Hi, Ich möchte gern einen Fly-Back DCDC it ltspice simulieren. ICh weiß das der Trafo einen Luftspalt besitzen muss, um dden Aufbau des magnetische Feldes zu verlangsamen und somit die Energie besser halten zu können. Mein Problem ist nun, wie kann ich nun in ltspice einen Transformator mit Luftspalt simulatieren? mfg
Solange du den Kern nicht bis in die Sättigung betreibst musst du nur die Induktiviät wissen.
Hallo Helmut, Also ein Transformator ohne Luftspalt verhält sich genauso wie ein Trafo mit Luftspalt, solange dieser nicht in die Sättigung gefahren wird? ABer einen unterschied muss es doch geben, sonst würde man keine Trafos mit Luftspalt nehmen. Eine Frage hätte ich noch, wie mache ich das Übersetzungsverhältnis in spice? Mit K L1 L2 1 kann ich das nicht einstelle, wohl eher durch das Verhältnis der Haupt und Sekundärinduktivität? mfg
> wohl eher durch das Verhältnis der Haupt und Sekundärinduktivität?
Das Übersetzunsgverhältnis ü ist proportional zur Windungszahl.
ü = w1/w2
ü = L1^2/L2^2
K ist vielleicht 0,98 bei einem sehr guten Trafo.
Gruß
Helmut
drainfreund schrieb: >ICh weiß das >der Trafo einen Luftspalt besitzen muss, um dden Aufbau des magnetische >Feldes zu verlangsamen und somit die Energie besser halten zu können. Nein, da irrst du dich, der Luftspalt soll die magnetische Sättigung des Kerns, bei schon geringen Strömen, verhindern.
Günter Lenz schrieb: > drainfreund schrieb: >>ICh weiß das >>der Trafo einen Luftspalt besitzen muss, um dden Aufbau des magnetische >>Feldes zu verlangsamen und somit die Energie besser halten zu können. > > Nein, da irrst du dich, der Luftspalt soll die magnetische > Sättigung des Kerns, bei schon geringen Strömen, verhindern. Mark S. schrieb: > Nein,der Luftspalt dient dem Speichern magnetischer Energie. Ein Sperrwandler funktioniert, indem man während der Flußphase (Transistor "ein") - resultierend aus der dabei anliegenden Spannung - durch den in der Primärwicklung des "Speichertrafos" (1) ansteigenden Strom ein ebenfalls intensiver werdendes Magnetfeld hervorruft. In diesem ist Energie gespeichert, die erst während der Sperrphase (Trans. "aus") durch die Sekundärwicklung abgegeben wird. ((1): eigentlich nur No. 1 von zwei gekoppelten Induktivitäten/Drosseln, ein "echter" (Spannungs-)Transformator überträgt die Energie für gewöhnlich in der Flußphase, also annähernd ohne zeitl. Verzögerung, und hat daher das feste (Spannungs-)Übersetzungsverhältnis n1:n2 entsprechend der Anzahl der Primär- und Sekundärwindungen - ein Speichertrafo hat das nicht so ganz...) Das war die "Einleitung"... Und damit Ihr seht, daß Ihr beide recht habt, nur nicht jeder in gleichem Maße, jetzt weiter: Sowohl "einfache" Drosseln als auch Speichertrafos mit Kernen aus hochpermeablen, Flußdichte-begrenzten Materialien benötigen den Luftspalt, um ihre Funktion voll erfüllen zu können. 1.a)Bei einf. Drosseln ist der Hauptzweck die Vermeidung/Begrenzung der Kernsättigung und deren Effekte (Absinken der Induktivität, evtl. nahe null). Sonst wird die Drossel ja wirkungslos. 1.b)Aber auch die Drossel kann ohne des Luftspalts Speicherwirkung (im Kern selbst läßt sich nur wenig Energie speichern) ihren Zweck manchmal nicht voll erfüllen... (je nach Verwendung) 2.a)Beim Speichertrafo aber ist diese Speicherwirkung der Hauptzweck - sonst gäbe es keine Sperrwandler. 2.b)Und erst in zweiter Linie freut man sich, daß der Luftspalt noch dazu die Kernsättigung nahezu vermeidet. Oder, beim RCC [Ringing-Choke-Converter - auch eine Art Sperrwandler, und zwar einer, der ohne Kernsättigung nicht existierte] geplant verzögert. Aber grundsätzlich stimmen beide Aussagen. Also, Friede? ^^
Zusatz: Im geschlossenen Kern läßt sich kaum Energie speichern, gerade weil er den Aufbau des Magnetfeldes so sehr erleichtert.
Man kann es aber auch so betrachten, daß ohne den Luftspalt (der einen Widerstand im ansonsten geschlossenen magnetischen Kreis darstellt) zwar eine Energiespeicherung nur schlecht möglich wäre, aber ohne das Verhindern der zu frühen Sättigung alles andere nicht funktionierte. Hm...
Ich stimme den Ausführungen von "Homo Habilis" voll zu. Eine interessante Frage wäre noch, ob die Sättigung im Kern Wärme erzeugt? Ich würde mal behaupten, ja. Offiziell habe ich darüber noch nirgens etwas gelesen. Ich hatte mal einen 600W Trafo, der hatte Primär einen Anschluß für 220V und 380V. Bei 220V an der 220V Klemme wurde der Eisenkern im leerlauf sehr Warm, aber die Wicklung selbst nicht. Da war der Hersteller mit den Windungen auf der Primärwicklung etwas zu sparsam. Also der Kern war in die Sättigung. Bei 220V an die 380V Klemme blieb der Eisenkern kalt.
Homo Habilis schrieb: > Oder, beim RCC > [Ringing-Choke-Converter - auch eine Art Sperrwandler, und zwar einer, > der ohne Kernsättigung nicht existierte] geplant verzögert. Da hast Du wohl was falsch verstanden. Der RRC ist ein Selbstschwinger mit valley switching, also quasi-resonant. Synonym zum boundary mode flyback.
Mark S. schrieb: > Synonym zum boundary mode flyback. Ach so... (Schäm.) Werde ich später genauer recherchieren. Günter Lenz schrieb: > Eine interessante Frage wäre noch, ob die Sättigung > im Kern Wärme erzeugt? Ich würde mal behaupten, ja. > Offiziell habe ich darüber noch nirgens etwas gelesen. > Ich hatte mal einen 600W Trafo, der hatte Primär einen > Anschluß für 220V und 380V. Bei 220V an der 220V Klemme > wurde der Eisenkern im leerlauf sehr Warm, aber die > Wicklung selbst nicht. Da war der Hersteller mit den > Windungen auf der Primärwicklung etwas zu sparsam. > Also der Kern war in die Sättigung. Bei 220V an die > 380V Klemme blieb der Eisenkern kalt. Das könnte von der Formulierung abhängen... ^^ "Die Sättigung" allgemein, also auch (!) bei Gleichspannung? Doch eher nicht, oder? Bei Wechselspannung aber (worum es hier gehen dürfte) sieht´s anders aus. Vor allem unbelastet/im Leerlauf entstehen doch meines Wissens sogar etwas höhere Flußdichten, und daher mehr reine Kernverluste, als bei Belastung. Der Kern durchläuft wiederholt die gesamte Hysteresekurve, und gerät bei sparsamer/schlechter Auslegung (zu wenige Windungen und/oder zu kleiner Kernquerschnitt, also zu kleine Primär- bzw. Magnetisierungsinduktivität) auch schon mal etwas zu weit in den Sättigungsbereich - was die Kernverluste weiter steigert. Schriften? Leider kann ich nicht mit Literatur speziell dazu dienen, aber man kann doch die Hysteresekurve auch als Verluste-Abbild ansehen (auch mal irgendwo gelesen) - d.h., die Sättigung verbreitert dann ja extrem dieses "S", und so stellen sich die erhöhten Kernverluste dann dar - denke ich. Günter, obwohl magnetische Bauteile nicht mein schwächstes Gebiet sind, überforderst Du mich leider ein wenig - ich bin kein Fachmann. Vielleicht meldet sich ja noch jemand mit passender Ausbildung zu Wort.
Verzeihung, hatte anderen Tab von gestern noch geöffnet gehabt - dort als "Ultrakreativa" geschrieben (Als Antwort auf eine Frage, in der 5 mal das Wort "Sch..." vorkam) - und das hat sich beim Öffnen dieses Threads ins Namensfeld "autokopiert". Und ich übersah´s... Sorry.
Außerdem: Mit "verbreitert" meine ich eigentlich eine starke Verlängerung der "Spitzen". Nicht eine echte Verbreiterung der Fläche. Gut Nacht...^^
Grr. Und ich meinte konstante Gleichspannung. Ich sollte müde nicht mehr schreiben. Da übersieht man so viel.
Günter Lenz schrieb: > Ich stimme den Ausführungen von "Homo Habilis" voll zu. > Eine interessante Frage wäre noch, ob die Sättigung > im Kern Wärme erzeugt? Ich würde mal behaupten, ja. > Offiziell habe ich darüber noch nirgens etwas gelesen. > Ich hatte mal einen 600W Trafo, der hatte Primär einen > Anschluß für 220V und 380V. Bei 220V an der 220V Klemme > wurde der Eisenkern im leerlauf sehr Warm, aber die > Wicklung selbst nicht. Da war der Hersteller mit den > Windungen auf der Primärwicklung etwas zu sparsam. > Also der Kern war in die Sättigung. Bei 220V an die > 380V Klemme blieb der Eisenkern kalt. Da glaub ich eher an einen zu hohen Magnetisierungsstrom, als dass der Kern das fabriziert. Dazu kann man ins B-H-Diagramm kucken: Im Prinzip hängen die Kernverluste von der umlaufenen Fläche in diesem Diagramm ab. Nur weil man in Sättigung geht, wird die nicht unbedingt sehr viel größer. Nehmen wir mal das da: http://www.ferroxcube.com/FerroxcubeCorporateReception/datasheet/3c90.pdf Man sieht, dass die Fläche bei Sättigung sogar schmaler wird, daher werden die Verluste natürlich schon ansteigen, aber nicht mehr gewaltig. Ich denke nicht, dass das ein Probem ist. Eher ein Problem bei einem Flyback ist, dass bei beginnender Sättigung der Strom durch die Decke schießt. Da kommts dann auf den Wandler an, was der dann tut. Wenn der den Strom nicht überwacht, dann wird es problematisch. Oft ist die Sättigung glücklicherweise oft recht sanft, so dass die Wandler noch Zeit haben abzudrehen. Wenn man das mit den Kernverlusten genau wissen will: http://www.mag-inc.com/design/design-guides/powder-core-loss-calculation Mir ist das jetzt zu kompliziert, schließlich ist Sonntag :-)
Um zur Eingangsfrage zurückzukehren. Ich habe das so gemacht, dass ich den Kopplungsfaktor der Spulen in LTSpice auf 0,95 gesetzt habe. Hat später ganz gut mit der Wirklichkeit übereingestimmt. Die zeitlichen Verläufe von Strom und Spannung passen sehr gut mit der Simulation überein. Das Übersetzungsverhältnis war etwas zu klein, was ich auf Wirbelstromverluste in Kern und Umgebung der Primärspule zurückführe.
Der Sättigungseinsatz bei den üblichen Ferriten setzt ziemlich scharf ein so bei etwa 0,4T. Sperrwandler kann man bis max 0,3T Spitzenwert auslegen, meistens wird mit kleineren Flußdichten hantiert. Von daher kann man in LTSpice hinreichend genau mit einem simplen linearen Trafomodell arbeiten.
Hallo, Ich danke euch für die vielen Antworten. Ich hätte nicht gedacht, dass der Luftspalt in verbindung zu einer Spice simulation eine solche Diskussion auslösen könnte :) Ich würde mir gern selbst eines solchen Wandler diskret aufbauen, bis 100W. Ich möchte möglichst keine fertigen sachen verwenden wollen und somit auch meine Transformator mit Luftspalt selber bauen. Kennt jemand eine Anlaufstelle/Bestellseite, bei der man eine Kern mit Luftspalt für die Leistungsklasse bis einige 100W bestellen kann? mfg
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