- On-line калькуляторы
- Расчет катушки на ферритовом кольце:
- Расчёт и изготовление трансформатора для импульсного блока питания на тороидальном (кольцевом) ферритовом сердечнике. Онлайн калькулятор обмоток.
- Двухтактные преобразователи (упрощенный расчет) (стр. 3 )
- Получение исходных данных для простого расчёта импульсного трансформатора.
- Марганец-цинковые ферриты.
- Никель-цинкове ферриты.
- Как выбрать ферритовый кольцевой сердечник?
- 💥 Видео
Видео:Определяем марку ферритовых колецСкачать
On-line
калькуляторы
Видео:Как измерить проницаемость сердечникаСкачать
Расчет катушки на ферритовом кольце:
Справка по расчету здесь. Необходимо иметь ввиду, что калькулятор не предназначен для расчета дросселей в импульсных источниках питания. Подробнее об особенностях расчета силовых дросселей. При расчете контурных катушек для полосовых фильтров на радиочастотах рекомендуется использовать приложение Coil64 в котором есть соответсвующий модуль расчета в меню «Ферритовые сердечники«. Модуль кроме того позволяет сделать приблизительный расчет собственной емкости и добротности такой катушки. Подробнее об особенностях расчета катушек на ферритовых кольцах на радиочастотах смотрите здесь.
Калькулятор обновлен 22.01.2022. Постоянным пользователям рекомендуется обновить кэш браузера для корректного расчета.
ВВЕСТИ ДАННЫЕ:
L | = | – Требуемая индуктивность |
OD | = | – Наружный диаметр кольца |
ID | = | – Внутренний диаметр кольца |
h | = | – Высота кольца |
C | = мм | – Фаска |
µ | = | – Магнитная проницаемость |
dw | = мм | – Диаметр провода |
РЕЗУЛЬТАТ:
N | = | – Число витков |
AL | = нГн/N 2 | –Фактор намагничивания кольца |
lw | = м | – *Длина провода |
*Необходимая для намотки длина провода с запасом 10см на концы.
Видео:Ферритовые кольцаСкачать
Расчёт и изготовление трансформатора для импульсного блока питания
на тороидальном (кольцевом) ферритовом сердечнике. Онлайн калькулятор обмоток.
«Как-то лет в 12 нашёл я старый трансформатор, слегка перемотал его и включил.
Энергосистема опознала нового радиотехника и приветливо моргнула всем домом.
Вот так я и начал изучать силовую электронику».
А тем временем традиционные линейные источники питания на силовых трансформаторах всё чаще стали вытесняться своими импульсными коллегами.
При этом, что бы там не говорили авторитетные товарищи про многочисленные технические достоинства импульсных преобразователей, плюс у них только один — массогабаритные показатели. Всё остальное — сплошной минус.
Однако этот единственный плюс оказался настолько жирным, что заслонил собой все многочисленные минусы, особенно в тех замесах, когда к электроустройствам не предъявляется каких-либо жёстких требований.
Наиболее популярными среди радиолюбителей стали сетевые источники питания, собранные на микросхемах IR2153 и IR2155, которые представляют из себя самотактируемые высоковольтные драйверы, позволяющие получать полумостовые импульсные блоки питания мощностью до 1,5 кВт с минимальной обвязкой.
И если сердце импульсного блока питания колотится внутри готовой буржуйской микросхемы, то главным, ответственным за электрохозяйство среди остальных наружных образований, безусловно, является правильно выполненный трансформатор.
Для наших высокотоковых дел лучше всего применять трансформаторы с тороидальным магнитопроводом. В сравнении с другими сердечниками они имеют меньший вес и габариты, а также отличаются лучшими условиями охлаждения обмоток и повышенным КПД.
Но самое главное — при равномерном распределении обмоток по периметру сердечника практически отсутствует магнитное поле рассеяния, что в большинстве случаев отметает потребность в тщательном экранировании трансформаторов.
По сути дела, умных статей в сети на предмет расчёта импульсных трансформаторов великое множество, с картинками, формулами, таблицами и прочими авторитетными причиндалами. Наблюдаются в свободном доступе и многочисленные онлайн-калькуляторы на интересующую нас тематику.
И снизошла б на нас благодать неземная, кабы вся полученная информация сложилась в наших любознательных головах в единое большое целое.
Да вот, что-то не получается. Ништяк обламывается из-за того, что следуя этими различным компетентным источникам, мы устойчиво получаем на выходе и различные результаты.
Вот и гуляют по сети идентичные радиолюбительские схемы импульсных блоков питания на IR2153 с идентичными заявленными характеристиками, трансформаторами на одних и тех же кольцах, но радикально не идентичным количеством витков первичных обмоток трансформаторов.
А когда эти различия выражаются многими разами, то возникает желание «что-то подправить в консерватории». Объясняется это желание просто — существенной зависимостью КПД устройства от значения индуктивности, на которую нагружены ключевые транзисторы преобразователя. А в качестве этой индуктивности как раз и выступает первичная обмотка импульсного трансформатора.
А для лучшего восприятия сказанного, приведу типовую схему источника питания на IR2153, не обременённую ни устройством защиты, ни какими-либо другими излишествами.
Рис.1
Схема проверена временем и многочисленными опытами изрядно пощипанных током, неустрашимых радиолюбителей, так что не работать в ней — просто нечему.
Ну и наконец, переходим к расчёту импульсного трансформатора.
Мотать его будем на бюджетных низкочастотных ферритовых кольцах отечественного производителя 2000НМ или импортных — EPCOS N87, а для начала определимся с габаритной мощностью тороидального ферритового магнитопровода.
Концепция выбора габаритной мощности с запасом в 10% от максимальной мощности в нагрузке, заложенная в режимы автоматического подбора сердечника в большинстве калькуляторов, хотя и не противоречит теоретическим расчётам, учитывающим высокий КПД импульсного трансформатора, но всё же наводит на грустную мысль о ненадлежащей надёжности и возможной скорой кончине полученного моточного изделия.
Куда мне ближе трактовка этого параметра, описанная в литературе: Pгаб>1,25×Рн .
Расчёты поведём исходя из частоты работы преобразователя IR2153, равной 50 кГц. Почему именно такой?
Не ниже, потому что такой выбор частоты позволяет нам уложиться в достаточно компактные размеры ферритового сердечника, и при этом гарантирует полное отсутствие сигналов комбинационных частот ниже 30 кГц при работе девайса в составе качественной звуковоспроизводящей аппаратуры.
А не выше, потому что мы пилоты. А феррит у нас низкочастотный и может почахнуть и ответить значительным снижением магнитной проницаемости при частотах свыше 60-70 кГц. Не забываем, что сигнал, на выходах ключей имеет форму меандра и совокупная амплитуда гармоник, с частотами в 3-9 раз превышающими основную, имеет весьма ощутимую величину.
Параметры первичной обмотки трансформатора рассчитаем при помощи программы Lite-CalcIT, позволяющей, на мой взгляд, вполне адекватно оценить как размер сердечника, так и количество витков первичной обмотки.
Результаты сведём в таблицу.
Мощность блока питания, Вт | Размеры кольца, мм ; (габаритная мощность, Вт) | Количество витков первичной обмотки | Индуктивность обмотки, мГн |
25 | R 20×12×6 2000НМ (33,8 Вт) R 22,1×13,7×6,35 №87 (51,5 Вт) | ||
50 | R 22,1×13,7×12,5 №87 (100,1 Вт) R 22,1×13,7×7,9 №87 (63,9 Вт) R 27×18×6 2000НМ (85,3 Вт) | ||
100 | R 28×16×9 2000НМ (136 Вт) R 32,0×20,0×6,0 №27 (141 Вт) | ||
200 | R 28×16×18 2000НМ (268 Вт) R 29,5×19,0×14,9 №87 (297 Вт) R 30,5×20,0×12,5 №87 (265 Вт) R 34,0×20,5×10,0 №87 (294 Вт) R 34,0×20,5×12,5 №87 (371 Вт) R 38×24×7 2000НМ (278 Вт) | ||
400 | R 36,0×23,0×15,0 №87 (552 Вт) R 38×24×14 2000НМ (565 Вт) R 40×25×11 2000НМ (500 Вт) | ||
800 | R 40×25×22 2000НМ (998 Вт) R 45×28×16 2000НМ (1036 Вт) R 45×28×24 2000НМ (1580 Вт) | ||
1500 | R 50,0×30,0×20,0 №87 (1907 Вт) R 58,3×32,0×18,0 №87 (2570 Вт) Как следует мотать первичную обмотку трансформатора? Если используются кольца 2000НМ отечественного производителя, то для начала — посредством наждачной бумаги скругляем наружные острые грани до состояния, приведённого на Рис.2 а). Далее на кольцо следует намотать термостойкую изоляционную прокладку (Рис.2 б). В качестве изоляционного материала можно выбрать лакоткань, стеклолакоткань, киперную ленту, или сантехническую фторопластовую ленту. Для буржуйских колец фирмы EPCOS первые два пункта практической ценности не имеют. Настало время намотать однослойную обмотку «виток к витку» (Рис.2 в). Обмотка должна быть равномерно распределена по периметру магнитопровода — это важно! Если в закромах радиолюбительского хозяйства не завалялся обмоточный провод необходимого диаметра, то обмотку можно намотать сразу в два, или несколько проводов меньшего диаметра (Рис.2 г). Не забываем, что зависимость тока от диаметра квадратичная и если, к примеру, нам надо заменить провод диаметром 1мм, то это будет не два провода по 0,5мм, а четыре (или два провода по 0,7мм). Ну и для завершения первичного процесса поверх первичной обмотки трансформатора наматываем межобмоточную прокладку — пару слоёв лакоткани или другой изолирующей ленты (Рис.2 д). А вот теперь мы плавно переходим к выполнению второй части упражнения. Теперь, что касается диаметра провода вторичной обмотки трансформатора. Диаметр этот достаточно просто вычисляется по формуле: И в завершении приведу незамысловатый калькулятор для расчёта параметров вторичной обмотки импульсного трансформатора. Точно так же, как и в случае с первичной обмоткой — вторичная должна быть как можно более равномерно распределена по периметру магнитопровода. Количество вторичных обмоток ограничено только размерами магнитопровода. При этом суммарная величина снимаемых с обмоток мощностей не должна превышать расчётную мощность трансформатора. При необходимости поиметь двуполярный источник питания, обе обмотки следует мотать одновременно, затем присовокупить начало одной обмотки к концу другой, а уже потом направить это соединение, в зависимости от личных пристрастий — к земле, средней точке, общей шине, корпусу, или совсем на худой конец — к GND-у. Ну что ж, с трансформатором определились, пора озадачиться полным джентльменским набором настоящего мужчины — плавками с меховым гульфиком, а главное, непосредственно импульсным блоком питания, оснащённым такими значимыми прибамбасами, как устройства мягкого пуска и защиты от токовых перегрузок и КЗ. Видео:Зачем ферритовое кольцо на проводах и кабелях?Как это работает.Скачать Двухтактные преобразователи (упрощенный расчет) (стр. 3 )
Для кольцевого сердечника не нужно изготавливать каркас и мастерить приспособление для намотки. Единственное, что придётся сделать, так это изготовить простенький челнок. На картинке изображён ферритовый магнитопровод М2000НМ. Идентифицировать типоразмер кольцевого магнитопровода можно по следующим параметрам. D – внешний диаметр кольца. d – внутренний диаметр кольца. H – высота кольца. В справочниках по ферритовым магнитопроводам эти размеры обычно указываются в таком формате: КDxdxH. Вернуться наверх к меню. Видео:Как рассчитать и намотать тороидальный трансформатор не заморачиваясь на формулах, + советы и нюансыСкачать Получение исходных данных для простого расчёта импульсного трансформатора.Помню, когда наши электросети ещё не приватизировали иностранцы, я строил импульсный блок питания. Работы затянулись до ночи. Во время проведения последних испытаний, вдруг обнаружилось, что ключевые транзисторы начали сильно греться. Оказалось, что напряжение сети ночью подскочило аж до 256 Вольт! Конечно, 256 Вольт, это перебор, но ориентироваться на ГОСТ-овские 220 +5% –10% тоже не стоит. Если выбрать за максимальное напряжение сети 220 Вольт +10%, то: 242 * 1,41 = 341,22V (считаем амплитудное значение). 341,22 – 0,8 * 2 ≈ 340V (вычитаем падение на выпрямителе). Определяем примерную величину индукции по таблице. Пример: М2000НМ – 0,39Тл. Частота генерации преобразователя с самовозбуждением зависит от многих факторов, в том числе и от величины нагрузки. Если выберите 20-30 кГц, то вряд ли сильно ошибётесь. Граничные частоты и величины индукции широко распространённых ферритов. Марганец-цинковые ферриты.Граничная частота при tg δ ≤ 0,1, МГц Магнитная индукция B при Hм = 800 А / м, Тл Никель-цинкове ферриты.Граничная частота при tg δ ≤ 0,1, МГц Магнитная индукция B при Hм = 800 А / м, Тл Вернуться наверх к меню. Видео:Как определить начальную магнитную проницаемость ферритового кольца.Скачать Как выбрать ферритовый кольцевой сердечник?Выбрать примерный размер ферритового кольца можно при помощи калькулятора для расчета импульсных трансформаторов и справочника по ферритовым магнитопроводам. И то и другое Вы можете найти в «Дополнительных материалах». Вводим в форму калькулятора данные предполагаемого магнитопровода и данные, полученные в предыдущем параграфе, чтобы определить габаритную мощность срдечника. Не стоит выбирать габариты кольца впритык к максимальной мощности нагрузки. Маленькие кольца мотать не так удобно, да и витков придётся мотать намного больше. Если свободного места в корпусе будущей конструкции достаточно, то можно выбрать кольцо с заведомо бо’льшей габаритной мощностью. импульсных источников питания на ферритовых кольцах http://www. ferrite. /user_files/File/. literature8.zip схема к статье: Расчёт дросселя (статья) http://valvolodin. na. ms/drossel. html Рассчет дросселей на резисторах МЛТ (прога) — http://rf. *****/s3/r-dros. html Программа для расчёта высокочастотных трансформаторов и дросселей — http://www. /. gramm/5/3.shtml Программа для расчёта импульсного трансформатора — http://www. /. gramm/5/2.shtml Дроссели переменного тока радиоэлектронной аппаратуры — http://dmitriks. naro. ooks/dptra. djvu Рассчёт дросселей и катушек книга — http://depositfiles. files/mcckejoig Трансформаторы и дроссели 1.1 на archive. ***** — Оптимальное проектирование силовых высокочастотных ферромагнитных устройств — http://dmitriks. naro. oks/opsvfu. djvu «Импульсные источники вторичного электропитания в бытовой радиоаппаратуре» — http://dmitriks. naro. books1/iip. djvu на 494 http://focus. /. 1d/slva001d. pdf ТРАНСФОРМАТОРЫ И ДРОССЕЛИ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ — http://members. kern. ouz/chokes. html Выбор и расчет конструкции анодного дросселя — http://qrx. *****/hams/r_and. htm Расчет индуктивности дросселя с магнитным зазором — http://www. gerelo. dp. ras_indukt. html Авторская страница Семёнова — http://www. *****/proga. htm Расчёт трансформатора и дросселя — http://enginee-ru. uc. oad/ автоматическиq on-line калькулятор . характеристики и прога рассчета индуктивностей на металопорошковых Материаллы — http://www. ferrite. / Прога по катушкам — http://*****/nuke/modules/Downloads/pub. /l_%20meter. zip Кольцевые сердечники: ферритовые кольца Amidon — http://www. *****/. rrite_Cores. htm Библиотека знаний: http://www. /library. asp Трансформаторы и дроссели для импульсных источников питания — http://www. *****/ Ещё материаллы и расчёт — http://*****sgates. ocore. php? pg=12 имп сердечники и их расчёт — http://www. /default. asp =================================================================================== увеличенный уровень потерь в материале сердечника и увеличенный уровень омических потерь в проводе обмотки приводят к неоправданно низкому КПД ИИП; Величина плотности потока магнитной индукции в сердечнике рассчитывается по следующей формуле: (8) B = 1000 * µ0 * µe * I * N / le [мТ] Несложное преобразование формулы (8) поможет найти ответ на практический вопрос — какой максимальный ток может проходить через дроссель до того, как сердечник войдет в насыщение: (9) Iмакс = 0.001 * Bмакс * le / ( µ0 * µe * N ) [A] Для сердечников с зазором удобно подставить сюда выражение (4), после сокращений получаем: (10) Iмакс = 0.001 * Bмакс * g / ( µ0 * N ) [A] Результат получается на первый взгляд довольно парадоксальный: величина максимального тока через КИ с зазором определяется отношением размера зазора к количеству витков обмотки, и не зависит от размеров и типа сердечника. Однако этот кажущийся парадокс просто объясняется. Ферритовый сердечник настолько хорошо проводит магнитное поле, что все падение напряженности магнитного поля приходится на зазор. При этом величина потока магнитной индукции, одинаковая и для зазора и для сердечника, зависит лишь от толщины зазора, тока через обмотку и количества витков в обмотке, и не должна превышать 300 [мТ] для обычных силовых ферритов. Для ответа на вопрос, какой величины суммарный зазор g надо ввести в сердечник, чтобы он выдержал без насыщения заданный ток, преобразуем выражение (10) к следующему виду: (11) g = 1000 * µ0 * I * N / Bмакс [мм] Чтобы нагляднее показать влияние зазора, приведем следующий пример. Возьмем сердечник E30/15/7 без зазора, феррит 3C85, магнитная проницаемость µe = 1700. Рассчитаем количество витков, необходимое для получения индуктивности 500 [мкГн]. Сердечник, согласно таблице, имеет AL = 1.9 [мкГн], воспользовавшись формулой (7) получаем чуть более 16 витков. Зная эффективную длину сердечника le = 67 [мм], по формуле (9) вычислим максимальный рабочий ток, Iмакс = 0.58 [А]. Теперь введем в сердечник прокладку толщиной 1 [мм], зазор составит g = 2 [мм]. Эффективная магнитная проницаемость уменьшится, после несложных расчетов по формулам (5) и (7) находим, что для получения индуктивности 500 [мкГн] надо намотать 125 витков. По формуле (10) определяем максимальный ток КИ, он увеличился до 3.8 [А], то есть более чем в 5 раз! Отсюда следует и практическая рекомендация для читателей, самостоятельно конструирующих дроссели. Чтобы получить катушку индуктивности, работающую при максимально возможном токе, заполняйте сердечник проводом полностью, а затем вводите в сердечник максимально возможный зазор. Если при проверочном расчете окажется, что дроссель имеет чрезмерный запас по току, то выбирайте меньший размер сердечника, или, по крайней мере, уменьшайте количество витков в обмотке, чтобы снизить потери в меди, и одновременно уменьшайте зазор в сердечнике. Важно подчеркнуть, что эта рекомендация не относится к трансформаторам, в которых ток через первичную обмотку состоит из двух составляющих: тока, передаваемого во вторичную обмотку, и небольшого тока, намагничивающего сердечник (ток магнетизации). Как видим, зазор в сердечнике дросселя играет исключительно важную роль. Однако не все сердечники позволяют вводить прокладки. Кольцевые сердечники выполнены неразъемными, и, вместо того чтобы «регулировать» эквивалентную магнитную проницаемость при помощи зазора, приходится выбирать кольцо с определенной магнитной проницаемостью феррита. Этим и объясняется факт большого разнообразия типов магнитных материалов, применяемых промышленностью для изготовления колец, тогда как разъемные сердечники для ИИП, куда легко ввести зазор, почти всегда выполнены из ферритов с высокой магнитной проницаемостью. Наиболее употребительными для ИИП оказываются два типа колец: с низкой проницаемостью (в пределах 50. 200) — для дросселей, и с высокой проницаемостью (1000 и более) — для трансформаторов. Порошковое железо оказывается наиболее предпочтительным материалом для кольцевых неразъемных сердечников дросселей, работающих при больших токах подмагничивания. Проницаемость порошкового железа обычно находится в пределах 40. 125, чаще всего встречаются кольца, выполненные из материалов с проницаемостью 50. 80. В таблице 6 приведены справочные данные кольцевых сердечников из порошкового железа фирмы Филипс. Проверить, входит ли сердечник в насыщение при работе ИИП, несложно, достаточно при помощи осциллографа проконтролировать форму тока, протекающего через КИ. Датчиком тока может служить низкоомный резистор или трансформатор тока. КИ работающая в нормальном режиме будет иметь геометрически правильную треугольную или пилообразную форму тока. В случае же насыщения сердечника форма тока будет искривлена. Магнитная индукция поля внутри тороида: Расчет дросселя я провожу в следующем порядке: 💥 ВидеоРасчет тороидального трансформатораСкачать Импульсный трансформатор, замеры, расчёт.Скачать Расчëт импульсных трансформаторов - это просто!Скачать Тайна ферритового кольцаСкачать Как намотать на ферритовое кольцоСкачать 25.4 Основы расчета сетевых трансформаторов.Скачать Расчет трансформатораСкачать Импульсный Блок Питания: расчет элементов схемы. Ч-2Скачать Про расчет импульсного трансформатораСкачать Расчет трансформатора питания. Простая электроника 21Скачать ФЕРРИТЫ. Фильм 1, Вариант SVA.Скачать Аудиофильский кабель питания за 10 минутСкачать 🔎Как намотать провод на ферритовое кольцо? Самый простой способ!?Скачать Как узнать мощность неизвестного сетевого трансформатора, расчет габаритной и рабочей мощностиСкачать |