aus dem Konverter davor oder auch aus einem Labornetzteil. Die Leistung wird zum testen einfach in einem Widerstand verheizt. Es ist auch nicht unser erstes Projekt, wir haben bereits Schaltwandler kleinerer Leistung (bis 500W an 12V) und PFC Gleichrichter gebaut und bereits vor dem Studium Audioverstärker und ähnliches gebaut. Er hat dazu vor dem Studium als Elektriker gearbeitet. Auf Resonanzwandler würden wir lieber verzichten (schwierigere Regelbarkeit und Ansteuerung). Was wir uns noch überlegen ist eine Topologie mit einer Spule am Eingang um den Ripple zu reduzieren: http://www.ijareeie.com/upload/2014/icetes/27_Vazeem.pdf oder hier, allerdings nur mit IEEE Zugriff http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=6646939&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fiel7%2F6624149%2F6646663%2F06646939.pdf%3Farnumber%3D6646939
Die Streuinduktivität hängt stark vom Aufbau des Trafos ab, alles was nicht Kopplung ist, ist Streu. Also die Wicklungen sauber Draht neben Draht, und primär inmitten der zweigeteilten Sekundärwicklung, und ggf. noch diese zweigeteile genau am Mittenabgriff mit primär verbinden.
Ja das ist mir bewusst. Die theoretischen Grundlagen habe ich ja, was mir helfen würde wäre eher eine Aussage wie:"Kleiner 100nH Streuinduktivität sind locker machbar" oder "weniger als 500nH ist völlig unmöglich zu erreichen". Dann wüsste ich zumindest ob ich mit der Topologie überhaupt weiterkomme oder mir gleich eine andere suchen muss. Hier trifft halt wieder die Theorie aus dem Studium auf die (noch) fehlende Praxis ;)
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.