Welcher Strom bestimmt wann der Kern sättigt? Es müsste der Magenetiseirungsstrom da dieser ja den Fluß und damit die Flußdichte aufbaut, oder? Ist die Sättgung unabhängig vom Laststrom (Also Strom durch Sekundärwicklung)? Der Magnetiserungstrom fließt durch die Hauptinduktivität. Das würde bedeuten, wenn ich die Windungszahlen gleichzeitig (Berhältniss gleich) erhöhe wird auch die Hauptinduktivität größer, richtig? Dass würde bedeuten, dass bei gleich langer Einschaltdauer der mag. Strom langsamer ansteigt und der Sättigungsstrom später erreicht wird. Gedankengang richtig? Was bestimmt die im Transformator gespeicherte Energie? In der Hauptinduktivität? Ist mir völling unklar... In einem Flyback mus der Trafo energie speichern ist klar, deshalb ein Luftspalt. In einem Flußwandler soll der trafo nichts speichern, deshalb kein Luftspalt. Jedoch hat ein Trafo ohne Luftspalt eine wesentlich höhere Hauptinduktivität und müsste mehr Energie speichern? Der Luftspalt senkt ja die Hauptinduktivität wieso sgt man dann, dass in diesem die Energie gespeichert ist? Ich weiß viele Fragen, aber ich check den Transformator einfach nicht :(
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Frank schrieb: > Der Magnetiserungstrom fließt durch die Hauptinduktivität. Das würde > bedeuten, wenn ich die Windungszahlen gleichzeitig (Berhältniss gleich) > erhöhe wird auch die Hauptinduktivität größer, richtig? Ja > Dass würde bedeuten, dass bei gleich langer Einschaltdauer der mag. > Strom langsamer ansteigt und der Sättigungsstrom später erreicht wird. > Gedankengang richtig? Dadurch dass du mehr Windungen hast, reicht schon ein kleinerer Strom um ein stärkeres Magnetfeld zu erreichen. > Was bestimmt die im Transformator gespeicherte Energie? In der > Hauptinduktivität? E=0,5*L*I² > In einem Flyback mus der Trafo energie speichern ist klar, deshalb ein > Luftspalt. > In einem Flußwandler soll der trafo nichts speichern, deshalb kein > Luftspalt. Ja, so in etwa. > Jedoch hat ein Trafo ohne Luftspalt eine wesentlich höhere > Hauptinduktivität und müsste mehr Energie speichern? Aber der Kern kommt dann schon bei einem wesentlich geringeren Strom in die Sättigung.
>> Was bestimmt die im Transformator gespeicherte Energie? In der >> Hauptinduktivität? >E=0,5*L*I² Welches L? Die Hauptinduktivität? Dann müsste ja ein Kern ohne Luftspalt mehr Energie speichern da Lh viel höher ist. >> Dass würde bedeuten, dass bei gleich langer Einschaltdauer der mag. >> Strom langsamer ansteigt und der Sättigungsstrom später erreicht wird. >> Gedankengang richtig? >Dadurch dass du mehr Windungen hast, reicht schon ein kleinerer Strom um >ein stärkeres Magnetfeld zu erreichen. Sättigt der Transformtor mit mehr Windungen dann früher oder später? Müsste später sein? Sonst würde man ja die Windugszahl jedes Trafos auf 1 kürzen.
Frank schrieb: >>> Was bestimmt die im Transformator gespeicherte Energie? In der >>> Hauptinduktivität? > >>E=0,5*L*I² > > Welches L? > Die Hauptinduktivität? Ja. > Dann müsste ja ein Kern ohne Luftspalt mehr Energie speichern da Lh viel > höher ist. Aber der Strom ab dem der Kern sättigt wird niedriger. > Sättigt der Transformtor mit mehr Windungen dann früher oder später? > Müsste später sein? Sonst würde man ja die Windugszahl jedes Trafos auf > 1 kürzen. Er sättigt bei N*I. Wenn man N verdoppelt muss man I daher halbieren wenn man an der Sättigungsgrenze ist. Wenn man N verdoppelt, vervierfacht sich L. Die gespeicherte Energie bleibt also gleich. Eine Windung von 1 geht theoretisch, nur muss der Strom dann entsprechend hoch sein.
>> Sättigt der Transformtor mit mehr Windungen dann früher oder später? >> Müsste später sein? Sonst würde man ja die Windugszahl jedes Trafos auf >> 1 kürzen. >Er sättigt bei N*I. Wenn man N verdoppelt muss man I daher halbieren >wenn man an der Sättigungsgrenze ist. >Wenn man N verdoppelt, vervierfacht sich L. Die gespeicherte Energie >bleibt also gleich. Ok, dass versteh ich. Wenn man dann an das vervierfachte L die gleiche Spannungs-Zeitfläche anlege steigt der Strom langsamer (Steigung ein viertel) dh der Sättigungsstrom wird nicht oder später erreicht. In einem Flußwandler könnte man dann die Schaltfrequenz senken. Gedankengang richtig? >Eine Windung von 1 geht theoretisch, nur muss der Strom dann >entsprechend hoch sein. Und der mag. Strom steigt dann sehr schnell an (Lh sehr klein) MFG
Frank schrieb: > Wenn man dann an das vervierfachte L die gleiche > Spannungs-Zeitfläche anlege steigt der Strom langsamer (Steigung ein > viertel) dh der Sättigungsstrom wird nicht oder später erreicht. In > einem Flußwandler könnte man dann die Schaltfrequenz senken. > Gedankengang richtig? Ja. Allerdings sinkt damit die übertragene Energie: Sagen wir mal der Kern speichert 1mJ (dieser Wert ist ja durch den Kern begrenzt und unabhängig von der Windungszahl). Je häufiger diese 1mJ übertragen werden, desto mehr Energie überträgt man.
Also erstmal dnke für die Hilfe! >Ja. Allerdings sinkt damit die übertragene Energie: Sagen wir mal der >Kern speichert 1mJ (dieser Wert ist ja durch den Kern begrenzt und >unabhängig von der Windungszahl). Je häufiger diese 1mJ übertragen >werden, desto mehr Energie überträgt man. Hm... Ja die speicherbare Energie ist durch den Kern begrenzt, deshalb wird zb bei einem Boost Konverter die Drossel größer wenn man die Frequenz senkt. Doch beim Flußwandler muß ja nichts gespeichert werden. Wenn ich bei einem Flußwandler die Windungszahlen erhöhe bleibt ja die Spannung senkundär gleich. Nehmen wir ann die übertragene Leistung bleibt gleich und man senkt die Frequenz. Der mittlere Sekundär- und Primärstrom muss auch gleich bleiben, der mag. Strom sättigt den Kern noch nicht. Der Stromripple in der Filterdrossel steigt an, klar. Mir geht es darum ob man durch erhöhung der Windungszahl die Schaltfrequenz bei einem Flußwandler senken kann? (klar, mehr Windungen geht auf Kosten von Kupferverlussten, davon mal abgesehen)
Frank schrieb: > Hm... > Ja die speicherbare Energie ist durch den Kern begrenzt, deshalb wird zb > bei einem Boost Konverter die Drossel größer wenn man die Frequenz > senkt. > > Doch beim Flußwandler muß ja nichts gespeichert werden. Ja. Ich hatte das Flusswandler überlesen. > Mir geht es darum ob man durch erhöhung der Windungszahl die > Schaltfrequenz bei einem Flußwandler senken kann? (klar, mehr Windungen > geht auf Kosten von Kupferverlussten, davon mal abgesehen) Ja.
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Danke, Konkret geht es darum: Ich habe einen interleaved Flußwandler, also 2 Trafos die je 500Watt übertragen. Die Eingangsspannung ist 410V (Zwischenkreis) die Ausgangsspannung maximal 54V Die Windungszahl habe ich Anfangs mit 30:5 gewählt. Sekundär liegen dann so 68V an, beide Wandler laufen mit d=0.4, macht gefiltert die 54V am Ausgang. Das Problem ist das der Wirkungsgrad plötzlich zu niedrig ist. (die spec hat jemand einfach so geändert ) Meine erste Idee waren Synchrongleichrichter an der Flußdiodem, hatte gute 7Watt gespart. Ist aber zu wenig, also dachte ich daran die Frequenz zu senken. Der Trafo läuft speziell bei hoher Temperatur schon nahe an der Sättigungsgrenze. Bischen runtergeschraubt und siehe Anhang. Wenn ich auf 36:6 gehe und Bmax nicht erhöhe könnte ich dann von 200kHz auf 160kHz gehen. (Gleicher Kernquerschnitt, Spg-Zeitfläche größer, aber auch Nprm größer) Meint ihr das funktioniert? Und welche Methoden kann ich noch anwenden für mehr Wirkungsgrad? MFG
Frank schrieb: > Wenn ich auf 36:6 gehe und Bmax nicht erhöhe könnte ich dann von 200kHz > auf 160kHz gehen. (Gleicher Kernquerschnitt, Spg-Zeitfläche größer, aber > auch Nprm größer) Meint ihr das funktioniert? Versuchs erstmal ohne die Frequenz zu verringern: Mehr Windungen bei gleicher Frequenz bedeuten eine geringere Flussdichte und somit weniger Verluste im Kern. > Und welche Methoden kann ich noch anwenden für mehr Wirkungsgrad? Hast du mal mit eine Wärmebildkamera untersucht wo die meiste Energie verloren geht?
@Frank (Gast) >Frequenz zu senken. Der Trafo läuft speziell bei hoher Temperatur schon >nahe an der Sättigungsgrenze. Bischen runtergeschraubt und siehe >Anhang. Na der ist aber immer noch in der Sättigung! Der Peak kurz vor dem Ende der Rampe! Und Sättigung ALLEIN ist bei Schaltnetzteilen sowieso nicht das Thema, weil man der Magnetisierungsverluste wegen sowieso DEUTLICH unter der Sättigungsgrenze beleiben MUSS! http://ludens.cl/Electron/Magnet.html >Wenn ich auf 36:6 gehe und Bmax nicht erhöhe könnte ich dann von 200kHz Wie schon gesagt, Windungen erhöhen und Frequenz gleich lassen. Mfg Falk
"You really need the core manufacturer's data, to determine how much flux density is acceptable. To give you a rough idea, first consider that at these frequencies almost always ferrite material is used. And ferrite saturates at about 0.3 to 0.4T, so this will be the absolute limit. For typical power-type ferrite material, at 25kHz you will have to keep the flux density below 0.15T, and at 100kHz below 0.05T. But a lot depends on core size too. A larger core will have to run at lower flux density in order to avoid overheating."
Ja mit einer Wärmebildkamera hab ich mir das Teil schon angesehen: Der Kühlkörper der Mosfets ist groß und wird sehr warm (leider sind auch andere halbleiter drauf), vom Gefühl würd ich sagen dass bei 200kHz die Schaltverluste schon einiges fressen. Der Kern wird leider auch warm (60°C) >For typical power-type ferrite material, at 25kHz you will have >to keep the flux density below 0.15T, and at 100kHz below 0.05T Also so niedrig ist die Flußdichte in keinem hartgeschalteten Gerät dass ich kenne. Im momment geht der Kern bis auf 240mT. Ich hab einen 36:6 Trafo gewickelt. Den werd ich mal mit normaler frequenz ausprobieren. Irgendeinen Punkt muss es ja geben wo das optimale Verhältniss zwischen Kernverlusten und Schalterverlusten herrscht. Werd dann f einfach nach und nach senken und schaun wann weniger verbraten wird. Müsste funktioniern oder? Bei Materialien wie Highflux, MPP, etc wird ja immer eine Formel für die Kernverluste angegeben (abhängig von B und f) dabei ist der Exponent von B immer größer. Wie ist das beim Ferrit?
war mein Post (Frank) war wer anders am PC ;)
Nachtrag: Die Magnetisierung des Kernes im Flußwandler ist übrigens weitgehend unabhängig vom Luftspalt. Wenn die Spule eine bestimmte Zeit an die Betriebsspannung gelegt wird, ergibt sich am Ende dieser Zeit ein bestimmter Fluß. Der Luftspalt bestimmt nur, wie hoch der dazu nötige Magnetisierungsstrom ist. Nicht ganz zufällig hat der magn. Fluß die Einheit Vs. Es gibt einen direkten Zusammenhang zwischen der Spannungs-Zeit-Fläche und dem magn. Fluß oder genauer gesagt, beides ist identisch (bei einer Windung). Wenn man wissen will, wann der Kern in die Sättigung geht, muß man nur den max. magn. Fluß des Kernes mit der Windungszahl multiplizieren und erhält dann direkt die max. Spannungs-Zeit-Fläche. Den Umweg über die Berechnung des Magnetisierungsstromes in Abhängigkeit vom Luftspalt ist völlig unnötig. Jörg
> Welcher Strom bestimmt wann der Kern sättigt? Die primärseitige Eingangsspannung bzw. besser gesagt die induzierende Spannung (=Eingangsspannung abzüglich der Spannungsabfälle an Streuinduktivität und ohmschen Wicklungswiderständen)! Der Fluß folgt der Spannung. Wenn es unbedingt ein Strom sein muß, dann der Magnetisierungsstrom. Dieser wird zum Feldaufbau benötigt. Er steigt bei Sättigung massiv an. > Es müsste der Magenetiseirungsstrom da dieser ja den Fluß und damit die > Flußdichte aufbaut, oder? genau > Ist die Sättgung unabhängig vom Laststrom (Also Strom durch > Sekundärwicklung)? Ja, weitestgehend. Es geht schließlich nur um den Fluß, und der Fluß wird bei Vernachlässigung der Streuinduktivität und der Wicklungswiderstände durch die Eingangsspannung bestimmt. Die Sättigung tritt prinzipiell am ehesten bei Leerlauf ein. Bei Last verringert sich die maximale Spannungszeitfläche unter der Eingangsspannung aufgrund von Wicklungswiderständen und Streuinduktivitäten. > Jedoch hat ein Trafo ohne Luftspalt eine wesentlich höhere > Hauptinduktivität und müsste mehr Energie speichern? > Der Luftspalt senkt ja die Hauptinduktivität wieso sgt man dann, dass in > diesem die Energie gespeichert ist? Die Energiedichte beträgt 1/2*B*H. Im Luftspalt ist das B genauso groß wie überall im Magnetkreis, und das H ist nicht mehr homöopathisch klein. Deshalb befindet sich die meiste Energie im Luftspalt. Gruß, Michael
>Deshalb befindet sich die meiste Energie im Luftspalt
Dazu kann man noch sagen: Jede Energie ausserhalb der Luft macht nur
eines: Die Umgebung aufheizen. Energie ausserhalb der Luft trägt nur zu
den Verlusten bei ;)
Wo ist es besser den Luftspalt zu haben EI30 Drossel. Wie zwei Lieferanten einer macht den Luftspalt ins der andere ins E
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