Hallo :-)
Ich habe gerade bei Digikey solche niedlichen "Gate Drive Transformer"
entdeckt.
http://www.digikey.de/product-detail/de/PA2001NLT/553-1993-1-ND/3179352
Ich benötige für ein Projekt einfach eine galvanisch getrennte Spannung,
um eine externe Schaltung zu betreiben, deren Potential heftig "wackeln"
kann.
(externe Schaltung hängt an einer Halbbrücke - z.B. der Gatetreiber für
den Highside Mosfet incl. einiger Zusatzschaltung)
Also.. ich brauche dafür einfach nur 15V rein -> 15-20V raus. z.B. mit
einem Flyback-Wandler a la LT3750 geht sowas sehr bequem. Leistung? 3W
wär schön.
Ist so ein mini 1:1 Trafo dafür geeignet? Gibt es andere vergleichbar
kleine Trafos, die besser geeignet wären? smd wär schön.
lg
hmmh.
Im Datenblatt meines verlinken transformators, steht:
L_pri = L_sek = 403uH (N = 1:1)
L_streu = 0.46uH
R_pri = R_sek = 0.6Ohm
"The maximum volt-µsec rating limits the peak flux density to 2200 Gauss
when used in a unipolar drive application."
in dem Fall: 12V*usec
Kann man aus diesen Angaben berechnen, wie groß die übertragbare
Leistung ist? :-O
Mir fehlt vom Bauchgefühl her irgendwie die Windungsanzahl... ist die
nötig?
Grüße vom Sperrwandlertrafoselbstwickler
Mal eine Überschlagsrechnung:
Ladezeit: 0,8uSek*15V=12VuSek
Wiederholfrequenz 1/(2*0,8uSek)=625kHz (Entladezeit gleichlang
angenommen da Sekundärspannung=Primärspannung)
Spitzenstrom am Ende der Ladung: 15V*0,8uSek/400uH=30mA
Gespeicherte Energie: 0,5*30mA²*400uH=0,18uWSek
Höchstmöglich übertragbare Leistung: 0,18uWSek*625kHz=0,1125W
Sorry, für einen Sperrwandler ist dieser Trafo unbrauchbar.
Was vielleicht gehen würde wäre die Frequenz auf über 1Mhz zu erhöhen,
den Trafo in einer Brückenschaltung symmetrisch anzusteuern und als
(ungeregelten) Flußwandler zu betreiben. In diesem Bereich fehlt mir
aber die praktische Erfahrung um genaueres zu sagen.
A-Freak schrieb:> Grüße vom Sperrwandlertrafoselbstwickler> Höchstmöglich übertragbare Leistung: 0,18uWSek*625kHz=0,1125W>> Sorry, für einen Sperrwandler ist dieser Trafo unbrauchbar.
Manchmal braucht man ja nur solch eine kleine, potentialgetrennte
Leistung z.B. für einen OPV. Macht es dann Sinn, mit solchen Mini-
trafos Sperrwandler zu bauen?
Fragt
Harald
Warum möchtest du damit unbedingt einen Sperrwandler bauen? Für eine
potentialfreie Stromversorgung mit so niedriger Leistung ist ein
ungeregelter Eintakt-Durchflusswandler ohne Speicherdrossel am Ausgang
wesentlich einfacher aufzubauen.
Mit 12 µVs und 15 V Eingansspannung kannst du damit eine Einschaltdauer
von ca. 0,8 µs machen; bei 40% Dutycycle ergibt das eine Frequenz von
500 kHz. Das müsste eigentlich ganz gut funktionieren.
Die maximale Leitung, die man damit übertragen kann, ist nur vom
ohmschen Widerstand der Wicklung abhängig. 3W entspricht einem mittleren
Strom von 200 mA, der Effektivwert ist ca. 320 mA. Bei einem ohmschen
Widerstand von insgesamt 1,2 Ohm beträgt die Verlustleistung im
Übertrager ca. 120 mW; das sollte kein Problem sein.
Der einzige Nachteil ist, dass die Ausgangsspannung da nicht variabel
ist; bei 15 V Eingangsspannung ist die Ausgangsspannung auch ungefähr
15V abzuglich der Dioden-Flussspannung.
Ob da ein Flyback funktioniert oder nicht hat doch meines Wissens nach
vor allem damit zu tun ob das Teil einen Luftspalt hat oder nicht. Wenn
da im Datenblatt nichts von angegeben ist und auch nix von Flyback
drinsteht haben die Teile normal keinen. Damit geht dann kein Flyback.
Wenn Du den nehmen möchtest dann würde ich wie von Johannes schon
vorgeschlagen einen Flusswandler bauen. Eintakt ist das einfachste, mit
Gegentakt bekommst Du vielleicht noch etwas mehr Leistung rüber. Bei so
kleinen Leistungen kann man das recht einfach mit nem
Doppel-Mosfettreiber (z.B. TC4425A) machen.
Ich würde auch einen Flußwandler empfehlen. Allerdings nicht nur
Eintakt, sondern einen Gegentakwandler mit Halbbrücke. Die "Halbbrücke"
ist am besten ein gewöhnlicher Lowside-Gatetreiber.
Den Wirkunsgrad kann man noch optimieren wenn man das Ganze zusätzlich
als Serienresonanzwandler betreibt und die Halbrücke ZVS geschaltet
wird. Nein, Drossel bracht man keine wenn man die Streuinduktivität
ausnützt. So kann man kostengünstig effiziente isolierte Spannungen
bereitstellen. Bei fertigen Gatetrafos ist diese jedoch oft zu klein
weil sie so optimiert sind.
Flyback wird jedenfalls nichts mit diesem Gatedrive Trafo, was soll er
den Speichern bei Induktivitäten von vielen 100µH oder gar mH.
MFG Fralla
OK, danke soweit :-)
Ich sehe, dass das zur Leistungsübertragung nicht sinnvoll geeignet ist.
Ich benötige schon eine etwas belastbare Quelle, da verschiedene
Spannugnsregler und Optokoppler, Gatetreiber und OPVs damit betrieben
werden müssen.
für mich stellt sich jetzt aber eine interessante frage:
Reicht so ein Trafo, um auch dickere Mosfets anzusteuern?
Meine Halbbrücke hat pro Gate 50nC... wie bekommt man da für eine
bestimmte Frwequenz (350Khz max) raus, ob das gate schnell genug
schaltet :-O
@ DerAlbi (Gast)
>Reicht so ein Trafo, um auch dickere Mosfets anzusteuern?
Was würdest du bei dem Namen "Gate Drive Transformer" erwarten?
>Meine Halbbrücke hat pro Gate 50nC... wie bekommt man da für eine>bestimmte Frwequenz (350Khz max) raus, ob das gate schnell genug>schaltet :-O
Messen?
DerAlbi schrieb:> wie bekommt man da für eine> bestimmte Frwequenz (350Khz max) raus, ob das gate schnell genug> schaltet
Was ist für dich schnell genug? Wenn man einen Transistor wirklich
schnell einschalten möchte, dann sind Übertrager zur Ansteuerung nicht
das beste Mittel. Ansonsten kann man das mit dem ohmschen Widerstand der
Wicklungen und der Streuinduktivitöt schon abschätzen.
DerAlbi schrieb:> Ich benötige schon eine etwas belastbare Quelle, da verschiedene> Spannugnsregler und Optokoppler, Gatetreiber und OPVs damit betrieben> werden müssen.
Weiter oben hast du geschrieben, dass dir 3 Watt reichen; warum soll das
jetzt nicht genug sein?. Probiers doch erst mal aus, bevor du sagst,
dass es nicht geht.
"messen" klingt gar nicht so blöd.
Hab grade in LTSpice simuliert :-) man kann scheinbar einen IRF1404 mit
200ns Deadtime problemlos treiben. Das stellt ein Vielfaches meiner Last
dar.
Als Koppelfaktor habe ich k=sqrt(1-Streu/haupt) angenommen. Sollte doch
richtig sein, oder?
Ohne Last fließen aber irgendwie Querströme.. warum? :-)
Ich werde die Energieübertragung an anderer Stelle mit einem geeigenten
Trafo machen.
Der Grund, warum ich frage, war nur, dass ich noch Platz auf der Platine
habe- aber relativ wenig. die GateDriveTransformer würden noch locker
draufpassen.
Ich werde einen kleinen Flyback mit dem LT3750 bauen.. kennt da jemand
einen Kern für minimale Leistungen?^^ dürfen gerne 10W sein... hab jetzt
auch Platz für was größeres - da extern. Bringt mehr Designfreiheiten.
Aber unnötig Platz verschwenden is natürlich wieder schade :-(
DerAlbi schrieb:> Ich werde einen kleinen Flyback mit dem LT3750 bauen..
Warum bist du so auf einen Flyback fixiert. Für eine Stromversorgung mit
fester Eingangs- und Ausgangsspannung hat der Flyback gegenüber anderen
Topologien eigentlich nur Nachteile; der größte Nachteil ist, dass man
einen Übertrager mit Luftspalt braucht.
Deshalb wirst du da vermutlich keinen passenden fertigen Übertrager
finden, weil die allermeisten Übertrager, die man fertig gewickelt
kaufen kann, keinen Luftspalt haben, zumindest in der Spannungsklasse
15V -> 15V.
Ein Sperrwandler ist immer dann gut, wenn die Ausgangsspannung in einem
großen Bereich variieren kann, wie z.B. Beispiel einen Blitz-Kondensator
aufladen. Für solche Anwendungen ist der LT3750 auch gemacht und nicht
um einen Operationsverstärker zu versorgen.
Ok, ich geb zu, ich habe von der Angelegenheit nicht die größte Ahnung -
eher Bauchgefühle.
Ich hab mal näher über den Anspruch an die die Potentialrennung
nachgedacht:
Ich habe 15V am Eingang und benötige einmal -8V und +15V am Ausgang.
Mein Plan wär also potentialgetrennt 23V zu erzeugen, daraus per
Stepdown 8V zu erzeugen und die 8V "Masse" zu nennen. Dabei müssen die
23V aber auch geregelt sein.
Andererseits ginge auch ein Trafo mit 1:1:2 Übertragungsverhältnis..
dann könnte man an der 1er-Sekundärspule die 7.5V abgreifen, an der
2er-Spule die 15V..
Welche Topologie wäre dafür geeigent? Eventuell muss die
Ausgangsspannung noch geändert werden. die 15V am Eingang sind aber
fest.
DerAlbi schrieb:> Welche Topologie wäre dafür geeigent?
Das wurde weiter oben schon beantwortet, Flusswander (Eintakt oder
Gegentakt).
Für die Versorgung eines Gate-Drivers muss diese Spannung nicht
unbedingt geregelt werden, da kommt es auf 1V mehr oder weniger nicht
an. Ein ungeregelter Flusswandler ist dabei erstaunlich stabil in der
Ausgangsspannung.
Für die negative Ausgangsspannung kann man einfach eine zweite
Sekundärwicklung verwenden; vielleicht findest du einen Übertrager mit
2:2:1.
Oder du musst eben selber wickeln, dann hast du alle Freiheiten. Gut
geeignet und gleichzeitig einfach beschaffbar sind E13-Kerne mit einem
2-Kammer Spulenkörper (z.B.
http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=365).
Selbst wickeln klingt gut. Ich hätt bloß gern nich so viele verschiedene
Internet shops.. -> Portokosten. Wenns ähnliche Kerne auch bei Digikey
gäbe, oder irgendwo, wo es auch den AUIR0815s gibt - den hat digikey
nicht, deswegen MUSS wohl ein zweiter Shop her.. oder es findet sich ein
alternativer Gatetreiber. :-(
Ja, bei Mouser habe ich den Treiber auch schon gefunden... ist ja ein
Google-Treffer. ;-)
Naja. Ich mach erstmal alle Platinen... da sammelt sich bestimmt ne
ordentliche BOM. Indes muss ich meine Schaltung dimensionieren.. dafür
gibts aber einen neuen Thread..
Ich bedanke mich hier erstmal für die große Hilfe und bin positiv
überrascht, dass der Ton mal angenehm geblieben ist :-)
