Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 400V Trafo für Flyback


von Arne S. (arne_123)


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Moin,

ich bin momentan dabei einen Abwärtswandler (400VDC auf 200VDC) zu 
entwickeln. Dabei stehen mir NUR die 400VDC zur Verfügung.
Der Abwärtswandler soll mithilfe von IGBTs realisiert werden. Um diese 
zu schalten, möchte ich IGBT-Treiber einsetzen. Ich dachte da an sowas, 
wie den ACPL-P349-000E von Avago.
Die IGBT-Treiber sollen mit +- 15VDC versorgt werden.
Mein Problem besteht jetzt darin, aus den 400VDC 15VDC bei ca. 1-2A zu 
erzeugen.
Hier dachte ich an einen Flyback Wandler.
Konkret liegt mein Problem darin, dass ich keine Transformatoren finde, 
die primärseitig mindestens 400V (am besten 410V für etwas Puffer) ab 
können.
Sekundärseitig bin ich durch den Tastgrad des Flyback ICs flexibel. 
Bevorzugt aber irgendwas zwischen 20V und 80V. (2 mal wegen +-15V).
Da ich keine Flyback ICs gefunden habe, die eine Eingangsspannung von 
400V vertragen, sollte der Trafo auch eine AUX Windung besitzen.

Also nochmal kurz zusammengefasst:
Primär: ca. 400V +-10V
Sekundär: 2x ca. 20V-80V bei 1-2A pro Windung
AUX mit ca. 15V-60V

Ich habe jetzt schon gefühlt das gesamt Internet abgesucht, war auf 
diversen Hersteller Webseiten, bei Mouser, Farnell, DigiKey, Arrow, etc. 
Gefunden habe ich aber nichts.
Da ich mir nicht vorstellen kann, dass ich der Einzige bin, der dieses 
Problem hat.. vllt stand ja schonmal jemand von euch vor solch einer 
Aufgabe oder hat evtl eine Lösung parat.
Evtl gehe ich ja auch mit dem Flyback in eine komplett falsche Richtung.
Den Flyback habe ich hauptsächlich gewählt, da ich durch ihn eine 
Potentialtrennung realisieren kann und somit auch den High-Side IGBT 
schalten kann.

Vielen Dank schonmal für eure Hilfe.

von voltwide (Gast)


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Auch wenn ich schon den einen oder anderen Sperrwandlertrafo berechnet, 
gewickelt und in Betrieb genommen habe, könnte ich aufgrund Deiner 
Angaben keinen für Deine Anwendung passenden entwerfen.
Du hast das Thema eben noch nicht weit genug durchdrungen, um die 
Anforderungen hinreichend konkret spezifizieren zu können.
Davon einmal abgesehen - die Zahl der fertig gewickelten Übertrager ist 
eher überschaubar, schau mal bei Würth rein, da findet sich so etwas.
Du wirst also nicht umhin kommen, den Trafo selbst zu dimensionieren, um 
ihn dann entweder kundenspezifisch fertigen zu lassen oder ihn selbst zu 
wickeln. Wobei man es hier i.a. mit ein paar 10Windungen zu tun hat, so 
dass der Selbstbau so eines Musters innerhalb einer Stunde 
abgefrühstückt ist.
Wer sich an Schaltwandler heranwagt, wird um die Konstruktion des 
passenden Trafos kaum herumkommen, das gehört nun mal dazu.

von hinz (Gast)


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Arne S. schrieb:
> Die IGBT-Treiber sollen mit +- 15VDC versorgt werden.
> Mein Problem besteht jetzt darin, aus den 400VDC 15VDC bei ca. 1-2A zu
> erzeugen.
> Hier dachte ich an einen Flyback Wandler.

Kann man doch fertig kaufen.

von Arne S. (arne_123)


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@voltwide:
Vielen Dank für die schnelle Antwort.
Das heißt ja, dass ich mit einem Flyback für die Erzeugung der 
Hilfsspannung gar nicht so verkehrt lag.
Dann werd ich um ein Selberwickeln wohl nicht herumkommen.
Ich gebe zu, ich stehe noch ganz am Anfang des Themas, gerade was die 
Dimensionierung des Trafos angeht. Kannst du mir hier eventuell gute 
Literatur empfehlen, in der die Themen übersichtlich, aber auch 
detailiert genug erläutert werden?

@hinz:
Ja, allerdings habe ich auch hier nicht viele mit einer Eingangsspannung 
von 400V gefunden. Und die, die ich gefunden habe, sind recht groß.

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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von voltwide (Gast)


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Mein Wissen habe ich mir im Wesentlichen über diverse AppNotes der 
Hersteller erarbeitet, die sind üblicherweise in englischer Sprache.
Von daher kann ich keine Empfehlung für deutsche Fachliteratur geben.

Was bleibt? Nachdem Du die ersten Hürden genommen hast, AppNotes von 
LT,On-Semi,Fairchild, Infineon, ST etc sichten.
Sehr gute FachBücher zum Thema schreibt imho z.B. Christophe Basso.

von Arne S. (arne_123)


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@hinz:
Vielen Dank für den Link, das ist ja schonmal ein guter Anfang.

@voltwide:
Danke für die Tipps, dann werd ich mich mal durch die AppNotes wühlen ;)
Das Buch "Switch Mode Power Supplies" von Herrn Basso liegt sogar schon 
auf dem Schreibtisch.

Vielen Dank euch beiden für die Hilfe.

von Hp M. (nachtmix)


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Arne S. schrieb:
> Abwärtswandler (400VDC auf 200VDC)

Sperrwandler sind doch eher etwas für Aufwärtswandler.
Um welche Leistung geht es denn?

von voltwide (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Sperrwandler sind doch eher etwas für Aufwärtswandler.

Ach was! [Loriot]

von Blubb (Gast)


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Viele Industrie-Netzteile (3x400V-480V --> 24VDC) erlauben auch eine 
DC-Speisung mit 400VDC..

von Jay (Gast)


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Arne S. schrieb:
> ich bin momentan dabei einen Abwärtswandler (400VDC auf 200VDC) zu
> entwickeln. Dabei stehen mir NUR die 400VDC zur Verfügung.

400V DC sind doch noch im Bereich vieler Fertig-ICs um so etwas in einem 
Aufwasch zu bauen. Willkürlich herausgegriffen (ohne jetzt alle Details 
überprüft zu haben):

http://www.ti.com/product/ucc28881/description
http://www.ti.com/product/ucc28911/description

Andere Hersteller haben selbstverständlich auch schöne Kinder. Liner ist 
sicher einen Blick wert.

> Ich habe jetzt schon gefühlt das gesamt Internet abgesucht, war auf
> diversen Hersteller Webseiten, bei Mouser, Farnell, DigiKey, Arrow, etc.
> Gefunden habe ich aber nichts.

Vielleicht http://www.coilcraft.com/transformsel.cfm (auch den Text 
lesen und auf die dortigen Links klicken).

Ach ja, kleiner Tipp 265Vrms AC --> 400V DC nach Gleichrichtung. Bei 
Trafos für off-line Schaltnetzteile wird gerne die Line-Wechselspannung 
(rms AC) vor der Gleichrichtung angegeben, obwohl der Trafo natürlich 
mit der nach der Gleichrichtung wieder zerhackten Gleichspannung 
betrieben wird. Also such auch nach Trafos für 265Vrms off-line 
Schaltnetzteile.

von Arne S. (arne_123)


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Blubb schrieb:
> Viele Industrie-Netzteile (3x400V-480V --> 24VDC) erlauben auch eine
> DC-Speisung mit 400VDC..

Das Problem ist nur, dass man dort selten die Schaltpläne herbekommt, um 
zu sehen, welche Trafos die einsetzen ;)
Ich vermute aber mal, dass die meistens speziell auf deren Netzteile 
angepasst und hergestellt wurden. (Oder ich bis jetzt einfach nur falsch 
gesucht hab.)

Aber da finde ich den Beitrag von Jay ganz interessant. Daran hab ich 
noch nicht gedacht, vielen Dank! Das heißt, da wird dann immer der 
Gleichrichtwert angegeben, statt dem Effektivwert?

Jay schrieb:
> Ach ja, kleiner Tipp 265Vrms AC --> 400V DC nach Gleichrichtung. Bei
> Trafos für off-line Schaltnetzteile wird gerne die Line-Wechselspannung
> (rms AC) vor der Gleichrichtung angegeben, obwohl der Trafo natürlich
> mit der nach der Gleichrichtung wieder zerhackten Gleichspannung
> betrieben wird. Also such auch nach Trafos für 265Vrms off-line
> Schaltnetzteile.

Jay schrieb:
> 400V DC sind doch noch im Bereich vieler Fertig-ICs um so etwas in einem
> Aufwasch zu bauen. Willkürlich herausgegriffen (ohne jetzt alle Details
> überprüft zu haben):
>
> http://www.ti.com/product/ucc28881/description
> http://www.ti.com/product/ucc28911/description

Vielen Dank für den Tipp! Ich hab immer direkt unter den Flyback 
Controllern geguckt und dort kann man leider nicht nach der 
Eingangsspannung filtern. Die werd ich mir mal genauer ansehen.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Besorg Dir alte Netzteile, die nach diesem Prinzip arbeiten (z.B. in 
DVD-Playern) und reiß sie auseinander. Dann weißt Du auch wie der Trafo 
funktioniert bzw. welche Windungszahlen sie verwenden.

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