Fragen zu SMPS Ringkernwicklung

Ich mache ein einfaches SMPS, um mehrere isolierte Ausgänge für Audioeffektschaltungen zu erstellen.

Ich muss einen Ringkerntransformator herstellen, der eine Primärwicklung und mindestens 10 Sekundärwicklungen hat. Diese Sekundärwicklungen werden paarweise verwendet, um 5 positive und negative Ausgänge zu erzeugen.

Ich habe noch nie meinen eigenen Transformator gewickelt, daher habe ich einige grundlegende Fragen:

  1. Kann ich jedes 'Paar' zusammen wickeln? Das heißt, für jede Windung zwei Drähte zusammen durch den Kern schieben? Dann diese Paare verwenden, um meine positiven und negativen Ausgänge zu erzeugen? Hat das Auswirkungen auf das Rauschen oder die galvanische Trennung usw.?

  2. Kann ich meine Sekundärteile sicher mit dünnerem Draht wickeln? Die Absicht ist, dass die Primärseite 3 Ampere durchlässt und jede Sekundärseite nur etwa 100 mA liefern soll. Ist es sicher, das zu tun?

  3. Funktioniert der Transformator noch, wenn die Eisenpulvermischung nicht genau richtig ist? In einer idealen Welt würde ich also einen T130-3 verwenden (Schalten bei 100 kHz). Aber was ist, wenn es ein T130-6 usw. ist? Wird es funktionieren, aber nur viel weniger effizient?

  4. Was würde passieren, wenn ich Sekundärteile über anderen Sekundärteilen verwunde? Funktioniert das? Wenn mir also der Platz auf dem Toroid ausgeht, könnte ich dann einfach mehr Sekundärwicklungen auf andere wickeln? Ich weiß, dass es einen gewissen Unterschied in der Ausgangsspannung geben würde, aber würden diese Spulen immer noch funktionieren?

  5. Art verwandt mit Frage 1. Müssten meine negativen Sekundärspulen in die entgegengesetzte Richtung gewickelt werden? Und sollten meine Sekundärwicklungen in die gleiche Richtung wie die Primärwicklung gewickelt werden?

PS:

  • T130-Kerngröße: OD-1,3 "ID-0,7" Höhe: 0,25 "(ungefähr)
  • Typ 3 Eisenpulver (grau klar): Carbonyl HP Permiability 35 80Khz-500Khz
  • Typ 6 Eisenpulver (weiß, klar): Carbonyl SF Durchlässigkeit 8,5 (10 MHz aufwärts)
Wenn dies einmalig ist, besorgen Sie sich einfach 10 separate Transformatoren. Diese würden entweder eine Sekundärwicklung mit Mittelabgriff oder zwei Sekundärwicklungen benötigen. Wenn dies kein Einzelfall ist, halten Sie inne und führen Sie ein ausführliches Gespräch mit einem Transformatorhersteller über ein kundenspezifisches Teil. Danach sind Sie möglicherweise sowieso wieder bei den 10 separaten Transformatoren.
Dies ist eine einmalige Sache ... Aber ein entscheidender Faktor ist der Platz. Ich habe bereits ein riesiges Gehäuse voller Netztransformatoren. Ich versuche, das durch etwas zu ersetzen, das in einen Raum von 100 x 200 mm passt. Außerdem bin ich mir nicht sicher, wie mehrere Transformatoren in einem Schaltnetzteil funktionieren würden?
Dann stellt sich die Frage, warum Sie glauben, dass Sie überhaupt 10 isolierte Vorräte benötigen. Das riecht nach XY-Problem.
@Olin XY-Problem? Ich möchte meine Instrumenteneingänge und -ausgänge mit 10K 1:1-Audiokopplungstransformatoren galvanisch trennen lassen. Die Schaltkreise sind +-9 V, ich brauche eine Versorgung links von jedem Transformator und eine Versorgung rechts ... das sind mindestens 4. Sie müssen auch genug Strom liefern, um eine 600-k-Spule anzutreiben, wenn ich kann 10.000 nicht richtig beschaffen.
"Die Schaltkreise sind +-9 V, ich brauche eine Versorgung links von jedem Transformator und eine Versorgung rechts ... das sind mindestens 4." Nein, das sind nur zwei separate Netzteile mit Mittelabgriff. Das muss man sich wirklich etwas genauer überlegen.
@Olin Die Anwendung, für die ich das Netzteil erstelle, ist ein analoges Effektgerät, das lange UTP-Cat5-Kabelwege und symmetrische Signale verwendet.
@ Dave ... stimmt, aber ich wickle den Toroid selbst, eine Wicklung mit Mittelabgriff besteht nur aus zwei miteinander verbundenen Wicklungen. Das sind also 8 Wicklungen.
Nein, es sind 4 Wicklungen.
@Dave, ohne Diagramm ist es schwer zu erklären. Ich muss eine Bandbreite von 20 Hz bis 20 kHz haben. Um dies zu erreichen, muss ich die Audio-Trenntransformatoren mit einem Operationsverstärker "ansteuern". Dann gibt es auf der anderen Seite des Transformators einen weiteren Operationsverstärker, der eine Impedanzanpassung bietet. Dann gibt es ein paar laute Sachen und schließlich konvertiere ich symmetrisches Audio in unsymmetrisches Audio und treibe einen langen Lauf von Cat 5. Das ist also: Eingangsspulentreiber +-9 V (2 Wicklungen), Eingangsimpedanzumwandlung +- 9 V (2 Wicklungen), Ausgangsspulenansteuerung (2 Windungen, entsorgen?), Ausgangsimpedanzanpassung/Leitungsansteuerung (2 Windungen).
Zeichnen Sie also bereits ein Diagramm! Dafür haben wir Werkzeuge. Es ist immer noch nicht klar, warum Ihre Box so viele Stufen der galvanischen Trennung benötigt.
Nun, das ultimative Ziel ist es, die versehentliche Ausstrahlung von belgischem Langwellenradio über das 2K-PA-System zu stoppen. Ich habe Probleme mit Erdschleifen und Kabellängen, von denen ich hoffe, dass diese Isolierung behoben wird.
In diesem Fall müssen Sie überprüfen, ob dieser Ansatz Ihren Wünschen entspricht, bevor Sie sich um die Details zum Wickeln eines benutzerdefinierten Transformators kümmern müssen.
Ich kann einzelne DC-DC-Wandler zur Isolierung verwenden. Isolierte 2-W-5-zu-Dual-9-V-Konverter kosten jeweils nur ein paar Pfund. Aber wenn ich dieses System replizieren möchte, summieren sich diese Kosten. Der Ringkern ist mit 5 Pfund der teuerste Teil dieses Netzteils. Der Rest der Komponenten sind ein paar Cent. Und es liefert 60W. Genug für alle Fälle.

Antworten (2)

  1. Ja - es heißt bifilare Wicklung.
  2. Ja. Berechnen Sie den Kupferverlust (I ^ 2 * R) für jede Wicklung, wählen Sie den Draht so aus, dass der Verlust auf der Primärseite ungefähr gleich ist wie alle Sekundärverluste zusammen (und so gering wie möglich, dh den größten Platz nutzen). Der Kupferverlust ist einfach der Leistungsverlust aufgrund des Stroms, der durch den Widerstand des Drahtes fließt. Berechnen Sie die Drahtlänge, sehen Sie den Widerstand pro Meter Ihres gewählten Drahtdurchmessers in einer Tabelle (online) nach und stecken Sie Ihren Strom ein. Wenn die Verluste nicht übereinstimmen, wählen Sie einen geeigneteren Draht. Muss nicht genau sein - sehen Sie sich den Unterschied zwischen benachbarten Drahtgrößen an.
  3. Wahrscheinlich nicht, aber es hängt von Ihrer Definition von "Arbeit" ab. Sie müssen die Flussdichte im Kern berechnen und mit der Sättigung jedes Eisens vergleichen. Fügen Sie der Frage Datenblätter für beide Kerne hinzu, wenn Sie Zweifel haben, was zu tun ist. Dies ist grundlegend für das Transformatordesign und kann leicht falsch gemacht werden, wenn Sie es nicht verstehen.
  4. Es wird funktionieren, aber die Kopplung zwischen den Sekundärteilen wird beeinträchtigt - z. B. kann das Rauschen einer Sekunde stärker an eine andere gekoppelt werden.
  5. Sie können alles in die gleiche Richtung wickeln - wählen Sie einfach das richtige Ende jeder Wicklung, wenn Sie sie verdrahten. (Am einfachsten, wenn Sie einen Oszillator und ein Oszilloskop haben, damit Sie die Phase jeder Wicklung überwachen können).
Was für eine großartige Antwort. Danke. 1) Danke. Kann das jetzt googeln. 2) Ich bin mir nicht sicher, was das bedeutet? Bisher bestand die Überlegung einfach darin, einen Drahtquerschnitt zu wählen, der den erwarteten Strom durchlassen kann. Wo kann man etwas über dieses Kupferverlustproblem erfahren? 3) Das werde ich tun 4) Ich werde das nicht anstreben, auch wenn ich einen größeren Kern kaufen muss. Ich brauche 30-40 Windungen. Primärdraht mit 0,7 mm Durchmesser, sekundär 0,2 mm, also denke ich, dass ich für den Weltraum in Ordnung sein werde. 5) Danke! Ich habe einen billigen Oszillator, der 100 kHz verwalten kann (Schaltregler MC34063). Eine niedrigere Schaltfrequenz ist ein Problem, da dies Audio ist. Aber der größere Toroid erleichtert die Arbeit.
Einige Informationen zum Kupferverlust hinzugefügt.

Ich werde versuchen, das zugrunde liegende Problem anzusprechen, anstatt die eigentliche Frage.

Es scheint, dass Sie eine Art "Box" für die Audioverarbeitung haben, für die Sie möchten, dass sowohl der Eingang als auch der Ausgang sowohl von der Stromquelle als auch voneinander galvanisch getrennt sind. Es gibt zwei allgemeine Möglichkeiten, dies zu erreichen, wie unten dargestellt.

Der erste erfordert zwei Audiotransformatoren und eine einzige Stromversorgung. Wenn die Transformatoren kompensiert werden müssen, um eine angemessene Leistung zu erzielen, erfolgt die Nachkompensation des Eingangstransformators und die Vorkompensation des Ausgangstransformators innerhalb der Isolationsbarriere. Dieses Schema lässt sich am einfachsten auf mehrere Eingänge und/oder mehrere Ausgänge erweitern – alles, was Sie brauchen, sind mehr Audiotransformatoren. Alle aktiven Schaltungen laufen immer noch von derselben Stromversorgung.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Manchmal ist es sinnvoll, nur einen Transformator im Audiopfad zu verwenden. In diesem Fall befinden sich möglicherweise auf beiden Seiten aktive Schaltkreise, die zwei Leistungstransformatoren oder einen Transformator mit zwei Ausgängen erfordern.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung

Wow.. danke für deine Arbeit! Ok ... also Schema eins ... Wenn meine Gitarre (zum Beispiel) direkt in die Eingangsspule des Eingangstransformators geht, habe ich dann sicherlich potenzielle Impedanzprobleme? Ebenso mit dem Ausgangstransformator, obwohl das wahrscheinlich einfacher zu handhaben ist. Welche Form hat "input comp"? Eine Art Verstärkungsstufe? Nächsten Kommentar auch gesehen
Der direkte Anschluss an den Eingangstransformator erfordert wahrscheinlich auch einen Jensen-Level-Transformator von £ 80 pro Einheit. Wenn ich dagegen eine Eingangspufferstufe verwende, kann ich einen viel billigeren Transformator ansteuern?
Ich kann diese Fragen nicht beantworten, weil Sie uns nichts über die eigentliche Signalverarbeitung erzählt haben, die Sie zu tun versuchen. Transformatoren wandeln auch Impedanzen um, sodass alle erforderlichen "Anpassungen" auf beiden Seiten des Transformators vorgenommen werden können. Oder verwenden Sie einen Transformator, der für die von Ihnen benötigte Impedanz ausgelegt ist.