14.10.2012, 08:26 PM
Entwurf eines Sperrwandlertrafos, Schritt für Schritt
...mit der Lizenz zum Löten!
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sperrwandlertrafo 50w
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14.10.2012, 08:27 PM
Koppelverluste minimieren
-Wickelaufbau möglichst langgestreckt und dabei so flach wie möglich, auch wenn nur die Hälfte der verfügbaren Wickelhöhe dabei ausgenutzt werden.
-Sämtliche Wickellagen sollten stets die volle zur Verfügung stehende Wickelbreite belegen.
-Verschachtelung bringt weitere Verbesserung, allerdings auch eine erhöhte primär-sekundär-Kapazität (EMV!)
Wicklungsverluste durch Stromverdrängung minimieren
-keine Drähte mit D > 0,25mm verwenden.
Besser multifilar (z.B. 3x0,15mm) oder noch besser
mit HF-Litze 20*0,1, 30*0,1mm, 45*0,1mm, 60*0,1mm -
auch die Primärwicklung!
-Sekundärwicklungen mit Cu-Folie haben sich bei mir NICHT bewährt
Isolation primär-sekundär
Zur erforderlichen Netztrennung muß der Sekundärkreis über verstärkte oder
doppelte Isolation vom Primärkreis getrennt werden.
In diesem Falle heißt das, dass zwischen allen metallisch leitenden Teilen
eine Kriechstrecke von wenigstens 6mm einzuhalten ist.
Wobei der Kupferlackdraht wie blankes Metall behandelt wird.
Die Kriechstrecken zwischen Primär- und Sekundärwicklungen werden
erreicht durch beidseitige "Einzüge" von jeweils 3mm ab Spulenkörperrand:
Die ausnutzbare Breite sämtlicher Wicklungslagen wird also um 6mm reduziert.
Das ist eine bittere Pille unter dem Aspekt bester Kopplung, aber immer noch effektiver als 3-fach isolierten Tex-E-Draht zu verbauen.
Zwischen Primär- und Sekundärwicklung gehören 2-3 Lagen Isoliertape (Hostaphan 0,05mm), Tesafilm passender Breite tuts auch.
-Wickelaufbau möglichst langgestreckt und dabei so flach wie möglich, auch wenn nur die Hälfte der verfügbaren Wickelhöhe dabei ausgenutzt werden.
-Sämtliche Wickellagen sollten stets die volle zur Verfügung stehende Wickelbreite belegen.
-Verschachtelung bringt weitere Verbesserung, allerdings auch eine erhöhte primär-sekundär-Kapazität (EMV!)
Wicklungsverluste durch Stromverdrängung minimieren
-keine Drähte mit D > 0,25mm verwenden.
Besser multifilar (z.B. 3x0,15mm) oder noch besser
mit HF-Litze 20*0,1, 30*0,1mm, 45*0,1mm, 60*0,1mm -
auch die Primärwicklung!
-Sekundärwicklungen mit Cu-Folie haben sich bei mir NICHT bewährt
Isolation primär-sekundär
Zur erforderlichen Netztrennung muß der Sekundärkreis über verstärkte oder
doppelte Isolation vom Primärkreis getrennt werden.
In diesem Falle heißt das, dass zwischen allen metallisch leitenden Teilen
eine Kriechstrecke von wenigstens 6mm einzuhalten ist.
Wobei der Kupferlackdraht wie blankes Metall behandelt wird.
Die Kriechstrecken zwischen Primär- und Sekundärwicklungen werden
erreicht durch beidseitige "Einzüge" von jeweils 3mm ab Spulenkörperrand:
Die ausnutzbare Breite sämtlicher Wicklungslagen wird also um 6mm reduziert.
Das ist eine bittere Pille unter dem Aspekt bester Kopplung, aber immer noch effektiver als 3-fach isolierten Tex-E-Draht zu verbauen.
Zwischen Primär- und Sekundärwicklung gehören 2-3 Lagen Isoliertape (Hostaphan 0,05mm), Tesafilm passender Breite tuts auch.
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14.10.2012, 11:54 PM
Ui, danke dafür schon mal....
Bisher angedacht ist für den ersten Versuch eine Pri-sek-pri - Schachtelung.
Die Primärwicklung werden dann vermutlich ~2x75 Windungen Kupferlackdraht 0,25mm.
Sekundär muss ich wohl Tex-E nehmen, gefordert sind ÜkatIII und 1kV Betriebsspannung, das sind nach meinem jetzigen Wissensstand für doppelte Isolation 6.3mm Luft- und 12.6mm Kriechstrecke...das wird man in dem ETD34 wohl nicht sinnvoll ohne Tex-E schaffen, denke ich...?
Aber den Trafo überdenke ich dann morgen nochmal, unter deinen Gesichtspunkten. Mit deren Hilfe lässt sich da bestimmt noch was rausholen, momentan wird da im Bedämpfungsglied und auch im Schalttransistor ganz schön geheizt...
Grüße, Tobi
Bisher angedacht ist für den ersten Versuch eine Pri-sek-pri - Schachtelung.
Die Primärwicklung werden dann vermutlich ~2x75 Windungen Kupferlackdraht 0,25mm.
Sekundär muss ich wohl Tex-E nehmen, gefordert sind ÜkatIII und 1kV Betriebsspannung, das sind nach meinem jetzigen Wissensstand für doppelte Isolation 6.3mm Luft- und 12.6mm Kriechstrecke...das wird man in dem ETD34 wohl nicht sinnvoll ohne Tex-E schaffen, denke ich...?
Aber den Trafo überdenke ich dann morgen nochmal, unter deinen Gesichtspunkten. Mit deren Hilfe lässt sich da bestimmt noch was rausholen, momentan wird da im Bedämpfungsglied und auch im Schalttransistor ganz schön geheizt...
Grüße, Tobi
15.10.2012, 12:10 AM
ÜberspannungskatIII und 1kV Betriebsspannung sind natürlich ein anderer Schnack. Ich bin ÜkatII und 300V Betriebsspannung ausgegangen.
Ja, dann brauchst Du wohl TeX-E.
Nachteil von Tex-E ist neben dem schlechten Kupferfüllfaktor die geringe Auswahl an feineren Litzen. Es gibt inzwischen einen deutschen Hersteller,
da da wesentlich mehr Auswahl bietet. Name fällt mir eben nicht ein,
muß ich morgen mal in der Fa nachschauen.
Ja, dann brauchst Du wohl TeX-E.
Nachteil von Tex-E ist neben dem schlechten Kupferfüllfaktor die geringe Auswahl an feineren Litzen. Es gibt inzwischen einen deutschen Hersteller,
da da wesentlich mehr Auswahl bietet. Name fällt mir eben nicht ein,
muß ich morgen mal in der Fa nachschauen.
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15.10.2012, 12:16 AM
Zitat:Original geschrieben von E_Tobi
momentan wird da im Bedämpfungsglied und auch im Schalttransistor ganz schön geheizt...
Grüße, Tobi
Jau, so fängt es immer erst mal an:
Snubber und Trafo kochen!
Gib mal bitte ein paar details:
-Festfrequenz-PWM?
-lückend / n. lückend
-oder ringing choke converter mit QR-ZVS?
-Primärspannung
-Sekundärspannung(en), Ströme
Muss es ETD34 sein - oder wäre ER28 nicht doch geeigneter?
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16.10.2012, 05:08 PM
Das ganze läuft auf "26kHz" mit Quasi-fester On-Zeit und extended Off-Time mit gleichzeitig reduziertem Spitzenstrom. Kein ZVS.
Solche sind das...
Primär solls 140VDC-1kVDC nehmen, sekundär einmal ungefähr 24V/~0.8A oder 15V/~1.3A, und einmal 15V/1.3A (auf die wird geregelt), 17V für Eigenbedarf, 5V ~0.05A, 12V ~0.1A.
Die ETD34 sind wie die ICs auch vorgegeben.
Grüße, Tobi
Solche sind das...
Primär solls 140VDC-1kVDC nehmen, sekundär einmal ungefähr 24V/~0.8A oder 15V/~1.3A, und einmal 15V/1.3A (auf die wird geregelt), 17V für Eigenbedarf, 5V ~0.05A, 12V ~0.1A.
Die ETD34 sind wie die ICs auch vorgegeben.
Grüße, Tobi
16.10.2012, 08:01 PM
Wieviel Spannungsfestigkeit soll der PowerMOSFET haben?
Ich lade Dir mal eine Tabellenkalkulation zur Trafodimensionierung hoch
https://stromrichter.org/d-amp/content/i...former.xls
Berechnet werden Primär-, Hilfs- und Sekundärwicklung
Die Spalte "Calc_50w" ist Dein Projekt
Unter "requirements" spielst Du mit Deinen Vorgaben (=data entry)
Unter "results" siehst Du sofort die Ergebnisse (hier sind die Formeln versteckt)
Die Spalte Calc_1 ist mein 80W-Projekt,
Die Spalte Sample_1 die Messungen am Musteraufbau
Wie man sieht, stimmt das recht gut überein
Per cut&paste kannst Du beliebige viele Projektspalten erzeugen
und direkt miteinander vergleichen.
Ich lade Dir mal eine Tabellenkalkulation zur Trafodimensionierung hoch
https://stromrichter.org/d-amp/content/i...former.xls
Berechnet werden Primär-, Hilfs- und Sekundärwicklung
Die Spalte "Calc_50w" ist Dein Projekt
Unter "requirements" spielst Du mit Deinen Vorgaben (=data entry)
Unter "results" siehst Du sofort die Ergebnisse (hier sind die Formeln versteckt)
Die Spalte Calc_1 ist mein 80W-Projekt,
Die Spalte Sample_1 die Messungen am Musteraufbau
Wie man sieht, stimmt das recht gut überein
Per cut&paste kannst Du beliebige viele Projektspalten erzeugen
und direkt miteinander vergleichen.
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16.10.2012, 08:48 PM
Noch einige Tips zum Wickelaufbau - ohne Verschachtelung
-ganz innen die Primärwicklung
-darüber die am stärkste belastete Sekundärwicklung
-darüber die schwächeren Sekundärwicklungen
-am Schluss die Hilfswicklung
In dieser Konstellation liefert die Hilfswicklung keine nennenswerte Überspannung bei steigender Sekundärlast, weil die Sekundärwicklungen
die Primärwicklung abschirmen gegen die Hilfswicklung.
Man kann ggfs auf den spannungsbegrenzenden Längsregler verzichten.
Bei mehrlagigen Wicklungen möglichst eine gerade Lagenzahl anpeilen,
weil dann die Zuleitungen auf derselben Seite herauskommen.
Will man mehrere Sekundärspannungen erzeugen, empfiehlt sich eine durchgehende Sekundärwicklung mit Anzapfungen ("taps"). Das ist nicht nur ökonomische Ausnutzung des Wickelraumes (flacher Aufbau!), sondern führt auch zum besten Gleichlauf ("tracking") der Ausgangsspannungen bei unterschiedlich verteilten Lasten.
Das funktioniert allerdings nicht im Zusammenspiel mit sekundären Synchrongleichrichtern
-ganz innen die Primärwicklung
-darüber die am stärkste belastete Sekundärwicklung
-darüber die schwächeren Sekundärwicklungen
-am Schluss die Hilfswicklung
In dieser Konstellation liefert die Hilfswicklung keine nennenswerte Überspannung bei steigender Sekundärlast, weil die Sekundärwicklungen
die Primärwicklung abschirmen gegen die Hilfswicklung.
Man kann ggfs auf den spannungsbegrenzenden Längsregler verzichten.
Bei mehrlagigen Wicklungen möglichst eine gerade Lagenzahl anpeilen,
weil dann die Zuleitungen auf derselben Seite herauskommen.
Will man mehrere Sekundärspannungen erzeugen, empfiehlt sich eine durchgehende Sekundärwicklung mit Anzapfungen ("taps"). Das ist nicht nur ökonomische Ausnutzung des Wickelraumes (flacher Aufbau!), sondern führt auch zum besten Gleichlauf ("tracking") der Ausgangsspannungen bei unterschiedlich verteilten Lasten.
Das funktioniert allerdings nicht im Zusammenspiel mit sekundären Synchrongleichrichtern
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17.10.2012, 07:44 PM
Vielen Dank für das Sheet!
Bisher hab ich nur mal die Primärwicklungen auf ein selbes Bmax als beim bisherigen Trafo (ETD39) umgerechnet, da bin ich eben auf die 150 gekommen...die Sekundärwicklungen wollte ich dann einfach linear mitskalieren und schauen was dabei rauskommt, für den ersten Versuch...
Das Sheet hilft mir da ein ganzes Stück weiter!
Der Transistor hält ~1300V...wenn nötig gehts mit einem anderen auch bis 1700V.
Wegen den 150 Windungen hatte ich mich eigentlich schon auf zweifache Schachtelung eingeschossen, ich könnte aber auch eine (Z?)Wicklung primär machen und die sekundären mit den Taps dann drüber? Könnte das gegenüber der Schachtelung mit Sekundärwicklungen "aufeinander" einen Vorteil bringen?
Auch denkbar wäre es vielleicht bei geschachtelter Primärwicklung die Taps der nebeneinander gewickelten Sekundären Wicklungen einfach durch die äußere Lage der Primärwicklung stehen zu lassen? Gibt halt Spalten in der Wicklung...
Ich hätte wohl viel falsch gemacht, beim ersten Versuch...
Grüße
Bisher hab ich nur mal die Primärwicklungen auf ein selbes Bmax als beim bisherigen Trafo (ETD39) umgerechnet, da bin ich eben auf die 150 gekommen...die Sekundärwicklungen wollte ich dann einfach linear mitskalieren und schauen was dabei rauskommt, für den ersten Versuch...
Das Sheet hilft mir da ein ganzes Stück weiter!
Der Transistor hält ~1300V...wenn nötig gehts mit einem anderen auch bis 1700V.
Wegen den 150 Windungen hatte ich mich eigentlich schon auf zweifache Schachtelung eingeschossen, ich könnte aber auch eine (Z?)Wicklung primär machen und die sekundären mit den Taps dann drüber? Könnte das gegenüber der Schachtelung mit Sekundärwicklungen "aufeinander" einen Vorteil bringen?
Auch denkbar wäre es vielleicht bei geschachtelter Primärwicklung die Taps der nebeneinander gewickelten Sekundären Wicklungen einfach durch die äußere Lage der Primärwicklung stehen zu lassen? Gibt halt Spalten in der Wicklung...
Ich hätte wohl viel falsch gemacht, beim ersten Versuch...
Grüße
17.10.2012, 07:58 PM
Freut mich, dass Du mit dem spreadsheet etwas anfangen kannst.
Ich würde den ersten Schuß mal ohne Verschachtelung angehen.
Sekundärabgriffe, irgendwo auf halber Strecke, vermeide ich nach Möglichkeit,
jede Sekundärwicklung sollte über die volle Breite gehen.
Du meinst, das geht nicht? Schaun wir mal!
Und Sekundärabgriffe, die darüberliegende Primärwicklungen durchstoßen, halte ich für eine schlechte Idee.
Ich würde den ersten Schuß mal ohne Verschachtelung angehen.
Sekundärabgriffe, irgendwo auf halber Strecke, vermeide ich nach Möglichkeit,
jede Sekundärwicklung sollte über die volle Breite gehen.
Du meinst, das geht nicht? Schaun wir mal!
Und Sekundärabgriffe, die darüberliegende Primärwicklungen durchstoßen, halte ich für eine schlechte Idee.
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17.10.2012, 09:03 PM
Zitat:Original geschrieben von E_Tobi
Primär solls 140VDC-1kVDC nehmen, sekundär einmal ungefähr 24V/~0.8A oder 15V/~1.3A, und einmal 15V/1.3A (auf die wird geregelt), 17V für Eigenbedarf, 5V ~0.05A, 12V ~0.1A.
Grüße, Tobi
sind das sekundär getrennte kreise, oder gibt es eine gemeinsame masse?
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17.10.2012, 10:21 PM
Primär sind die 17V Eigenbedarf, die 5V und 12V Hilfsspannungen sind floatend...die 24V oder 15V mit Power sind auf jeden Fall getrennt, das sind die Spannungen die dann "gebraucht" werden. Die anderen sind nur Beiwerk.
Freitag dürfte ich mit dem Layout dann zufrieden sein. Wenn ich schnell bin gibts dann auch den ersten Trafo im Versuchsaufbau, mal sehen was da passiert...
Grüße
Freitag dürfte ich mit dem Layout dann zufrieden sein. Wenn ich schnell bin gibts dann auch den ersten Trafo im Versuchsaufbau, mal sehen was da passiert...
Grüße
18.10.2012, 08:23 AM
Primärwindungszahl vs Bmax -
mit 150Wdg kommst Du auf 0,2T peak.
So habe ich früher auch dimensioniert.
Es hat sich aber immer wieder herausgestellt, dass man insgesamt weniger Verluste einfährt mit 0,3T peak und entsprechend weniger, dafür dickeren Windungen.
mit 150Wdg kommst Du auf 0,2T peak.
So habe ich früher auch dimensioniert.
Es hat sich aber immer wieder herausgestellt, dass man insgesamt weniger Verluste einfährt mit 0,3T peak und entsprechend weniger, dafür dickeren Windungen.
...mit der Lizenz zum Löten!
18.10.2012, 10:03 AM
ist folgendes zutreffend?
Prüfspannung primär-sekundär nach EN61558, Tab8: 5500V
@Arbeitsspannung 1000V
Kriechstrecke nach EN60950-1, Tabelle 2N: 12,5mm
@Eff Betriebsspannung bis 1250V, Isolierstoffgrp III, Verschmutzungsgrad 2
Prüfspannung primär-sekundär nach EN61558, Tab8: 5500V
@Arbeitsspannung 1000V
Kriechstrecke nach EN60950-1, Tabelle 2N: 12,5mm
@Eff Betriebsspannung bis 1250V, Isolierstoffgrp III, Verschmutzungsgrad 2
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18.10.2012, 11:52 AM
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19.10.2012, 03:44 PM
Zitat:Original geschrieben von voltwide
ist folgendes zutreffend?
Kriechstrecke nach EN60950-1, Tabelle 2N: 12,5mm
@Eff Betriebsspannung bis 1250V, Isolierstoffgrp III, Verschmutzungsgrad 2
Soweit ichs im Kopf hab (Die En60950 hab ich schon lange wieder zur Seite gelegt) warens 4000V Prüfspannung, Betriebsspannung 1kV, Basisisolation 6.3mm Kriechstrecke und 3.2mm Luftstrecke. Dementsprechend für Verstärkte Prim/Sek - Isolation 12.6mm Kriechstrecke und 6.4mm Luftstrecke.
Ich hab heute mal den ersten Trafo gewickelt....primär habe ich mit 0.4Cul vollgewickelt, dabei sind 92 Windungen rausgesprungen (2 Lagen), entsprechend ~310mT Hub. Die Sekundärwindungen habe ich dann von der Drahtdicke (alle TeX-E) her so aufgeteilt dass sie alle nebeneinander auf einer Lage Platz haben, mit Taps. Die "Hauptwicklung" habe ich dabei circa in die Mitte gesetzt....das ging Wickeltechnisch recht gut und ist auch verglichen mit dem alten Trafo sehr schlank.
Montag dürfte meine Leiterplatte kommen, dann wird der Trafo mal probiert...
Grüße
19.10.2012, 04:17 PM
Gibts dann auch Fotos? 
07.12.2012, 02:36 PM
So, der Wandler ist seit letzter Woche fertig und läuft prima mit dem Trafo 
Ich habe dann gleich einen zweiten nach dem selben Rezept aber ohne Hilfswicklungen gewickelt, der läuft auch sehr gut und mit kaum Verlustleistung in den Bedämpfungsstrecken (5stk 1206 Rs).
(Edit: Bei dem war es möglich die Sekundärwicklung über die gesamte Breite zu wickeln, weil mehr Windungen und dickerer Draht)
Danke nochmal für deine guten Tips, Voltwide!
Ob ich Fotos organisiert bekomme muss ich mal sehen, wenns ja lad ich sie hoch.
Grüße, Tobi
Ich habe dann gleich einen zweiten nach dem selben Rezept aber ohne Hilfswicklungen gewickelt, der läuft auch sehr gut und mit kaum Verlustleistung in den Bedämpfungsstrecken (5stk 1206 Rs).
(Edit: Bei dem war es möglich die Sekundärwicklung über die gesamte Breite zu wickeln, weil mehr Windungen und dickerer Draht)
Danke nochmal für deine guten Tips, Voltwide!
Ob ich Fotos organisiert bekomme muss ich mal sehen, wenns ja lad ich sie hoch.
Grüße, Tobi