Nejčtenější

DCUP12 - BOOST měnič napětí z 12V

EZP - Elektronický Zářivkový Předřadník

UVL125W - UV Lampa

Indukčnosti a vlastnosti jader IV

Návrh transformátoru

V předchozím díle jsem na praktickém příkladě popsal měření vlastností feritových jader. A protože nejlépe se věc pochopí na příkladu, ukáži v dnešním díle konkrétní příklad návrhu pulzního transformátoru.

Úvod

Návrh transformátoru je pro mnoho kutilů obestřen tajemstvím, za což bezesporu může akademická obec, která se snaží tento nepříliš těžký postup podávat co nejméně srozumitelným způsobem. Hned na začátku uvedu nejdůležitější věc. Transformátoru je z hlediska rozměru jádra úplně jedno, jaký proud jím prochází. Jediné na čem záleží je primární napětí! Napětí na indukčnosti totiž způsobuje postupný nárůst magnetizačního proudu v čase [Im=(U*t)/L]. Magnetizační proud Im se nijak nepodílí na výkonu. Není to proud odebíraný z transformátoru. Tím jak Im postupně roste, podle toho jak dlouho je přivedeno napětí na vinutí, roste indukční tok v jádru a jádro se začíná sytit. Při překročení určité hranice magnetické indukce se jádro přesytí a Im vzroste do nekonečna. Spínací tranzistory pak pracují do zkratu a spolehlivě vybuchnou.

Zadání

Navrhujeme GDT pro IGBT driver.
GDT bude pracovat s maximální střídou 50%. Primární vinutí je zapojeno mezi dva drivery UC3710. Minimální frekvence spínání bude 60kHz.

Ub = 12V (napájecí napětí)
Us = 15V (sekundární napětí)
f = 60kHz (spínací frekvence)

Jelikož je primární vinutí zapojeno mezi dva drivery pracující proti sobě, je mezivrcholová hodnota primárního napětí Upp rovna dvojnásobku Ub. Protože transformátor přenáší hranaté pulzy při střídě 50%, je efektivní hodnota napětí rovna skoro napájecímu napětí.

Upp = 24V
Uef = 12V

Velikost průřezu jádra nemá vliv na přenášený výkon. Jediné čím se zabýváme při výběru jádra je podmínka, aby se nám vešla všechna vinutí na kostřičku. Použijeme jádro z vysoce permeabilní hmoty o průřezu 23mm2. Měřením jsme zjistili Bsat = 320mT. Na minimální frekvenci 60kHz zvolíme hodnotu magnetické indukce B = 100mT. Nyní už jen potřebujeme určit minimální počet závitů primárního vinutí.

N = (10 * Uef) / (4 * B * f * S)

Up = 12V
B = 100mT (do rovnice dosadíme v T)
f = 60kHz
S = 23mm2 (do rovnice dosadíme v cm2)

Npri = (10 * 12) / (4 * 0.1 * 60 * 0.23)
Npri = 21.73 (volíme 22)

Primární vinutí musí mít minimálně 22 závitů.

Nyní určíme počet závitů sekundárního vinutí. Jelikož požadujeme na sekundáru 15V určíme převod transformátoru n = 15/12.
Nsek = n * Npri
Nsek = (5 * 22) / 4
Nsek = 27.5 (volíme 27 nebo 28 podle potřeby)

Kontrola

Zaokrouhlením Npri vznikla chyba, proto provedeme kontrolu

B = (10 * Uef) / (4 * N * f * S)
B = (10 * 12) / (4 * 22 * 60 * 0.23)
B = 0.099T (99mT)

Převod transformátoru je 27/22 nebo 28/22.
Usek = Uef * n
Usek = 12 * 27 / 22
Usek = 14.72V

Usek = 12 * 28 / 22
Usek = 15.27V
Autor: Choze [2013-03-08]   Přečteno: 1641x

Novinky

ALCD - Proudový zdroj pro LD

VUtiny44 - AVR VU metr

HotWire - Řezačka polystyrenu

ASTRE85 - PWM antistres do akvária

Kontakt
196222