求助高手，设计一种特殊的磁环变压器，空载电流240mA

lolo · 发表于 2013-11-21 09:48:35

本帖最后由 lolo 于 2013-11-21 10:20 编辑

我现在设计的一个推挽式的变压器，供电12V，开关频率100k，初级各3匝，次级1匝。初级与次级之间需要隔离最大50kv左右的高压，所以次级线圈是很硬的耐高压绝缘线，只能绕一匝，也就限制了初级的匝数。现在的问题是能量可以传递过去，但磁芯发热，把次级开路，开关信号占空比为49%，静态功耗达240mA左右。请教各位高手，有没有什么办法可以降低静态功耗？
或者推荐一种更好的设计方案。

k005 · 发表于 2013-11-21 09:58:58

1，增加磁芯尺寸。
2，磁芯换高频特性好的，你的可能是铁粉芯，换铁硅铝的应该好很多。
3，如果磁芯尺寸不能变，提高频率，或降低12电压，比如降低到5V之类。
最好的是提高到250KHz以上，用铁硅铝，应该能解决。

lolo · 发表于 2013-11-21 10:10:42

k005 发表于 2013-11-21 09:58
1，增加磁芯尺寸。
2，磁芯换高频特性好的，你的可能是铁粉芯，换铁硅铝的应该好很多。
3，如果磁芯尺寸不 ...

磁芯是从国外的仪器里拆下来的，老外也是用两个叠加起来。
开关频率也调过，在100k左右还是最小的，其它频率可达300mA，甚至短路。
输入电压不能降低，负载功率要保证，负载电阻大概是1.5欧姆，整个功率最多10W。
先换铁硅铝的试试，或者再叠加一个磁环，先谢谢了，我试试。

Wxy8030 · 发表于 2013-11-21 10:29:24

这个超NB啊 —— 这种东西要是有现成商品化的东西就好了！

lolo · 发表于 2013-11-21 13:01:30

Wxy8030 发表于 2013-11-21 10:29
这个超NB啊 —— 这种东西要是有现成商品化的东西就好了！

NB是NB，做不出来啊，没找到符合这种要求的变压器。

norman33 · 发表于 2013-11-21 13:08:40

3匝。。。电感量测过么感觉饱和了所以会有那么大的静态电流还有图上看怎么觉得不是一匝只有半匝啊

lolo · 发表于 2013-11-21 13:59:24

norman33 发表于 2013-11-21 13:08
3匝。。。电感量测过么感觉饱和了所以会有那么大的静态电流还有图上看怎么觉得不是一匝只有半匝啊 ...

电感量有21uH，Q值达20，次级是最后经过负载闭合的，只有一匝，实测出来的电压比也大概是3:1。

gzhuli · 发表于 2013-11-21 14:20:25

试试换铁氧体磁环。

lolo · 发表于 2013-11-21 15:23:49

gzhuli 发表于 2013-11-21 14:20
试试换铁氧体磁环。

准备买各种磁环来做实验了。

PCBBOY1991 · 发表于 2013-11-21 18:57:20

X-Ray的高压电源么？看到一排电容啊

zhangshixing · 发表于 2013-11-21 19:43:52

换磁导率更高的磁芯，磁导率越高，磁芯面积越大，匝数越多，空载电流越小

zhangshixing · 发表于 2013-11-21 19:45:56

推挽的时候磁芯是否饱和，和匝数及磁芯面积和伏秒积有关，与磁芯是否开气息，磁芯长度，和磁导率无关

lolo · 发表于 2013-11-21 20:28:18

PCBBOY1991 发表于 2013-11-21 18:57
X-Ray的高压电源么？看到一排电容啊

果然是高手，一眼就看出来啦，正是给微型X光管供电用的。

lolo · 发表于 2013-11-21 20:36:33

zhangshixing 发表于 2013-11-21 19:45
推挽的时候磁芯是否饱和，和匝数及磁芯面积和伏秒积有关，与磁芯是否开气息，磁芯长度，和磁导率无关 ...

估计现在这个磁芯是饱和了。
新买了磁导率为125的铁硅铝磁芯，磁芯稍大些，到时候看次级能否绕2匝。
这样初级也能增加一倍的匝数，希望能解决问题。谢谢。

Vmao · 发表于 2013-11-21 20:38:04

这个变压器做什么用的啊,这个是降压变压器啊,把直流变交流?

Vmao · 发表于 2013-11-21 20:41:50

如果频率没有要求应该提高频率,换更好的磁芯,静态电流才能降低

lolo · 发表于 2013-11-21 20:46:09

Vmao 发表于 2013-11-21 20:38
这个变压器做什么用的啊,这个是降压变压器啊,把直流变交流?

次级负载是类似于电阻，大概1.5欧姆，电阻上要叠加最高50kv的高压。变压器是做隔离加热，降压作用，次级不整流。

lolo · 发表于 2013-11-21 20:49:56

Vmao 发表于 2013-11-21 20:41
如果频率没有要求应该提高频率,换更好的磁芯,静态电流才能降低

现在的这种磁芯，100k频率还是电流最小的情况，其它频率更大，甚至是短路的。
新买了磁导率更高的，到时候再试试看。谢谢了。

gzhuli · 发表于 2013-11-21 21:48:52

lolo 发表于 2013-11-21 20:36
估计现在这个磁芯是饱和了。
新买了磁导率为125的铁硅铝磁芯，磁芯稍大些，到时候看次级能否绕2匝。
这样 ...

你这种绕法不应该用铁粉芯，应该用铁氧体芯。
铁粉芯的气隙是分散的，绕组应该均匀分布在整个磁环，并且初次级需要并绕加强耦合，否则效率很低。

lolo · 发表于 2013-11-21 22:38:35

gzhuli 发表于 2013-11-21 21:48
你这种绕法不应该用铁粉芯，应该用铁氧体芯。
铁粉芯的气隙是分散的，绕组应该均匀分布在整个磁环，并且 ...

铁氧体芯的磁环也买了。“初次级并绕”这种绕法，不大懂，我查查，谢谢了。

PCBBOY1991 · 发表于 2013-11-21 22:41:27

lolo 发表于 2013-11-21 20:28
果然是高手，一眼就看出来啦，正是给微型X光管供电用的。

那这么说，我啥也不懂～就是看到原理图上那么写的。

cqfeiyu · 发表于 2013-11-21 22:47:10

类似CRT高压包的灯丝供电方案,只不过CRT的初级电压100多V.

erpao · 发表于 2013-11-21 23:15:41

本帖最后由 erpao 于 2013-11-21 23:23 编辑

用推挽，很难达到两臂绝对平衡，变压器磁通不能复位，会逐步偏移，出现剩磁，使磁芯饱。所以初级必须严格双线并绕，在低频段问题不大，中高频分布参数影响两臂平衡。
lz是要做中频磁感应加热？，可以用桥式接法，初级变成单绕组就不存在磁复位问题。
也可以参考LLC谐振变换器。不过这些都是现成书本上能找到的知识，好用绝妙的电路，网上很难找到，我有个进行到一半的项目，也是磁感应加热，不过电源电压是400v,低压的非常好做。。。。电路网上有，看你慧眼了。

RAMILE · 发表于 2013-11-24 00:40:08

用初始导磁率2000的铁氧体，高压包用的那种

lolo · 发表于 2013-11-24 10:21:28

RAMILE 发表于 2013-11-24 00:40
用初始导磁率2000的铁氧体，高压包用的那种

有这么高导磁率的铁氧体磁环？我买的最高才125，我搜一下。

lolo · 发表于 2013-11-24 10:24:30

erpao 发表于 2013-11-21 23:15
用推挽，很难达到两臂绝对平衡，变压器磁通不能复位，会逐步偏移，出现剩磁，使磁芯饱。所以初级必须严格双 ...

你说的很有道理，确实会存在偏磁现象。
这种桥式电路也考虑过，我看到老外用的是推挽式，就先试了推挽结构，后面再尝试下桥式结构的电路，谢谢了。

LCRPN · 发表于 2013-11-24 11:01:54

初级线圈感抗不够，2*pi*f*L不够。

zhangshixing · 发表于 2013-11-24 11:02:34

lolo 发表于 2013-11-24 10:24
你说的很有道理，确实会存在偏磁现象。
这种桥式电路也考虑过，我看到老外用的是推挽式，就先试了推挽结 ...

用mosfet管，然后绕组用细一点的漆包线，实在不行串一个小串联电阻，就可以杜绝磁通不平衡的现象了。

erpao · 发表于 2013-11-24 11:27:54

这个帖子让人有点想多了，，中国人不能出科技大家，不能出现代国际化高科技大企业的根源问题。
作为个人学习来讲，探索各种电路的原理，实现方法是很好的，但是很多时候提问题者都承担企业的研发任务。
那么这么一个电路实现，我相信早就有成熟的电路，如果研发人员英文好，在国外的电子论坛也有很接近的case，原理也是成熟的。
也有国内的企业和技术人员肯定也是有相关技术的，但是为什么在中文的资料中很难搜索到相关技术文章呢？

看内地导演的电影，片尾字母就那一点点，几个人，多少个影片都是那几个人。看西片，片尾字幕可以放20分钟。
这就是社会化协作和个人英雄的区别。

中国企业的老板，宁愿花每月10k的工资让自己的员工研发10个月，最终还不是最好的方案，也不愿意花50k的代价立即就得到最佳方案。

整个社会就是纠结在这么一个个离散的小漩涡各自旋转，不能形成一个大的风暴产生巨大的威力。

gzhuli · 发表于 2013-11-24 15:23:59

lolo 发表于 2013-11-24 10:21
有这么高导磁率的铁氧体磁环？我买的最高才125，我搜一下。

铁氧体都是高导磁率，一百几十的都是铁粉芯。
推挽用铁氧体磁环确实容易饱和，可以用UU磁芯单臂磨0.5mm左右的气隙。
当然最好是改半桥，谐不谐振倒无所谓。

lolo · 发表于 2013-11-25 22:29:11

erpao 发表于 2013-11-24 11:27
这个帖子让人有点想多了，，中国人不能出科技大家，不能出现代国际化高科技大企业的根源问题。
作为个人学 ...

您说的很有道理，这个电路应用不管在国内在国外都有成熟的例子，而且这个原理很简单，但是原理与实际应用还差得较远，理论讲得再明白，实际应用也会出问题。
50k可能只能买到产品，买不到产权，也买不到技术，如果10个10k能研究出同样的解决方案，这是值得的。

PCBBOY1991 · 发表于 2013-11-25 22:42:16

erpao 发表于 2013-11-24 11:27
这个帖子让人有点想多了，，中国人不能出科技大家，不能出现代国际化高科技大企业的根源问题。
作为个人学 ...

日，不好意思，手抖点了一下反对。。。。。。。。。

lolo · 发表于 2013-11-25 22:55:05

LCRPN 发表于 2013-11-24 11:01
初级线圈感抗不够，2*pi*f*L不够。

我现在就致力于增加初级的电感，以增加等效阻抗。
试了好几种磁环，初级还是绕三匝，最大的电感量170uH，静态电流减小了一半，频率是100k。
其它频率，电流都会变大。

makesoft · 发表于 2013-11-26 06:08:14

lolo 发表于 2013-11-25 22:55
我现在就致力于增加初级的电感，以增加等效阻抗。
试了好几种磁环，初级还是绕三匝，最大的电感量170uH， ...

估计100k以上电流会进一步减少，目前电流变大应该是管子的开关损耗太大，修改电路加快开关时间或者换其他参数开关管来试一试。

zhangshixing · 发表于 2013-12-29 16:58:42

gzhuli 发表于 2013-11-24 15:23
铁氧体都是高导磁率，一百几十的都是铁粉芯。
推挽用铁氧体磁环确实容易饱和，可以用UU磁芯单臂磨0.5mm左 ...

其实推挽容不容易饱和和磁导率及是否加气隙关系不大

babysnail · 发表于 2013-12-29 18:11:49

是不是还有一种可能：管子Q1Q2的上升时间和下降时间不够，或者控制脉冲时序本身就不合要求。使得“死区时间”不够。至使Q1Q2在很小的时间里同时导通，但也不至损坏。

1ongquan · 发表于 2013-12-29 22:17:38

看到LZ输出高压的到灯丝用的是同轴线，轴线看着比较粗，这个寄生电容有多大不知LZ有没有算过，有可能会在次级形成谐振

求助高手，设计一种特殊的磁环变压器，空载电流240mA

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