Jak nepřesytit tlumivku ve zdroji? - vyřešeno

Zpráva

kybler · #1 Příspěvek od **kybler** » 12 bře 2009, 22:09

Pořád se tak nějak potýkám s tipováním konstrukce výstupních tlumivek do propustných spínaných zdrojů, někdy se daří, někdy ne.
Na trafa jsem tak nějak už našel výpočet, takže je nemusím měřit a potřebný počet závitů už spočítám (N=1000/(4,44fBS) [kHz, T, mm2]), jak ale spočítat výstupní tlumivku ze stejného typu jádra, jen s vyřezanou vzduchovou mezerou 1mm, která sníží permeabilitu na 1/10 původní hodnoty?
Nejde o výpočet konkrétní hodnoty indukčnosti, ale spíš o to, jestli při větším počtu závitů hrozí přesycení DC proudem více, nebo méně, jestli se snažit ten pracovní bod jádra trefit co nejpřesnějc, nebo jen namotat na cívku co nejvíc závitů s tím, že větší indukčnost není ke škodě?(při zanedbání vlastního odporu drátu)
Použitelnou informaci, nebo výpočet na tohle bych fakt uvítal. Díky.

Andrea · #2 Příspěvek od **Andrea** » 12 bře 2009, 22:18

kybler píše:Pořád se tak nějak potýkám s tipováním konstrukce výstupních tlumivek do propustných spínaných zdrojů, někdy se daří, někdy ne.
Na trafa jsem tak nějak už našel výpočet, takže je nemusím měřit a potřebný počet závitů už spočítám (N=1000/(4,44fBS) [kHz, T, mm2]),

A odkud se vzalo to číslo 4,44 víš? Ten vzorec je totiž pro počítání síťových traf, která jsou napájená sinusovým napětím. Silně pochybuji, že v měničích ty trafa napájíš sinusovkou. To jen tak na okraj trocha zbytečné teorie.

kybler píše:jak ale spočítat výstupní tlumivku ze stejného typu jádra, jen s vyřezanou vzduchovou mezerou 1mm, která sníží permeabilitu na 1/10 původní hodnoty?
Nejde o výpočet konkrétní hodnoty indukčnosti, ale spíš o to, jestli při větším počtu závitů hrozí přesycení DC proudem více, nebo méně, jestli se snažit ten pracovní bod jádra trefit co nejpřesnějc, nebo jen namotat na cívku co nejvíc závitů s tím, že větší indukčnost není ke škodě?(při zanedbání vlastního odporu drátu)
Použitelnou informaci, nebo výpočet na tohle bych fakt uvítal. Díky.

Samozřejmě, čím víc závitů tím menší max. proud, který tlumivka snese bez přesycení.

#3 Příspěvek od **mtajovsky** » 12 bře 2009, 23:02

Tak s tímhle odvozením jsem se patlal nejmíň 3x a stejně si ho nepamatuju. Zase bych to musel vymýšlet. Ale o co jde - sestavit vzorec pro maximální přípustnou permeabilitu při dané indukčnosti, průřezu jádra a proudu.

Úvaha je založena na tom, že při zvětšování počtu závitů roste indukčnost se čtvercem počtu závitů, ale magnetomotorická síla a tedy potažmo indukce lineárně. Jestliže tedy například zvýšíme počet závitů 2x, můžeme snížit permeabilitu 4x při zachování indukčnosti. Přitom se ale magnetická indukce sníží 2x. Jestliže by se tedy měla tlumivka přesycovat, je potřeba zvýšit počet závitů a snížit permeabilitu. To se dělá pomocí vzduchové mezery.

#4 Příspěvek od **Bernard** » 12 bře 2009, 23:54

U spínaného zdroje je příkon obyčejně zadán a frekvenci volíme s ohledem na spínací prvek co nejvyšší, třeba ji tipneme. Potom je jasné, jaké kvantum energie přenese tlumivka v jednom cykle. Když je magnetický obvod s mezerou, část energie je v jádře a část v mezeře. Když je známé max. sycení jádra, jeho poměrná permeabilita a rozměry, dá se orientačně posoudit potřeba mezery podle vzorce pro tu energii. Pro dané jádro tedy můžeme posoudit potřebu vzduchové mezery a potom se strefovat do indukčnosti a primárního proudu.

#5 Příspěvek od **mtajovsky** » 13 bře 2009, 00:43

Odvození z jiné strany. Jednoduché a platí pro stanovení jakékoliv tlumivky, třeba i ve spojitém zdroji. Vycházíme z předem stanovené indukčnosti L, kterou má tlumivka mít a maximálního proudu I:

Magnetický tok cívkou při proudu I a počtu závitů N je:
Φ = (L*I)/N

přičemž požadujeme, aby byl menší než Φmax = Bmax * S
(L*I)/N < Bmax * S

jinak by se tlumivka přesytila.

Potom počet závitů musí být větší než:
Nmin > (L * I)/(Bmax * S)

Dále platí:
L = μ * (N^2 * S)/l

Pokud bude N větší než uvedená hranice, permeabilita smí dosahovat maximálně (l je délka střední siločáry):
μmax = (L * l)/(N^2 * S) = (Bmax^2 * S * l)/(L * I^2)

k tomu konstanta
Almax = (Bmax^2 * S^2)/(L * I^2)

Uvedené znamená, že pokud bude tlumivka indukčnosti L navinuta s nejméně Nmin závity, to znamená s jádrem s μmax permeabilitou nebude se přesycovat. V praxi například vybereme hrníčkové jádro s Al nejvýše uvedeným a k tomu dopočítáme závity.

eljaro · #6 Příspěvek od **eljaro** » 13 bře 2009, 06:59

bože jak je ta teorie krásná ! supr výklad ! škoda jen že takové definice nejsou tak prosté pro otevřená pole a jejich síly - kombinace vektoru a skaláru je za trest ! ale pro ty uzavřené mag.obvody opravdu supr výklad!

PS: omluvte pravopis dík

kybler · #7 Příspěvek od **kybler** » 13 bře 2009, 07:17

Andrea píše:A odkud se vzalo to číslo 4,44 víš? Ten vzorec je totiž pro počítání síťových traf, která jsou napájená sinusovým napětím.

Nevím, jestli tě mám za tuhle radu nenávidět, nebo ti děkovat, teď už vím, že je špatně, ale větší radost by mi udělala verze tohoto vzorce pro odbélníkovej průběh, nemám sebemenší pochyby o tom, že ho znáš nazpaměť.

2mtajovsky:
Díky za vyčerpávající výklad, zkusím se s tím nějak poprat.

Andrea · #8 Příspěvek od **Andrea** » 13 bře 2009, 09:55

kybler píše:
Andrea píše:A odkud se vzalo to číslo 4,44 víš? Ten vzorec je totiž pro počítání síťových traf, která jsou napájená sinusovým napětím.

Nevím, jestli tě mám za tuhle radu nenávidět, nebo ti děkovat, teď už vím, že je špatně, ale větší radost by mi udělala verze tohoto vzorce pro odbélníkovej průběh, nemám sebemenší pochyby o tom, že ho znáš nazpaměť.

Určitě nenávidět. Vzorce si odvozuju, málokdy si je pamatuju, ale tyhle mám připíchnuté na nástěnce.

Jednočinný měnič:
N1V = Dmax / (f * Bmax * S)

Dvojčinný měnič:
N1V = Dmax / (2 * f * Bmax * S)

N1V = počet závitů na 1 volt [-]
Dmax = maximální třída sepnutí jednoho tranzistoru (u jednoč. 0 ÷ 1, u dvojč. 0 ÷ 0,5) [-]
f = pracovní frekvence [Hz]
Bmax = maximální sycení jádra [T]
S = průřez jádra [m^2]

kybler · #9 Příspěvek od **kybler** » 13 bře 2009, 11:33

Andrea píše:Jednočinný měnič:
N1V = Dmax / (f * Bmax * S)

Dvojčinný měnič:
N1V = Dmax / (2 * f * Bmax * S)

N1V = počet závitů na 1 volt [-]
Dmax = maximální třída sepnutí jednoho tranzistoru (u jednoč. 0 ÷ 1, u dvojč. 0 ÷ 0,5) [-]
f = pracovní frekvence [Hz]
Bmax = maximální sycení jádra [T]
S = průřez jádra [m^2]

Tak tentokrát ti můžu s klidem poděkovat za užitečné informace, u dvojčinnýho měniče dosadím do čitatele automaticky 0,5 kvůli rezervě, po odvození mi vyšlo, že šmoulova konstanta není 4,44, ale jen 4, což je víceméně kosmetická změna, ale lépe se s tím počítá.

Andrea · #10 Příspěvek od **Andrea** » 13 bře 2009, 11:37

kybler píše:po odvození mi vyšlo, že šmoulova konstanta není 4,44, ale jen 4, což je víceméně kosmetická změna, ale lépe se s tím počítá.

Haha, no hlavně že máš jasno kde se vzalo těch 4,44 :roll:

breta1 · #11 Příspěvek od **breta1** » 13 bře 2009, 12:05

2pí/odmocnina ze dvou

#12 Příspěvek od **Bernard** » 13 bře 2009, 13:12

U jednočinného měniče to neodpovídá na otázku z názvu vlákna. Tam má proud stejnosměrnou složku, f=0, a s tou se třeba vypořádat.