Größe des Flyback-Transformators im Vergleich zu Kernverlusten

Ich bin dabei, einige Notizen zum Induktordesign zusammenzustellen. Ich habe gute praktische Erfahrung auf diesem Gebiet (entschuldigen Sie das Wortspiel), aber ich habe das Gefühl, dass diese Erfahrung nicht vollständig systematisch war. Ich habe Online-Literatur gelesen, einschließlich Designverfahren von Kernherstellern, aber ich habe eine spezifische Frage im Zusammenhang mit dem iterativen Prozess, der normalerweise aufgrund der inhärenten Komplexität dieser Designaufgabe stattfindet. Es geht so:

Nehmen wir an, Sie haben einen funktionierenden Flyback, der beispielsweise einen Ferrit RM8 mit Lücke verwendet. Dieser spezielle Flyback hat spezifische konstante Arbeitsbedingungen (Eingangsspannung, Ausgangsspannung, Einschaltzeit, Schaltfrequenz, Ausgangsleistung usw.). Nehmen wir an, dass:

  • Der Transformator wird bei jedem Zyklus auf die Flussdichte Null zurückgesetzt.
  • Die Transformatorgröße wird eher vom Temperaturanstieg als von der Spitzenenergiespeicherung bestimmt. Die Schwankung der Flussdichte und die Betriebsfrequenz sind so, dass die Wärme die Größe antreibt, nicht I^2*L. Der Ferrit arbeitet bei einer angenehmen Flussdichte weit entfernt von der Sättigung.
  • Die Kernverluste unter diesen Bedingungen sind unabhängig von P_core.

Unser Transformator funktioniert gut, aber sagen wir, wir ersetzen ihn jetzt durch einen übergroßen Transformator mit der gleichen effektiven Permeabilität, sagen wir zum Beispiel einen RM12. Da sein A_L höher ist, wickeln wir ihn mit weniger Windungen, so dass seine Primärinduktivität L_1 erhalten bleibt, wodurch die grundlegenden Oszilloskop-Wellenformen sozusagen unverändert bleiben. Natürlich erwärmt sich die größere Komponente weniger. Allerdings, und das ist meine Frage, wird dies zu einem höheren oder niedrigeren Gesamtkernverlust führen?

Meine bisherigen Gedanken sind, dass N abnimmt, wenn A_L zunimmt (um L_1 wie oben beschrieben beizubehalten), l (magnetische Weglänge) zunimmt, Spitze H als Folge von all dem abnimmt, Spitze zu Spitze B folglich abnimmt, P_V (spezifisch Kernverluste) nimmt dadurch erheblich ab ... aber offensichtlich ist das Kernvolumen erheblich höher, und da die meisten dieser Beziehungen nicht linear sind, bin ich mir nicht sicher, was passiert.

Mir wurde einmal beiläufig gesagt, dass eine Induktivität, die sich nicht wesentlich erwärmt, nicht nur zu groß ist, sondern auch höhere Verluste hat als eine kleinere, gleichwertige. Ich versäume es, diese Aussage zu rechtfertigen (oder zu widerlegen).
Ich bin mir immer noch nicht sicher, was Ihre Frage ist.
Entschuldigung, wenn die Frage im langen Text versteckt wurde. Es steht da drin, durch: "Aber, und das ist meine Frage, wird das zu einem höheren oder niedrigeren Gesamtkernverlust führen?"

Antworten (2)

Mir wurde einmal beiläufig gesagt, dass eine Induktivität, die sich nicht wesentlich erwärmt, nicht nur zu groß ist, sondern auch höhere Verluste hat als eine kleinere, gleichwertige. Ich versäume es, diese Aussage zu rechtfertigen (oder zu widerlegen).

  1. Sie meinen, es sei überdesignt. Wie die Verwendung eines AWG-Kabels, das so groß ist, dass Sie 1000 A durchleiten können, aber es steigt 1 ° C über die Umgebungstemperatur. Übermäßiger Materialeinsatz.

  2. Größere Induktoren neigen auch nicht zu höheren Hochfrequenzverlusten, sondern zu geringeren DC-Verlusten, sodass ein Gleichgewicht besteht.

  3. Nur weil es sich weniger erwärmt, weil es größer ist, bedeutet das nicht, dass es notwendigerweise weniger Energie verbraucht; Es hat mehr Volumen, um diese Leistung zu verteilen, was zu niedrigeren Temperaturen führen kann, selbst wenn die Verlustleistung höher ist.

Es ist der gleiche Magnetisierungsstrom, wenn die Induktivität gleich ist (wie in der Frage angegeben).
2. Größer würde höheres Al bedeuten, also für einen gegebenen Satz von Windungen, niedrigeren Verstärkungsstrom.
Ich werde den Magnetisierungsstrom zurücknehmen und jemand anderes kann es klären.
Danke, alle. Bitte aufmerksam lesen. Die Windungszahl ist nicht angegeben, die Induktivität schon. Die Frage ist sehr spezifisch, um Verwirrung und Subjektivität zu minimieren :)

Ich habe einige der üblichen Gleichungen kombiniert und es sieht so aus, als würde sich der Kernverlust nicht wirklich ändern.

Induktivitätsfaktor:

A L = L N 2

L = N ⋅ Φ ICH = N ⋅ B ⋅ A e ICH

A L = B ⋅ A e N ⋅ ICH

N ⋅ ICH = H ⋅ l

A L = B ⋅ A e H ⋅ l = μ ⋅ A e l

Volumen:

v = A e ⋅ l

Um die Mathematik zu vereinfachen, nehmen wir an, dass wir das Kernvolumen um den Faktor 64 erhöhen. (Offensichtlich ist dies keine Erhöhung von RM8 auf RM12, aber die Mathematik ist dieselbe.)

Da die Geometrie (Form) und alle Proportionen erhalten bleiben, vergrößert sich die magnetische Weglänge x4 und der magnetische Materialquerschnitt x16, dh alle Längen vergrößern sich um den gleichen Betrag und das resultierende Volumen vergrößert sich x64.

Der Induktivitätsfaktor wird um das 4-fache erhöht:

A L = μ ⋅ A e l

Da wir die gleiche Induktivität wie zuvor benötigen, halbiert sich die Windungszahl:

N = L A L

Das Magnetfeld nimmt um den Faktor 8 ab:

H = N ⋅ ICH l

Da wir weit von der Sättigung entfernt sind, die Permeabilität immer noch gleich ist, nimmt die Flussdichte B ebenso um den Faktor 8 ab wie das Magnetfeld und damit auch sein Hub (Spitze-Spitze-Wert).

Der spezifische Verlust P_V ist proportional zum Quadrat dieser Schwingung, nimmt also um den Faktor 64 ab.

Daher hat sich der Kernverlust nicht geändert:

P = P v ⋅ v

...Natürlich wollen Sie aus Kostengründen immer noch einen kleinen Kern, aber das ist eine andere Geschichte.

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