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felipefpt

Calculo de trafo flyback

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Olá, estou calculando um trafo flyback full range de 90 até 260vac com potencia de 8W.

Cheguei ao seguinte enrolamento

Npri=130 FIO AWG30

Nsec=21 FIO AWG24

Naux=26 FIO AWG36

o controlador é um VIPER12A

o ferrite é um NEE20/10/5 e tem um gap de 0.20mm

Tensão de trabalho 13.8V

O que está acontecendo é que quando eu puxo uma corrente que ele deveria aguentar, 0.5A por exemplo, a tensão cai para 13.2V.

Onde eu estou errando na conta? Ou o que está acontecendo pra fazer isso? Com um outro trafo com um outro ferrite, mas com o mesmo carretel isso não acontece.

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Me diz uma coisa:

Esta fonte possui realimentação negativa?

Qual a tensão que a fonte fornece sem a realimentação?

Para uma fonte estabilizada é sempre importante que o trafo seja calculado com uma tensão um pouco maior do que a que será realmente usada. Então o PWM faz a tensão ser ajustada, que no seu caso é 13.8.

Caso necessite, a largura dos pulos aumentam e fazem as correções necessárias e evitam que a tensão caia na saída.

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Me diz uma coisa:

Esta fonte possui realimentação negativa?

Qual a tensão que a fonte fornece sem a realimentação?

Para uma fonte estabilizada é sempre importante que o trafo seja calculado com uma tensão um pouco maior do que a que será realmente usada. Então o PWM faz a tensão ser ajustada, que no seu caso é 13.8.

Caso necessite, a largura dos pulos aumentam e fazem as correções necessárias e evitam que a tensão caia na saída.

O viper é controlado por uma tensão referencia na saída. Então ele tem uma realimentação. E sem carga ele tem os 13.8V desejado.

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O viper é controlado por uma tensão referencia na saída. Então ele tem uma realimentação. E sem carga ele tem os 13.8V desejado.

O trafo foi você quem calculou ou foi um software como este:

[ame=http://www.youtube.com/watch?v=Eqpn4WbeB0U]Fonte chaveada projetada com o software VIPer da STMicroelectronics - YouTube[/ame]

Tire a realimentação e veja quanto está dando na saída.

Para não existir queda de tensão com esta carga, é preciso que o trafo dê sem realimentação uma tensão bem maior que 13.8V.

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O trafo foi você quem calculou ou foi um software como este:

Tire a realimentação e veja quanto está dando na saída.

Para não existir queda de tensão com esta carga, é preciso que o trafo dê sem realimentação uma tensão bem maior que 13.8V.

O meu calculo e o do software foram iguais...

Estou com a impressão que trafo está saturando...

A tensão sem a realimentação está em 32V~34V

A tensão sem a realimentação com um outro trafo que citei está em 24V....

Esta diferença de tensão explica a saturação?

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Com outro ferrite e com o mesmo carretel funciona, está provado aí que existem problemas no trafo.

Sim, obvio. Mas se as contas do software e as minhas bateram o que será que está errado? Vou ter que fazer varias tentativas de enrolamento para chegar na tensão de 24v sem realimentação

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Estes trafos são são tão simples o quanto parecem.

Você tem que ver as caracteristicas de cada núcleo, que vai mudar de um fabricante para outro.

Como sabe que o gap realmente tem 0.20mm?

Como mediu isso?

Um exemplo de fabricante:

http://www.thornton.com.br/terminologia.htm

Consegue ver alguma coisa nas formas de onda dos dos trafos?

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Estes trafos são são tão simples o quanto parecem.

Você tem que ver as caracteristicas de cada núcleo, que vai mudar de um fabricante para outro.

Como sabe que o gap realmente tem 0.20mm?

Como mediu isso?

Um exemplo de fabricante:

http://www.thornton.com.br/terminologia.htm

Consegue ver alguma coisa nas formas de onda dos dos trafos?

O ferrite são deles, o que estou usando o NEE-20/10/5 IP6 175

O trafo que está funcionando são dele, o gap é colocado lá, uma gabiarra na verdade, mas experimentalmente foi achado um bom resultado.

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Bom.

Eu fiz um cálculo e cheguei aos seguintes valores:

CALCULO DA FONTE TIPO FLYBACK - APRESENTAÇAO DOS VALORES

Nome do cliente: MOR_AL Data: 23-Oct-2013

- Indutancia do enrolamento primario............................................................. Lp = 3585.76 uH

- Indutancia do enrolamento secundario......................................................... Ls = 114.907 uH

- Taxa de repetiçao do ciclo......................................................................... F = 20.0 kc/s

- Periodo de um ciclo ................................................................................. T = 50.00 us

- Periodo maximo de conduçao da chave (transistor, mosfet, etc).............................. Tonma = 21.45 us

- Periodo minimo de conduçao da chave (transistor, mosfet, etc)............................. Tonmi = 0.60 us

- Periodo de transferencia da energia para o secundario ......................................... Tos = 26.05 us

- Periodo minimo sem atividade eletrica no primario e secundario.............................. Tdmi = 2.50 us

- Relaçao entre Tonma e T (tonma / T) ..................................................... Deltama = 0.429 adm

- Potencia no resistor de carga R0 ............................................................ P0 = 9.7 W

- tensão no resistor de carga R0............................................................... V0 = 13.8 V

- Valor maximo da corrente continua na carga I0 .......................................... I0 = 0.700 A

- Valor minimo da corrente continua na carga I0 ........................................... I0mi = 0.066 A

- Valor da resistencia de carga na saida....................................................... R0 = 19.714 ohms

- Maior valor de pico da corrente no enrolamento primario .............................. Ippk = 0.589 A

- Valor RMS de Iprim................................................................................ Iprms = 0.223 A

- Maior valor de pico da corrente no enrolamento secundario........................... Ispk = 3.288 A

- Maior valor RMS da corrente no enrolamento secundario .............................. Isrms = 1.370 A

- tensão maxima de alimentaçao do circuito ................................................ VDCma = 339.0 V

- tensão minima de alimentaçao do circuito ................................................. VDCmi = 100.0 V

- tensão minima no primario...................................................................... Vpmi = 98.4 V

- tensão no enrolamento secundario .......................................................... Vs = 14.50 V

- Valor da tensão de conduçao do diodo da malha secundaria.......................... VDon = 0.70 V

- tensão de conduçao da chave (VceSat, Vds on, etc.) ................................ VCHon = 1.00 V

- tensão diferencial de overswing na chave ................................................. Vos = 81.00 V

- tensão maxima na chave durante Tos. stygSem Vpk, devido a indutancia de dispersao do primario. VCHos = 420.00 V

- eficiencia estimada da fonte. ............................................................... n = 0.70 adm

Não sei qual é a frequência que você está usando, mas coloquei 20kHz porque este material começa a ter grandes perdas em frequências maiores.

O passo seguinte seria calcular o tamanho do núcleo e calcular o número de espiras e o gap.

Depois teria que ajustar o gap para que os valores das indutâncias ficasse dentro de 10% do valor calculado.

A indutância não deve ser medida com equipamento convencional. Tem que ser medida aplicando-se um pulso Ton (com uns 100V e de digamos 25us) e medindo-se a corrente de pico ao final deste pulso.

Daí aplica-se a fórmula

L = VL * Ton / Ipk.

L em Henrys, VL em volts, Ton em segundos e Ipk em amperes.

MOR_AL

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Bom.

Eu fiz um cálculo e cheguei aos seguintes valores:

CALCULO DA FONTE TIPO FLYBACK - APRESENTAÇAO DOS VALORES

Nome do cliente: MOR_AL Data: 23-Oct-2013

- Indutancia do enrolamento primario............................................................. Lp = 3585.76 uH

- Indutancia do enrolamento secundario......................................................... Ls = 114.907 uH

- Taxa de repetiçao do ciclo......................................................................... F = 20.0 kc/s

- Periodo de um ciclo ................................................................................. T = 50.00 us

- Periodo maximo de conduçao da chave (transistor, mosfet, etc).............................. Tonma = 21.45 us

- Periodo minimo de conduçao da chave (transistor, mosfet, etc)............................. Tonmi = 0.60 us

- Periodo de transferencia da energia para o secundario ......................................... Tos = 26.05 us

- Periodo minimo sem atividade eletrica no primario e secundario.............................. Tdmi = 2.50 us

- Relaçao entre Tonma e T (tonma / T) ..................................................... Deltama = 0.429 adm

- Potencia no resistor de carga R0 ............................................................ P0 = 9.7 W

- tensão no resistor de carga R0............................................................... V0 = 13.8 V

- Valor maximo da corrente continua na carga I0 .......................................... I0 = 0.700 A

- Valor minimo da corrente continua na carga I0 ........................................... I0mi = 0.066 A

- Valor da resistencia de carga na saida....................................................... R0 = 19.714 ohms

- Maior valor de pico da corrente no enrolamento primario .............................. Ippk = 0.589 A

- Valor RMS de Iprim................................................................................ Iprms = 0.223 A

- Maior valor de pico da corrente no enrolamento secundario........................... Ispk = 3.288 A

- Maior valor RMS da corrente no enrolamento secundario .............................. Isrms = 1.370 A

- tensão maxima de alimentaçao do circuito ................................................ VDCma = 339.0 V

- tensão minima de alimentaçao do circuito ................................................. VDCmi = 100.0 V

- tensão minima no primario...................................................................... Vpmi = 98.4 V

- tensão no enrolamento secundario .......................................................... Vs = 14.50 V

- Valor da tensão de conduçao do diodo da malha secundaria.......................... VDon = 0.70 V

- tensão de conduçao da chave (VceSat, Vds on, etc.) ................................ VCHon = 1.00 V

- tensão diferencial de overswing na chave ................................................. Vos = 81.00 V

- tensão maxima na chave durante Tos. stygSem Vpk, devido a indutancia de dispersao do primario. VCHos = 420.00 V

- eficiencia estimada da fonte. ............................................................... n = 0.70 adm

Não sei qual é a frequência que você está usando, mas coloquei 20kHz porque este material começa a ter grandes perdas em frequências maiores.

O passo seguinte seria calcular o tamanho do núcleo e calcular o número de espiras e o gap.

Depois teria que ajustar o gap para que os valores das indutâncias ficasse dentro de 10% do valor calculado.

A indutância não deve ser medida com equipamento convencional. Tem que ser medida aplicando-se um pulso Ton (com uns 100V e de digamos 25us) e medindo-se a corrente de pico ao final deste pulso.

Daí aplica-se a fórmula

L = VL * Ton / Ipk.

L em Henrys, VL em volts, Ton em segundos e Ipk em amperes.

MOR_AL

A frequência do controlador é fixa em 60KHZ e o gap especificado pelo fabricante é de 0.20mm

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CALCULO DA FONTE TIPO FLYBACK - APRESENTAÇAO DOS VALORES

Nome do cliente: MOR_AL Data: 23-Oct-2013

- Indutancia do enrolamento primario..................................................Lp = 1195.25 uH

- Indutancia do enrolamento secundario..............................................Ls = 38.302 uH

- Taxa de repetiçao do ciclo..............................................................F = 60.0 kc/s

- Periodo de um ciclo ......................................................................T = 16.67 us

- Periodo maximo de conduçao da chave (transistor, mosfet, etc)............Tonma = 7.15 us

- Periodo minimo de conduçao da chave (transistor, mosfet, etc).............Tonmi = 0.60 us

- Periodo de transferencia da energia para o secundario ........................Tos = 8.68 us

- Periodo minimo sem atividade eletrica no primario e secundario..............Tdmi = 0.83 us

- Relaçao entre Tonma e T (tonma / T) ..............................................Deltama = 0.429 adm

- Potencia no resistor de carga R0 .....................................................P0 = 9.7 W

- tensão no resistor de carga R0........................................................V0 = 13.8 V

- Valor maximo da corrente continua na carga I0 ..................................I0 = 0.700 A

- Valor minimo da corrente continua na carga I0 ...................................I0mi = 0.199 A

- Valor da resistencia de carga na saida...............................................R0 = 19.714 ohms

- Maior valor de pico da corrente no enrolamento primario ......................Ippk = 0.589 A

- Valor RMS de Iprim........................................................................Iprms = 0.223 A

- Maior valor de pico da corrente no enrolamento secundario...................Ispk = 3.288 A

- Maior valor RMS da corrente no enrolamento secundario ......................Isrms = 1.370 A

- tensão maxima de alimentaçao do circuito ........................................VDCma = 339.0 V

- tensão minima de alimentaçao do circuito .........................................VDCmi = 100.0 V

- tensão minima no primario...............................................................Vpmi = 98.4 V

- tensão no enrolamento secundario ...................................................Vs = 14.50 V

- Valor da tensão de conduçao do diodo da malha secundaria...................VDon = 0.70 V

- tensão de conduçao da chave (VceSat, Vds on, etc.) .........................VCHon = 1.00 V

- tensão diferencial de overswing na chave ..........................................Vos = 81.00 V

- tensão maxima na chave durante Tos. stygSem Vpk, devido a indutancia de dispersao do primario. VCHos = 420.00 V

- eficiencia estimada da fonte. ..........................................................n = 0.70 adm

Informe mais dados de como você chegou aos valores: Tamanho do núcleo, número de espiras dos enrolamentos e número dos fios.

MOR_AL

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CALCULO DA FONTE TIPO FLYBACK - APRESENTAÇAO DOS VALORES

Nome do cliente: MOR_AL Data: 23-Oct-2013

- Indutancia do enrolamento primario..................................................Lp = 1195.25 uH

- Indutancia do enrolamento secundario..............................................Ls = 38.302 uH

- Taxa de repetiçao do ciclo..............................................................F = 60.0 kc/s

- Periodo de um ciclo ......................................................................T = 16.67 us

- Periodo maximo de conduçao da chave (transistor, mosfet, etc)............Tonma = 7.15 us

- Periodo minimo de conduçao da chave (transistor, mosfet, etc).............Tonmi = 0.60 us

- Periodo de transferencia da energia para o secundario ........................Tos = 8.68 us

- Periodo minimo sem atividade eletrica no primario e secundario..............Tdmi = 0.83 us

- Relaçao entre Tonma e T (tonma / T) ..............................................Deltama = 0.429 adm

- Potencia no resistor de carga R0 .....................................................P0 = 9.7 W

- tensão no resistor de carga R0........................................................V0 = 13.8 V

- Valor maximo da corrente continua na carga I0 ..................................I0 = 0.700 A

- Valor minimo da corrente continua na carga I0 ...................................I0mi = 0.199 A

- Valor da resistencia de carga na saida...............................................R0 = 19.714 ohms

- Maior valor de pico da corrente no enrolamento primario ......................Ippk = 0.589 A

- Valor RMS de Iprim........................................................................Iprms = 0.223 A

- Maior valor de pico da corrente no enrolamento secundario...................Ispk = 3.288 A

- Maior valor RMS da corrente no enrolamento secundario ......................Isrms = 1.370 A

- tensão maxima de alimentaçao do circuito ........................................VDCma = 339.0 V

- tensão minima de alimentaçao do circuito .........................................VDCmi = 100.0 V

- tensão minima no primario...............................................................Vpmi = 98.4 V

- tensão no enrolamento secundario ...................................................Vs = 14.50 V

- Valor da tensão de conduçao do diodo da malha secundaria...................VDon = 0.70 V

- tensão de conduçao da chave (VceSat, Vds on, etc.) .........................VCHon = 1.00 V

- tensão diferencial de overswing na chave ..........................................Vos = 81.00 V

- tensão maxima na chave durante Tos. stygSem Vpk, devido a indutancia de dispersao do primario. VCHos = 420.00 V

- eficiencia estimada da fonte. ..........................................................n = 0.70 adm

Informe mais dados de como você chegou aos valores: Tamanho do núcleo, número de espiras dos enrolamentos e número dos fios.

MOR_AL

Quando eu enrolei 130 espiras e tirei a realimentação a tensão tava dando em torno de 40v. Enrolei quase o dobro, 240. Agora a tensão está +/-33V e com a realimentação está dando o que eu quero....

Acho que foi calculo errado mesmo... Meu e do software :)

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Bom.

Não abriria a realimentação.

A fonte flyback é como se fosse uma fonte de corrente. À medida que a resistência de carga aumenta, a tensão de saída também aumenta (sem realimentação para controlar a tensão de saída). Isso pode fazer com que a tensão de isolamento dos eletrolíticos de secundário seja ultrapassada e explodam. Também a tensão máxima reversa dos diodos de secundário podem ser ultrapassadas e queimarem.

Em alguma postagem deste fórum eu coloquei um circuito para medir indutâncias de fontes chaveadas.

MOR_AL

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Bom.

Não abriria a realimentação.

A fonte flyback é como se fosse uma fonte de corrente. À medida que a resistência de carga aumenta, a tensão de saída também aumenta (sem realimentação para controlar a tensão de saída). Isso pode fazer com que a tensão de isolamento dos eletrolíticos de secundário seja ultrapassada e explodam. Também a tensão máxima reversa dos diodos de secundário podem ser ultrapassadas e queimarem.

Em alguma postagem deste fórum eu coloquei um circuito para medir indutâncias de fontes chaveadas.

MOR_AL

Não abri e deixei. Queria apenas ver como estava a relação de espiras... Com alguns enrolamentos o trafo começa a vibrar a partir de uma determinada potência. Estranho, mas está ficando bom.

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Estou com uma dúvida na construção destes trafos.

Eu já havia calculado trafos para half bridge e fui bem sucedido.

Na época eu usei núcleo toroidal de ferrite da Thornton e uma fórmula que o fabricante disponibilizou para cálculo da bobina primária.

Porém ainda tenho dúvida com trafos flyback:

Era uma fonte Flyback auto-oscilante e precisava de 120uH no primário e 4.74uH numa bobina de realimentação para a auto-oscilação.

Num núcleo toroidal de ferrite calculei as espiras necessárias para dar 120uH, deu 6 espiras.

4.74uH ficou impraticável. O núcleo possui 3.5Cm na circunferência maior e 2,3Cm na circunferência menor e 1.5Cm de altura.

Estive olhando um projeto onde o trafo fornecia 25 watts;

Com núcleo E30/14 DA Thornton, que tem Ae Aw = 1.02cm², com Ae =1.2cm² e Aw = 0.85cm².

Bobina primária com 36 espiras apresentando 560uH. Aceita de 120VDC a 375VDC na entrada.

4 espiras no secundário e 5VDC na saída.

Freqüência mínima de funcionamento 35Khz

Auto-oscilante.

O curioso é que com este número de espiras (36), a indutância ainda é pequena; 560uH.

Para que serve aquele gap entre os elementos magnéticos?

É para regular a indutância?

É mesmo necessário gap? Porque?

Eu agradeceria quem pudesse me tirar esta dúvida.

Segue simulação no LTspice:

http://img822.imageshack.us/img822/8273/30y6.png

30y6.png

http://img198.imageshack.us/img198/9951/prmp.bmp

prmp.bmp

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Estou com uma dúvida na construção destes trafos.

Eu já havia calculado trafos para half bridge e fui bem sucedido.

Na época eu usei núcleo toroidal de ferrite da Thornton e uma fórmula que o fabricante disponibilizou para cálculo da bobina primária.

Porém ainda tenho dúvida com trafos flyback:

Era uma fonte Flyback auto-oscilante e precisava de 120uH no primário e 4.74uH numa bobina de realimentação para a auto-oscilação.

Num núcleo toroidal de ferrite calculei as espiras necessárias para dar 120uH, deu 6 espiras.

4.74uH ficou impraticável. O núcleo possui 3.5Cm na circunferência maior e 2,3Cm na circunferência menor e 1.5Cm de altura.

Estive olhando um projeto onde o trafo fornecia 25 watts;

Com núcleo E30/14 DA Thornton, que tem Ae Aw = 1.02cm², com Ae =1.2cm² e Aw = 0.85cm².

Bobina primária com 36 espiras apresentando 560uH. Aceita de 120VDC a 375VDC na entrada.

4 espiras no secundário e 5VDC na saída.

Freqüência mínima de funcionamento 35Khz

Auto-oscilante.

O curioso é que com este número de espiras (36), a indutância ainda é pequena; 560uH.

Para que serve aquele gap entre os elementos magnéticos?

É para regular a indutância?

É mesmo necessário gap? Porque?

Eu agradeceria quem pudesse me tirar esta dúvida.

Segue simulação no LTspice:

http://img822.imageshack.us/img822/8273/30y6.png

30y6.png

http://img198.imageshack.us/img198/9951/prmp.bmp

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o que sabemos é que, o que importa é apenas o trafo apresentar a indutancia desejada, que é a de 120uH no primario, 30uH no secundario, e os 4uH na de realimentaçao, embora também funcione com 1.2uH...

O resto o núcleo só deve proporcionar bom acoplamento..

"O entreferro (também conhecido como air gap) é o termo utilizado, em circuitos magnéticos, para denominar o espaço entre o indutor e o circuito ferromagnético a que está acoplado"

"Apesar de ser inevitável, o entreferro nem sempre é uma característica parasita dos circuitos ferromagnéticos. Por exemplo, num inductor, o aumento do entreferro evita a saturação do núcleo, e diminui o efeito de Histerese magnética. Por outro lado, diminui a permeabilidade magnética (tipicamente para gases, uma vez que depende da substância que preenche o entreferro)."

fonte: http://pt.m.wikipedia.org/wiki/Entreferro

ta ai a resposta :D:D

você enrrolou um núcleo toroidal de ferrite diretamente em cima... Sem gap, e alem de ser uma forma toroidal, que é a que menos tem perda do fluxo magnetico, deve ter sido um ferrite de alta permeabilidade.. Ja vi ferrites que chegam a um ur de 10000... Enquanto os po de ferro apenas na faixa dos 50..

Logo daria uma indutancia muito alta mesmo com pouca espiras... O gap controla a indutancia, e a permeabilidade que você quer.. Pra um trafo, é otimo que um materia tenho um acoplamento excelente.. O ferrite te da isso... Mas ate de mais.. Ai tem que balancear isso com a indutancia desejada...

Po de ferro não é praticavel pois a permeabilidade é baixa ate de mais..

Alem de que diminui a chance do material saturar, pois ate porque não sera ele que esta concentrando grande parte do fluxo... É tanto q a indutancia vai cair.. O acoplamento também cai..

o que está provado: o que importa pra eletronica é apenas o valor da indutância.. E que tenha bom acoplamento. A forma que o trafo é construido n importa..

uma vez eu peguei aqueles indutores de saida de fonte, eram com núcleos toroidais de ferrite alta prrmeabilidade... Era duplo, varios fios no mesmo núcleo... Induzi uma freq de 15khz gerada no meu celular e amplicada no meu amplificador... Coloquei resistor em serie de 4ohms.. Dei curto na outra bobina.. Cada uma tinha umas 10 expiras só.. Quando dei curto, a tensão do primario foi pra 0... Toda a tensão ficou em cima do resistor.. Em comparaçao com o resistor, o peimario deve ter assumido uma resistencia abaixo de 0,01ohms... o que prova um otimo acoplamento nos ferrites...

Quando eu calculei essa fonte ai, eu deveria ter projetado pra uma freq mais baixa, ai poderia aumentar mais o valor da indutancia. ...

Pra facilitar na sua simulaçao, troque o capacitor de saida de 1000uF para um de 47uF.. Pra uma carga de 100W o ripple n chega nem a 1Vpp... O valor que eu calculei de 680uF o ripple ficou em uns 0,08Vp...

Assim a tensão na saida vai estabilizar mais rápido e facilita na simulaçao...

o que eu vou fazer: vou comprar um daqueles núcleos no formato EI pois nesse da pra usar o carretel de plastico... o que da pra controlar mais a indutancia e n ficar esse negocio de com 1 espira ja ter muita indutsncia. .. Pros 4uH na realimentaçao, a relaçao de espiras fica entre 5 e 6 vezes menor que a de 120uH...

O certo pra ter uma boa precisao e que essa bobina se tenho pelo menos 3 ou no min 2 espiras.. Assim a de 120uH tera de 10 a 16 espiras.. Isso no min.. Se conseguir um núcleo que te da as tais indutancia nessa condiçao, você vai ter o que quer sem sacrificar tanto o fator de acoplamento!

E é exatamente isso que eu vou fazer quando por essa fonte pra operar com os 100W de carga.. :D:D qualquer coisa so ajustar o gap pra diminuir um pouco a indutancia..

então você começa a enrrolar primeiro a da realimentaçao... Ache os 4uH com pelo menos 3 espiras.. Se der mais, diminua o gap.. Se conseguir um núcleo toroidal de ferrita de permeabilidade media que ja te da isso com as 3 espiras sem gap nem nada ja ta otimo.. Se n tiver jeito so com gap mesmo..

eu pelo menos vou comprar um núcleo toroidal que eu encontrar la na loja e outro tipo EI..

Quanto menos expiras precisar pra ter a indutancia, significa um melhor acoplamento.

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o que sabemos é que, o que importa é apenas o trafo apresentar a indutancia desejada, que é a de 120uH no primario, 30uH no secundario, e os 4uH na de realimentaçao, embora também funcione com 1.2uH...

O resto o núcleo só deve proporcionar bom acoplamento..

"O entreferro (também conhecido como air gap) é o termo utilizado, em circuitos magnéticos, para denominar o espaço entre o indutor e o circuito ferromagnético a que está acoplado"

"Apesar de ser inevitável, o entreferro nem sempre é uma característica parasita dos circuitos ferromagnéticos. Por exemplo, num inductor, o aumento do entreferro evita a saturação do núcleo, e diminui o efeito de Histerese magnética. Por outro lado, diminui a permeabilidade magnética (tipicamente para gases, uma vez que depende da substância que preenche o entreferro)."

fonte: http://pt.m.wikipedia.org/wiki/Entreferro

ta ai a resposta :D:D

você enrrolou um núcleo toroidal de ferrite diretamente em cima... Sem gap, e alem de ser uma forma toroidal, que é a que menos tem perda do fluxo magnetico, deve ter sido um ferrite de alta permeabilidade.. Ja vi ferrites que chegam a um ur de 10000... Enquanto os po de ferro apenas na faixa dos 50..

Logo daria uma indutancia muito alta mesmo com pouca espiras... O gap controla a indutancia, e a permeabilidade que você quer.. Pra um trafo, é otimo que um materia tenho um acoplamento excelente.. O ferrite te da isso... Mas ate de mais.. Ai tem que balancear isso com a indutancia desejada...

Po de ferro não é praticavel pois a permeabilidade é baixa ate de mais..

Alem de que diminui a chance do material saturar, pois ate porque não sera ele que esta concentrando grande parte do fluxo... É tanto q a indutancia vai cair.. O acoplamento também cai..

o que está provado: o que importa pra eletronica é apenas o valor da indutância.. E que tenha bom acoplamento. A forma que o trafo é construido n importa..

uma vez eu peguei aqueles indutores de saida de fonte, eram com núcleos toroidais de ferrite alta prrmeabilidade... Era duplo, varios fios no mesmo núcleo... Induzi uma freq de 15khz gerada no meu celular e amplicada no meu amplificador... Coloquei resistor em serie de 4ohms.. Dei curto na outra bobina.. Cada uma tinha umas 10 expiras só.. Quando dei curto, a tensão do primario foi pra 0... Toda a tensão ficou em cima do resistor.. Em comparaçao com o resistor, o peimario deve ter assumido uma resistencia abaixo de 0,01ohms... o que prova um otimo acoplamento nos ferrites...

Quando eu calculei essa fonte ai, eu deveria ter projetado pra uma freq mais baixa, ai poderia aumentar mais o valor da indutancia. ...

Pra facilitar na sua simulaçao, troque o capacitor de saida de 1000uF para um de 47uF.. Pra uma carga de 100W o ripple n chega nem a 1Vpp... O valor que eu calculei de 680uF o ripple ficou em uns 0,08Vp...

Assim a tensão na saida vai estabilizar mais rápido e facilita na simulaçao...

o que eu vou fazer: vou comprar um daqueles núcleos no formato EI pois nesse da pra usar o carretel de plastico... o que da pra controlar mais a indutancia e n ficar esse negocio de com 1 espira ja ter muita indutsncia. .. Pros 4uH na realimentaçao, a relaçao de espiras fica entre 5 e 6 vezes menor que a de 120uH...

O certo pra ter uma boa precisao e que essa bobina se tenho pelo menos 3 ou no min 2 espiras.. Assim a de 120uH tera de 10 a 16 espiras.. Isso no min.. Se conseguir um núcleo que te da as tais indutancia nessa condiçao, você vai ter o que quer sem sacrificar tanto o fator de acoplamento!

E é exatamente isso que eu vou fazer quando por essa fonte pra operar com os 100W de carga.. :D:D qualquer coisa so ajustar o gap pra diminuir um pouco a indutancia..

então você começa a enrrolar primeiro a da realimentaçao... Ache os 4uH com pelo menos 3 espiras.. Se der mais, diminua o gap.. Se conseguir um núcleo toroidal de ferrita de permeabilidade media que ja te da isso com as 3 espiras sem gap nem nada ja ta otimo.. Se n tiver jeito so com gap mesmo..

eu pelo menos vou comprar um núcleo toroidal que eu encontrar la na loja e outro tipo EI..

Quanto menos expiras precisar pra ter a indutancia, significa um melhor acoplamento.

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Ola Albert!

Como ja foi dito.

Um núcleo com percurso magnetico fechado como o toroidal, normalmente alcanca a saturacao da densidade do campo magnetico (B) com poucos amperes espiras (H). O joelho da curva acontece de forma brusca e com poucas espiras e corrente nelas (H=NI).

Ha uma excessao. Sao alguns daqueles núcleos toroidais de fonte de PC. Naquele caso é introduzido material nao magnetico no material magnetico, para que seja simulado o tal gap.

O gap só é interessante em indutores, onde se deseja armazenar energia no indutor (em Ton) para depois libera-la em outro indutor que compartilha o mesmo campo magnetico, porém, devido a um diodo e o enrolamento invertido, essa liberacao só ocorre em outro periodo (Toff).

Quase toda energia magnetica fica contida no AR do gap e nao no núcleo magnetico.

Em transformadores a ideia é a de transferir para o outro enrolamento o maximo de energia no mesmo semiciclo. Em um transformador deseja-se que o valor das indutancias sejam bem elevadas, para que a componente de corrente devido a indutancia aumente bem lentamente, ficando limitada a cerca de 5% da corrente maxima a ser transferida para o secundario. A componente indutiva da corrente tem que ser eliminada por meio de snubber ou outro processo.

A ideia de fontes chaveadas é excelente, mas exige maiores dedicacoes na fase de projeto.

Eu fiz um trabalho teorico que fornece todos os parametros para uma fonte do tipo flyback. Inclusive já apresentei aqui no forum.

Para simplificar.

Me mande as seguintes respostas aa minhas perguntas que eu calcularei todos os parametros para voce. Mas no momento estou fora do pais, de modo que só poderei te enviar no inicio de janeiro.

1 - tensão ca minima de entrada.

2 - tensão ca maxima de entrada.

3 - Como voce mencionou núcleo Thornton, o valor da frequencia maxima que estipularei sera entre 20kHz e 30kHz.

4 - tensão cc de secundario.

5 - Corrente cc de secundario.

6 - tensão de breackdown do mosfet (e sua identificacao).

7 - Corrente maxima de dreno a 100 graus ou aproximadamente.

Quanto a escolha do ferrite. Um núcleo EE é o ideal para fontes do tipo flyback, pelo menos para este fabricante.

Quanto ao tamanho do núcleo.

Ha tres procedimentos que usei com sucesso.

O menos complicado é o que usa as curvas Hanna. Eu montei essas curvas para o material do núcleo da Thornton. voce calcula e chega ao núcleo e ao valor do gap. Cai quase em cima, mas se recalcular, vai dar dentro de 10%.

O segundo é o mais pratico. Fiz e tambem ja mostrei um circuito para medir o indutor e "ver" as curvas de tensão e corrente. Com elas voce pode avaliar se o indutor vai entrar na saturacao ou se esta ainda longe. No primeiro caso deve-se aumentar o tamanho do núcleo, no segundo, deve-se diminuir.

O terceiro modo é o que exige mais trabalho. O procedimento se baseia no trabalho do livro do autor Colonel. é um livro completo, mas tem que se ler quase que todo, pois se baseia em um ou em dois parametros criados por ele.

é bem completo, mas necessita que o fabricante do núcleo forneca informações, que o fabricante Thornton nao mostra todas. Tem-se que calcular.

Vamos fazer por partes, até que sirva como um procedimento. voce vai montar e ver se vai dar certo.

Em tempo:

Suas formas de onda mostram que nao ha um tempo "morto" entre Ton e Toff. Isso quer dizer que antes mesmo da corrente no mosfet ir a zero, no periodo Toff, o circuito manda o mosfet reconduzir.

Isso é até uma tecnica pouco usada, mas exige muita dissipacao de potencia no mosfet. O problema esta na parte do oscilador que atua no mosfet.

Como eu disse, só estarei no Brasil no inicio de janeiro.

até lá.

Bom Natal a todos.

MOR_AL

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Ola Albert!

Como ja foi dito.

Um núcleo com percurso magnetico fechado como o toroidal, normalmente alcanca a saturacao da densidade do campo magnetico (B) com poucos amperes espiras (H). O joelho da curva acontece de forma brusca e com poucas espiras e corrente nelas (H=NI).

Ha uma excessao. Sao alguns daqueles núcleos toroidais de fonte de PC. Naquele caso é introduzido material nao magnetico no material magnetico, para que seja simulado o tal gap.

O gap só é interessante em indutores, onde se deseja armazenar energia no indutor (em Ton) para depois libera-la em outro indutor que compartilha o mesmo campo magnetico, porém, devido a um diodo e o enrolamento invertido, essa liberacao só ocorre em outro periodo (Toff).

Quase toda energia magnetica fica contida no AR do gap e nao no núcleo magnetico.

Em transformadores a ideia é a de transferir para o outro enrolamento o maximo de energia no mesmo semiciclo. Em um transformador deseja-se que o valor das indutancias sejam bem elevadas, para que a componente de corrente devido a indutancia aumente bem lentamente, ficando limitada a cerca de 5% da corrente maxima a ser transferida para o secundario. A componente indutiva da corrente tem que ser eliminada por meio de snubber ou outro processo.

A ideia de fontes chaveadas é excelente, mas exige maiores dedicacoes na fase de projeto.

Eu fiz um trabalho teorico que fornece todos os parametros para uma fonte do tipo flyback. Inclusive já apresentei aqui no forum.

Para simplificar.

Me mande as seguintes respostas aa minhas perguntas que eu calcularei todos os parametros para voce. Mas no momento estou fora do pais, de modo que só poderei te enviar no inicio de janeiro.

1 - tensão ca minima de entrada.

2 - tensão ca maxima de entrada.

3 - Como voce mencionou núcleo Thornton, o valor da frequencia maxima que estipularei sera entre 20kHz e 30kHz.

4 - tensão cc de secundario.

5 - Corrente cc de secundario.

6 - tensão de breackdown do mosfet (e sua identificacao).

7 - Corrente maxima de dreno a 100 graus ou aproximadamente.

Quanto a escolha do ferrite. Um núcleo EE é o ideal para fontes do tipo flyback, pelo menos para este fabricante.

Quanto ao tamanho do núcleo.

Ha tres procedimentos que usei com sucesso.

O menos complicado é o que usa as curvas Hanna. Eu montei essas curvas para o material do núcleo da Thornton. voce calcula e chega ao núcleo e ao valor do gap. Cai quase em cima, mas se recalcular, vai dar dentro de 10%.

O segundo é o mais pratico. Fiz e tambem ja mostrei um circuito para medir o indutor e "ver" as curvas de tensão e corrente. Com elas voce pode avaliar se o indutor vai entrar na saturacao ou se esta ainda longe. No primeiro caso deve-se aumentar o tamanho do núcleo, no segundo, deve-se diminuir.

O terceiro modo é o que exige mais trabalho. O procedimento se baseia no trabalho do livro do autor Colonel. é um livro completo, mas tem que se ler quase que todo, pois se baseia em um ou em dois parametros criados por ele.

é bem completo, mas necessita que o fabricante do núcleo forneca informações, que o fabricante Thornton nao mostra todas. Tem-se que calcular.

Vamos fazer por partes, até que sirva como um procedimento. voce vai montar e ver se vai dar certo.

Em tempo:

Suas formas de onda mostram que nao ha um tempo "morto" entre Ton e Toff. Isso quer dizer que antes mesmo da corrente no mosfet ir a zero, no periodo Toff, o circuito manda o mosfet reconduzir.

Isso é até uma tecnica pouco usada, mas exige muita dissipacao de potencia no mosfet. O problema esta na parte do oscilador que atua no mosfet.

Como eu disse, só estarei no Brasil no inicio de janeiro.

até lá.

Bom Natal a todos.

MOR_AL

Essa onda ai parece ser no gate do mosfet... Mas o mosfet tem sim o Toff..

Ele fica x tempo saturado e x tempo cortado, esse tempo x cortado é exatamente o tempo que o indutor leva para se descarregar por completo...

Aqui está as simulações:

30zp.png

Essa é a tensão de saida com 50Vdc com carga de 25ohms, 100W... Fonte ligada na minima tensão, 100VDC.

jvzr.png

Aqui foi ligada em 350Vdc, carga de 25ohms e 74Vdc, 220W.

47k7.png

Aqui ligada em 350Vdc, consumo de 160W, essa é a onda no dreno do mosfet, indo de 0V a 450V, 100V no pulso de retorno...

o mosfet satura, solta e vai pros 450V.. depois que descarregar o indutor ele ja volta a saturar.... isso é instantaneo, nem da pra ver o tempo morto, mas ele descarrega por completo antes do mosfet voltar a conduzir...

O projeto original é esse: 79mq.png

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Como ja foi dito.

Um núcleo com percurso magnetico fechado como o toroidal, normalmente alcanca a saturacao da densidade do campo magnetico (B) com poucos amperes espiras (H). O joelho da curva acontece de forma brusca e com poucas espiras e corrente nelas (H=NI).

Ha uma excessao. Sao alguns daqueles núcleos toroidais de fonte de PC. Naquele caso é introduzido material nao magnetico no material magnetico, para que seja simulado o tal gap.

O gap só é interessante em indutores, onde se deseja armazenar energia no indutor (em Ton) para depois libera-la em outro indutor que compartilha o mesmo campo magnetico, porém, devido a um diodo e o enrolamento invertido, essa liberacao só ocorre em outro periodo (Toff).

Quase toda energia magnetica fica contida no AR do gap e nao no núcleo magnetico.

Em transformadores a ideia é a de transferir para o outro enrolamento o maximo de energia no mesmo semiciclo. Em um transformador deseja-se que o valor das indutancias sejam bem elevadas, para que a componente de corrente devido a indutancia aumente bem lentamente, ficando limitada a cerca de 5% da corrente maxima a ser transferida para o secundario. A componente indutiva da corrente tem que ser eliminada por meio de snubber ou outro processo.

A ideia de fontes chaveadas é excelente, mas exige maiores dedicacoes na fase de projeto.

Eu fiz um trabalho teorico que fornece todos os parametros para uma fonte do tipo flyback. Inclusive já apresentei aqui no forum.

Para simplificar.

Me mande as seguintes respostas aa minhas perguntas que eu calcularei todos os parametros para voce. Mas no momento estou fora do pais, de modo que só poderei te enviar no inicio de janeiro.

1 - tensão ca minima de entrada.

2 - tensão ca maxima de entrada.

3 - Como voce mencionou núcleo Thornton, o valor da frequencia maxima que estipularei sera entre 20kHz e 30kHz.

4 - tensão cc de secundario.

5 - Corrente cc de secundario.

6 - tensão de breackdown do mosfet (e sua identificacao).

7 - Corrente maxima de dreno a 100 graus ou aproximadamente.

Quanto a escolha do ferrite. Um núcleo EE é o ideal para fontes do tipo flyback, pelo menos para este fabricante.

Quanto ao tamanho do núcleo.

Ha tres procedimentos que usei com sucesso.

O menos complicado é o que usa as curvas Hanna. Eu montei essas curvas para o material do núcleo da Thornton. voce calcula e chega ao núcleo e ao valor do gap. Cai quase em cima, mas se recalcular, vai dar dentro de 10%.

O segundo é o mais pratico. Fiz e tambem ja mostrei um circuito para medir o indutor e "ver" as curvas de tensão e corrente. Com elas voce pode avaliar se o indutor vai entrar na saturacao ou se esta ainda longe. No primeiro caso deve-se aumentar o tamanho do núcleo, no segundo, deve-se diminuir.

O terceiro modo é o que exige mais trabalho. O procedimento se baseia no trabalho do livro do autor Colonel. é um livro completo, mas tem que se ler quase que todo, pois se baseia em um ou em dois parametros criados por ele.

é bem completo, mas necessita que o fabricante do núcleo forneca informações, que o fabricante Thornton nao mostra todas. Tem-se que calcular.

Vamos fazer por partes, até que sirva como um procedimento. voce vai montar e ver se vai dar certo.

Em tempo:

Suas formas de onda mostram que nao ha um tempo "morto" entre Ton e Toff. Isso quer dizer que antes mesmo da corrente no mosfet ir a zero, no periodo Toff, o circuito manda o mosfet reconduzir.

Isso é até uma tecnica pouco usada, mas exige muita dissipacao de potencia no mosfet. O problema esta na parte do oscilador que atua no mosfet.

Como eu disse, só estarei no Brasil no inicio de janeiro.

até lá.

Bom Natal a todos.

MOR_AL

Agradeço a resposta.

Por coincidência você também me tirou uma dúvida sobre um amplificador classe D que eu havia montado.

Acontece que ele é auto oscilante daquele que é conhecido UCD e o mesmo não oscilou de jeito nenhum com núcleos toroidais verdes no indutor de saída.

Só veio a oscilar quando eu usei um núcleo amarelo destes de filtro de fonte ATX. Agora sei o motivo.

Veja algumas formas de onda:

http://img14.imageshack.us/img14/558/d6y0.png

d6y0.png

A onnda vermelha é a corrente na bobina primária.

A verde é a forma de onda da tensão no gate do mosfet.

A azul é a corrente no diodo de saída

Tem alguma coisa de errado?

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está tudo certo...

inclusive da pra se ver que o gate é acionado apenas quando a corrente no diodo de saida chega a zero, momento em que o indutor ja se carregou por completo..

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Então é isso.

Teoricamente um indutor com núcleo de ar não satura. Só tem problemas com a resistência interna do condutor.

Já indutores com núcleos ferro-magnéticos saturam e precisão destes espaçamentos entre os núcleos para linearizar a corrente de carga.

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Ola mroberto98.

Ou voce nao me entendeu ou eu nao soube transmitir o detalhe a seguir.

Uma fonte do tipo flyback pode possuir tres semiperiodos.

O de conducao da chave (mosfet, transistor, ...), que tem o nome de Ton. Durante este periodo a corrente no indutor de primario cresce. é a corrente em vermelho.

O de corte (indice 1) da chave, que tem o nome de Toff. Durante esse periodo a corrente na indutancia de secundario vai decrescendo ate chegar a zero. é a onda azul do circuito apresentado.

O de corte (indice 2) da chave, que tem o nome de Td (T dead, ou tempo morto). Durante este tempo nao ha corrente circulando nem no primario e nem no secundario. Este tempo serve para que seja garantido que a energia nos indutores cheguem aa zero, protegendo a chave, no tocante a dissipacao. A transicao de cortada para conduzindo ocorre com dissipacao quase nula, uma vez que a corrente, neste instante, vale zero.

Parece que este circuito apresentado "aguarda" que a energia nos indutores vaa a zero, eliminando o periodo Td e consequentemente a dissipacao ja mencionada. Nao sei, pois nao conheco este circuito oscilador em particular.

Albert!

As formas de onda importantes para analise sao as correntes no indutor de primario, de secundario e a tensão de Dreno, coletor, etc. Com essa tensão e a corrente de primario pode-se minimizar a dissipacao na chave. Verificar se a tensão de "overshut" chega perto da tensão suportada pela chave. A corrente de primario é importante para mante-la dento do especificado no projeto e para ver se o indutor esta entrando na saturacao, o que é indesejavel, pois com a saturacao, o valor da indutancia cai como se nao houvesse núcleo ferromagnetico. Com isso a corrente sobe descontroladamente acima do desejado.

Outro detalhe é que sempre haverao indutancias parasitas, tanto de primario, como de secundario. Acredito que voce tenha colocado na especidicacao do trafo/indutores, um acoplamento total unitario. Todo campo magnetico gerado no indutor do primario passa pelo indutor de secundario, o que na realidade nao ocorre. Coloque um indutor de 1 a 5% do valor do indutor de primario em serie com o primario. Entre o indutor de primario e a tensão cc da fonte. Sem acoplamento magnetico. Isso provocarah uma sobretensao no dreno, imediatamente apos seu corte. Esse fato costuma danificar a chave, dai a necessidade, normalmente, de um circuito de snubber no dreno. Este fato é tambem um consumidor de energia, reduzindo a eficiencia da fonte.

Mais um detalhe sobre o trafo/indutores é que na pratica existe um valor de corrente de indutor primario, que provoca a entrada do mesmo na saturacao.

Normalmente deve-se especificar o material do núcleo, a sua forma geometrica, seu tamanho e a distancia do gap. Para complicar a situacao, nao se costuma encontrar tais especificacoes nos simuladores, pelo menos nos núcleos nacionais.

Sendo assim, é impressindivel que as formas de onda geradas pelo simulador sejam medidas na pratica.

Em tempo:

Refaca a simulacao com a maxima tensão retificada da fonte e a minima corrente na carga de secundario. Essas seriam as piores condicoes do circuito.

Normalmente se adiciona um capacitor da base de Q2 para terra, para filtrar frequencias maiores que a necessaria e o valor de R5 costuma ser um pouco maior.

MOR_AL

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