Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kleiner Sperrwandlertrafo (EFD15) für LT8302 mit mehreren Ausgangsspannungen


von Timo K. (tiki)



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Hallo,

zu prinzipiellen Fallstricken bei Sperrwandlertrafos las ich bereits 
hier:
Beitrag "Flyback-Trafo: Verwirrung beim Proximity-Effekt bei parallelgeschalteten Wicklungen"
und hier:
Beitrag "Sperrwandler - mehrere Ausgangsspannungen"
Ich suche nach einer Anleitung, wie der Lagenaufbau/das Wickeln für den 
Sperrwandlertrafo im Sinne niedriger Verluste vorzunehmen ist.
Kern: EFD15, Die Bauhöhe ist entscheidend: < 10mm.
Wesentlich sind die Eingangs-/Betriebsspannung mit 24V und eine 
Ausgangsspannung von 2x ca. 200V DC nach Gleichrichtung und Siebung.
Die Wicklungen lassen sich noch recht gut im Wickelraum unterbringen.
2 Muster sind aufgebaut, davon 1 vollständig und 1 mit 
(24V-)Primärwicklung und nur der 200V-Wicklung sekundär, mit ähnlichem 
Verhalten.
Relevante Beschreibungen sind im angehängten PDF enthalten.

Ich würde mich freuen, wenn ich hier etwas Hilfe erhalten könnte, im 
Netz findet sich wenig, insbesondere für solche Kerngrößen und die 
Hochspannungsbude über die Straße hat unser Hilfeersuchen abgelehnt.

Danke und Gruß,
tiki

Beitrag #6432216 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Carsten B. (cbr)


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Hier gibts Infos zum Flybacktrafo und den Verlusten dort.
Beitrag "Verluste im Wanlder zu hoch"

von Mikki M. (mmerten)


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Auch bei kleineren Stücktzahlen bezahlbar:

https://www.dsw-elektronik.de

von oszi40 (Gast)


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Timo K. schrieb:
> Netz findet sich wenig, insbesondere für solche

So ganz einfach wirds wohl nicht. Abgesehen von der "Wickelkunst", 
Spannungsfestigkeit usw., sollte auch der Kern für die Frequenz geeignet 
sein.

> 2x ca. 200V DC
Wenn die nicht gleichmäßig belastet werden? Gemeinsame Reglung wird dann 
nur ein Kompromiss werden.

von Timo K. (tiki)



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Hallo

und dankeschön für die Hinweise!
dsw hab ich angefragt, es klang interessiert. ;)
Proximity, Skin, Verschachtelung, ja, im Prinzip bekannt. Nicht aber, 
wie eine konkrete Wickelvorschrift für meinen Fall daraus abzuleiten 
wäre.
"...die Stränge verwoben, was mehr gegen Proximityeffekte und 
Verdrängungseffekte  hilft."
Naja, es kommt drauf an, ob sich nicht die Einzeldrähte z.B. flachlegen, 
also quasi nebeneinanderliegen, wie es bei mir der Fall ist.

Die Frequenz gibt der Schaltregler (LT8302) vor, mit 12kHz < f < 400kHz. 
Verwendet ist N87 mit Gap, das steht im angehängten PDF in Abb. 3.13.

Die Güte der Regelung ist zunächst zweitrangig, weil ohnehin jeder 
Ausgangsspannung Linearregler nachgeschaltet sind. Es soll überhaupt 
erst einmal sicher funktionieren. Und ja, es geht genau um die 
"Wickelkunst".

Fragen:
1. Welche Reihenfolge der Wicklungen ist sinnvoll? Ist meine im PDF 
beschriebene Variante ausreichend?
2. Mindestens bei der 200V-Wicklung scheinen Anfang und Ende 
übereinander wegen der Kapazität zwischen beiden Lagen nicht günstig zu 
sein.
Genügt es, etwas enger zu wickeln (ggf. unter Verlust der "Schönheit") 
und die je 160 Wdg. auf nur je eine Lage zu verteilen und dann den Draht 
quer zurückzuführen?
3. Ist es sinnvoll, einen oder mehrere Schirme (einlagig 0,05 CuL) 
einzuführen (irgendwo las ich, dass Schirme negative Konsequenzen für 
den Koppelfaktor hätten)? Wenn ja, zwischen welche Lagen? Wo sind diese 
anzubinden?
Vorschlag: Schirm 1 zwischen Lage 1 und 2 gegen GND primär oder VCC 
primär
Schirm 2 und 3 jeweils unter bzw. über L8/L9 (200V-Wicklung), angebunden 
an deren Mittelanzapfung (=GND sekundär).

Danke und Gruß,
tiki

von oszi40 (Gast)


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Nebenbei würde ich erst mal suchen ob es nicht schon geeignete 
DC/DC-Wandler fertig gibt. Das spart jede Menge Zeit und Lehrgeld. z.B.
https://de.rs-online.com/web/c/stromversorgungen-transformatoren/dc-dc-wandler/

von MiWi (Gast)


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Timo K. schrieb:

> (24V-)Primärwicklung und nur der 200V-Wicklung sekundär, mit ähnlichem
> Verhalten.
> Relevante Beschreibungen sind im angehängten PDF enthalten.
>
> Ich würde mich freuen, wenn ich hier etwas Hilfe erhalten könnte, im
> Netz findet sich wenig, insbesondere für solche Kerngrößen und die
> Hochspannungsbude über die Straße hat unser Hilfeersuchen abgelehnt.
>

das mit den 18A in 120ns bei der aufgebrachten 200V-Wicklung sieht nach 
einem Wicklungsdefekt auf einer der 200V-Wicklungen aus, denn ohne Last 
(also offenen Anschlüßen) dürfen da keine 18A unterwegs sein.

Die Verkabelung im Prüfaufbau mit den Klemmen und all den langen 
Leitungen die ebenfalls zum L der wicklungen beitragen... so nicht! 
Könnte eine der Ursachen sein.

von Timo K. (tiki)



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Hallo

und dankeschön für die Antworten!

DCDC-Wandler (Module), jahaha - genau dafür soll es Ersatz sein.
In den Fotos ist eine der Anwendungen, ein TIA für pA (und geringer) bis 
mA mit einstellbarem Bias von eben +/-200V. Die 5 Wandler allein 
verbraten ca. 3VA im Leerlauf (die TDKs haben bei 24V ca. 30mA Iq), das 
ist wärmebilanzmäßig recht unangenehm in dem abgeschirmten Einschub.
Außerdem habe ich damit gleich 5 unkorrelierte Störquellen, die den Bias 
verstören. Letzterer muss extrem geglättet sein, weil der TIA den als 
Referenz verwendet und dort eine Spannungsverstärkung >>1 mit auch noch 
viel höherer oberer Grenzfrequenz als im eigentlichen Strommesspfad 
besitzt (nach meinem Verständnis wenigstens).

Mit Traco-Modulen hatte ich die nette Erfahrung, dass sie die positive 
und negative Spannung recht spaät und dann noch zu deutlich 
unterschiedlichen Zeiten "hochfahren" (und zeitlich nicht definiert), 
was in einem anderen Projekt mehrfach das Analog-Frontend zerschoss.
Siehe Bild 3, rechts oben die Tracos, links daneben die zusätzliche 
synchrone Schaltung der Betriebsspannungen.

Selbstverständlich sind Stromanstieg und -spitze deutlich zu hoch. Das 
scheint ja das Hauptproblem. Allerdings ist dies bei zwei 
Trafoexemplaren identisch, von denen einer volständig ist, der andere 
nur die Primär- und die 2x 200V-Sekundärwicklung besitzt. Die Wicklungen 
scheinen DC-mäßig in Ordnung, Widerstand und Induktivität bei 10kHz sind 
nah am Design.
Allerdings kann eben die "gefaltete" 200V-Wicklung eine zu große 
Kapazität zwischen Wicklungs anfang und -ende haben, das kann ggf. auch 
zu der 200kHz-Resonanz führen, welche mitten im Arbeitsbereich des 
LT8302 liegt. Oberhalb 200kHz erscheint die Wicklung dann wohl 
kapazitiv, das "muss" ja schiefgehen.

Die Klemmen und langen Kabel sind nicht am Trafo, sondern am darunter 
befindlichen Evalboard DC2906A befestigt und so viele, weil hier 
Vierleitermessung (für Wirkungsgradbestimmung) realisiert ist. Die 
Strippen zwischen Board und Trafo sind dick und max. 30mm lang. Das 
funktioniert auch prima mit anderen Trafos, solange nicht "meine" 
200V-Wicklung drauf ist. ;)

Vielen Dank und Gruß,
tiki

edit: Powersequence traco

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


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Timo K. schrieb:
> Mit Traco-Modulen hatte ich die nette Erfahrung, dass sie die positive
> und negative Spannung recht spaät und dann noch zu deutlich
> unterschiedlichen Zeiten "hochfahren"

Einschaltreihenfolge usw. ist ein übliches Problem. Es wurde bei meinen 
Maschinen oft durch HW-Logik gelöst.

von Timo K. (tiki)


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Hallo,

oszi40 schrieb:
> Einschaltreihenfolge usw. ist ein übliches Problem. Es wurde bei meinen
> Maschinen oft durch HW-Logik gelöst.

dito, Komparatoren, diskrete Logik und FETs. Kostet ja nur "etwas" 
Entwicklungszeit...
Allerdings können die TDKs eben dies besser. Es geht also, sofern der 
geneigte Hersteller Wert darauf legt. Kleiner und preiswerter sind sie 
auch, teils besser dokumentiert.
Traco meinte mir gegenüber im Telefonat: "Das machen sie alles in 
Fernost. Ja, auch die Entwicklung. Die können das inzwischen ganz gut."
Meine Erfahrungen bestätigen das nicht gerade...

Ein Wandler mit entsprechend vielen Ausgangsspannungen zeigt genau 
dieses Problemn nicht.

Gruß, Timo

von oszi40 (Gast)


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Timo K. schrieb:
> Es geht also, sofern der geneigte Hersteller Wert darauf legt.

Ohne eigene HW-Logik bleibt leider ein kleines Risiko, dass zufällig mal 
eine Spannung ausfällt und trotzdem einige andere Spannungen hinten 
verfügbar sind! DAS verträgt nicht jede beliebige Schaltung. Evtl. 
laufen dann plötzlich Motoren los, die es nie sollten?

Timo K. schrieb:
> DCDC-Wandler (Module), jahaha - genau dafür soll es Ersatz sein.

Bei Würth war einiges über Faltflex-Spulen zu lesen. Ob sich dieser 
Aufwand lohnt? Ohne ausreichende Erfahrung im Aufbau wird diese Lösung 
wohl nicht gleich besser als ein fertiger DC/DC. 
https://www.we-online.de/web/de/wuerth_elektronik/news_weg/news_archiv_2012_weg/News_Detail_WE_Gruppe_2012_14404.php

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