Toroid nuveler neden flyback yapida kullanilmiyor da PFC devrelerinde boost konverterde kullaniliyor?

[Mikro Step]

Toroid nuveler neden flyback yapida kullanilmiyor da PFC devrelerinde boost konverterde kullaniliyor?

 

[132kHz]

Toroid nuveler neden flyback yapida kullanilmiyor da PFC devrelerinde boost konverterde kullaniliyor?

Air gap ile ilgili olabilir mi ?
Manyetik bilgim çok yok ama toroide air gap açılsa bile hem yapısal olarak çok sağlam olmaz gibi hem de diğer nüve çeşitlerinde sargının etrafı ferrit ile kaplı oluyor toroid olunca ferritin etrafında bakır sarılı oluyor ve tek akı döngüsü oluyor bununla alakalı olabilir.
Dediğim gibi manyetik bilgim pek yok fikir yürütmeye çalışıyorum sadece.

 

[Mikro Step]

Gariplik surada her iki topolojide de nuveden DC bilesenli akim akiyor.

 

[132kHz]

Air gapli totoid pfc bobini oluyormuş şurada makalesi var :

PFC Inductor Design Considering Suppression of the Negative Effects of Fringing Flux

In this paper, the main aim of the study was the investigation of the possibilities of power inductor design, reflecting the performance of the component itself, as well as the operational efficiency of the power factor correction (PFC) converter. PFC inductors represent a key component of the...

www.mdpi.com

eevblog da da toroidal flyback tartışılmış :

Sourcing/making toroidal flyback transformers - Page 1

Sourcing/making toroidal flyback transformers - Page 1

www.eevblog.com

 

[Ahmet Develi]

Sorunuzun kaynağı, manyetik elemanları tanımamanızdan kaynaklanıyor.

https://www.tdk-electronics.tdk.com/inf/80/db/fer/etd_49_25_16.pdf

Yukarıdaki linke tıklayalım. Ungapped kısmına bakalım. 25C sıcaklıkta bile nüve değerleri (AL değerine bakıcaz) çok oynaktır. Standart kolay kolay yakalanmaz. Bu nüvelerin genel yapısından gelir. İster toroid olsun ister EE nüve.

Aynı tabloda bir de gapli duruma bakın. % bile vermemiş. Neden şöyle;
Manyetik dirence relüktans deriz. Gap bıraktığımızda baskın direnç gap kısmı olur. Sonuç olarak manyetik akı havaya göre nüveden daha kolay akar. 1Mohm + 10Ohm direnç seri bağladığınızda 10Ohm +- %50 değişse sonuç çok değişir mi değişmez durum bu. Bu arada havaya göre manyetik direncin ne kadar az olduğunu gösteren katsayıyı da verirler bu datasheetlerde, ui ile. Mesela gapsiz N87 meteryal havaya göre 1630 kat daha geçirgenmiş. Yani nüvenin direnci 10Ohm ise havanınki 16.3kOhm kadar.

Gap stabilizasyonu sağlar, flybackte en önemli değer primer endüktansı olduğundan bunun sıcaklıkla, akımla vs. değişmemesini isteriz. Dolayısı ile flyback gap'li olur ve endüktansı sabit kalmasını isteriz.

Gelelim toroid kullanan PFC yapılarına. Siz sanıyor musunuz ki ferit nüveli toroidlerde endüktans hep aynı kalıyor. PFC'de zaten istemeyiz de aynı kalmasını, oynaması işimize gelir, DCM/CCM/CrCM konuları diyelim ama şimdi konumuz o değil.

https://www.we-online.com/components/products/datasheet/7447070.pdf

Yukarıdaki linke basın, ikinci sayfada bobin üzerinden çekilen akıma göre endüktans değerinin nasıl değiştiğini göreceksiniz. İşte bu yüzden toroidle flyback yapılmazı zordur. Her yük değerine göre primer endüktansı değişse vay halimize sistemi kontrol edemeyiz.

Bu arada kesin hüküm vermeyeyim. Belki çok özel, kıl tüy uygulamalarda toroidle flyback yapılıyordur, EHT trafoları vs. gibi ama regülasyonun önemli olduğu yerlerde hava boşluğu önem kazanır.

Araştırmanız gereken anahtar kelimeler: Relüktans, manyetik direnç, amper tur.

Üniversite 2. sınıfta işliyorlar bu konuyu, oradaki kitapları da araştırabilirsiniz.

 

[Mikro Step]

Eger tek sorun bobin icinden gecen akim ile enduktansin degisimi problemi ise bu soruna cozum olarak cekilen akima bagli olarak frekansi degisen flyback yapabilmemiz lazim. Daha acik ifade ile enduktans degisimine bagli olarak anahtarlama frekansini degistirerek bu olumsuzlugun kompanze edilebilmesi lazim.

Ote yandan anlatiminizdan sabit akim kaynagi ihtiyaci olan uygulamalarda toroid nuveli flyback yapilabilir diye anliyorum.

 

[devreci]

Hocam Dc sürünce illa ferrit doyuma gidecek diye bişey yok ki %30 doyar geri kalanı neye yetmiyor, çıkışa giden enerji ferriti boşaltyor sadece tam boşaltamıyor,. Flayback ilk enerji verildiğinde ferrit %30 doyumla başlamıssa her fişe taktığında bu %60 çıkcak bir daha sonra %90 çıkacak

Pfc ve boostta ilk enerji verildiğinde ferrit yüzde yüz resetleniyor .

Flayback'a ilk enerji verdiğimizde zıt yönlü bir atış yapabilirsek bence flayback ile kW'lik güç kaynağı yapılabilir ferrit yüzük ile.

 

[Ahmet Develi]

Hocam merak ettiğim şu, bunu yapınca merakımızı cezbetmek dışında insanlığa nasıl bir hizmet sunacağız. Yani neye çözüm arıyoruz ben anlamadım.

Olay şu, kimse kullanılamaz demiyor aslında, ama siz örneğin 12V 10A toroidli flyback yapacağım, değişen endüktansa göre frekans ayarlayacağım diye göbeğinizi çatlatırken ki bunu algılamak bile bir dert olacak, rakibiniz 20. flybackini satışa sunmuş olacak. Yani amacımız kendimizi mi tatmin etmek yoksa ortada bir sıkıntı var, ürün ortaya koymak mı ben anlayamadım.

Çok özel değilse uygulamanızı ve arayışınızın nedenini paylaşırsanız daha açıklayıcı olabiliriz, diğer türlü benim cevabım neden olup olmayacağı yukarıdaki satır notlarında.

@devreci arkadaşımıza katılıyorum, doğa bizleri sınırlamasa 100kW da flyback yapılır

 

[Mikro Step]

Merakımdan soruyorum. Bir sey yapacağından degil. Flyback de nuvedeki akının zamana göre grafiğini çizin. Bir de boost yapıda çizin oyle konuşalım.

Ara not: Enduktans değişimi ile frekansi değiştirmek çocuk oyuncağı. Bunun için çok komplike donanım gerekmiyor.

 

[Ahmet Develi]

Tahmin ettiğim gibi hocam, kişisel tatmin ve meraksa siz buradan devam edin; ürüne dönüşmeyecek şeyler ilgimi çekmiyor, böyle olunca da karşılıklı fayda sağlayamıyoruz. Sadece sizin merak tatmininiz için de bir şey çizemem kusura bakmayın. Size kolay gelsin.

 

[clc]

Primer endüktansının değişmesi neden mevzu olsun ki? Klasik flyback dönüştürücü de primer endüktansı sabit kalmış kalmamış ne önemi var ben çok anlamadım şu anda.

Sorunun cevabına gelince, aslında soft core magneticler ile şu anda indüktör için çok güzel manyetikler var dolayısı ile mantıken bunları kullanarak flyback yapabilirim, internette de yapanlar oluyor. Ancak toroid yerine etd kullandığım zaman izole etmek için 2 kat bant geç sargılar arasına diyip 2-3kV izolasyon elde ediyorum, toroid i sarmak zaten zor bi de toroidin içinden mylar bant falan geçirmek zulüm, belki de mümkün bile değil. Şimdi derseniz ki e birini bir yana diğerini diğer yana sar, sargılar üstüste olmasın, zaten toroid in şeklinden ötürü vs iyi sarılamayacak leakage çok olacaktı böyle yapınca coupling iyice düşebilir.

Uzun lafın kısası toroid ile indüktör yaparsanız L leakage diye bir şey yok, izolasyon derdi yok her şey güzel. Ancak EMI problemleri olabilir. Trafo yapınca L leak düşük olmalı, izolasyon olmalı derken mantıklı olmuyor. Ama yapsanız çalıştırırsınız yani bi engeli yok

 

[Mikro Step]

Nick name vermeden yazayım uslubunuzdan cok rahatsiz oldum. Teorik tartışmaya da cok uygun değilsiniz. Pratik de her zaman ilgimi çekmiyor. Dolayisi ile sizden yardim beklemiyorum.

Benim soruma cevap verecek var mi?

Flyback yapıda bir peryod boyunca nuvedeki aki değişimi ile, boost yapida nuvedeki bir peryod boyunca aki değişimini çizip tartışalım.

Hatta sorumu soyle sorayim. Buck yapılarda bile toroid gorebiliyorken neden flyback yapılarda toroid göremiyoruz.

 

[Ahmet Develi]

@clc hocam klasik kontrolcülerin dışına çıkılır o yüzden kastım sabit primer endüktansı olsundu. Örneğin UC38 serilerini ele alın, frekansı değiştirmek için işler yapmak gerekecek, ya da çoğu flyback kontrolcüsü buna bile sahip değil günümüzde, frekans içeride sabit. Zaten efektif bir çözüm olsa bu zibilyon tane entegre olurdu konu ile ilgili.

Aynı güç aktarmak istesek, giriş voltajı da sabit olsa;

Primer endüktans artsa, frekansı azaltıcaz, yoksa gücü aktaramıcaz.
Primer endüktans azalsa, frekans artırıcaz, nüve vs. de doymasın diye.

Bir de sıcaklıkla bu değerlerin değişimi var ki...

Kaçak da çok dert değil aslında çift transistörlü flyback yapılırsa kaçak enerjisi aktarılır primer kısma tekrar. İzolasyon bant sarılabiliyor o da sorun değil. Ama parası? Seri üretim için tam bir zulm.

Ben pratik uygulama kafasında bir insanım, o yüzden bu kadar tartışmak bile yorucu...
1-2mm hava boşluğu bırakmamak için bu kadar derde ben girmezdim, girene saygım sonsuz.

Bu arada aklıma gelmişken, recom 0505 moduller gibi yapılarda dv/dt ve primer sekonder kapasitesi değeri derdinden kurtulmak için toroid kullanılıyor. Yukarıdaki hocamın araştırmasını öneririm.

 

[clc]

Nick name vermeden yazayım uslubunuzdan cok rahatsiz oldum. Teorik tartışmaya da cok uygun değilsiniz. Pratik de her zaman ilgimi çekmiyor. Dolayisi ile sizden yardim beklemiyorum.

Benim soruma cevap verecek var mi?

Flyback yapıda bir peryod boyunca nuvedeki aki değişimi ile, boost yapida nuvedeki bir peryod boyunca aki değişimini çizip tartışalım.

Hatta sorumu soyle sorayim. Buck yapılarda bile toroid gorebiliyorken neden flyback yapılarda toroid göremiyoruz.

Hocam söyledim ya indüktör yaparken güzel, trafo yaparken ya da coupled indüktör yaparken kötü diye. Yanlış bir cevap olduğunu mu düşünüyorsunuz?

 

[Ahmet Develi]

Nick name vermeden yazayım uslubunuzdan cok rahatsiz oldum. Teorik tartışmaya da cok uygun değilsiniz. Pratik de her zaman ilgimi çekmiyor. Dolayisi ile sizden yardim beklemiyorum.

Nasıl rahatsız oldunuz anlamadım hocam, hakaret etmedim, görüşümü bildirdim. Siz yukarıda "çizin" diyerek emrivaki konuştunuz ben de çizmem dedim. Bundan rahatsız olduysanız kusura bakmayın. Konu takibini bıraktım zaten. İyi günler.

 

[clc]

@clc hocam klasik kontrolcülerin dışına çıkılır o yüzden kastım sabit primer endüktansı olsundu. Örneğin UC38 serilerini ele alın, frekansı değiştirmek için işler yapmak gerekecek, ya da çoğu flyback kontrolcüsü buna bile sahip değil günümüzde, frekans içeride sabit. Zaten efektif bir çözüm olsa bu zibilyon tane entegre olurdu konu ile ilgili.

Aynı güç aktarmak istesek, giriş voltajı da sabit olsa;

Primer endüktans artsa, frekansı azaltıcaz, yoksa gücü aktaramıcaz.
Primer endüktans azalsa, frekans artırıcaz, nüve vs. de doymasın diye.

Bir de sıcaklıkla bu değerlerin değişimi var ki...

Kaçak da çok dert değil aslında çift transistörlü flyback yapılırsa kaçak enerjisi aktarılır primer kısma tekrar. İzolasyon bant sarılabiliyor o da sorun değil. Ama parası? Seri üretim için tam bir zulm.

Ben pratik uygulama kafasında bir insanım, o yüzden bu kadar tartışmak bile yorucu...
1-2mm hava boşluğu bırakmamak için bu kadar derde ben girmezdim, girene saygım sonsuz.

Bu arada aklıma gelmişken, recom 0505 moduller gibi yapılarda dv/dt ve primer sekonder kapasitesi değeri derdinden kurtulmak için toroid kullanılıyor. Yukarıdaki hocamın araştırmasını öneririm.

Çalışırken L in oynaması neyi oynatacak ki o kısmı anlamıyorum sanırım, resonant vs kovalarken evet belki rahatsız ederdi ama normalde etmemesi lazım. Hiç gap vermeden yapabilirsiniz flyback sadece enerji depolayamadığı için çok az güçlü olur. Aynı şekilde enerji depolayaiblen ama büyük L ile de yapılır ancak pratik olarak karşımıza çıkan durumlar değil evet. Yine de ben şunu anlamıyorum L enerji depolama açısından tek parametre değil, aynı core a aynı gap ile farklı sarımlar dahi yapsanız, losslar değişmek kaydıyla BH curve ü verdiğiniz gap belirlediği için aynı güç aktarımını sağlayabiliyor olmanız lazım(tekrar ediyorum losslar değişmek kaydıyla)

 

[Mikro Step]

@clc
Sadece cevap beni tatmin etmedi.

Soyle düşünelim.. izolasyon derdimiz yok ve iki teli birlikte sararak 1/1 transformatör sardık. Hatta tek kat sandıklı uğraştırmasin.

Simdi bu sartlarda guzel ve sıkı kuplajli bir transformatorumuz var. Primer enduktansimizin izin verdiği frekansta ve sekonderin izin verdiği çıkış voltajinda tartışmaya konu özel bir fly back yapacağız diye düşünelim.

Simdi bu sartlarda sizin one sürdüğünüz olumsuzlukları yok etmis olduk.

 

[clc]

@clc
Sadece cevap beni tatmin etmedi.

Soyle düşünelim.. izolasyon derdimiz yok ve iki teli birlikte sararak 1/1 transformatör sardık. Hatta tek kat sandıklı uğraştırmasin.

Simdi bu sartlarda guzel ve sıkı kuplajli bir transformatorumuz var. Primer enduktansimizin izin verdiği frekansta ve sekonderin izin verdiği çıkış voltajinda tartışmaya konu özel bir fly back yapacağız diye düşünelim.

Simdi bu sartlarda sizin one sürdüğünüz olumsuzlukları yok etmis olduk.

Bunların zaten özel durumlar içinde örnekleri vardı, mesela aux izole voltajlar üretmek için kullanılan pushpull entegreler vardır, bunlarda görebiliriz toroid trafoları. O zaman şu anda teorik bir tartışmaya girdik değil mi? Cevabı biliyorsunuz hint olarak mı verdiniz yoksa beraber arayalım diye mi?

 

[devreci]

Bende şimdi uslubumu bozacam açıkladık ya

@microstep sen bunun cevabını biliyorsundur , hadi açıkla da beklemeyelim saat geç oldu.

@DeveliAhmet adam pfc de bunu yapmış çalıştırmış hem de 4kw , birbiriyle aynı olan flybackta neden olmuyor soru bu , toroid yada gapsız E tipi farketmez , mekanizma ayni işliyor boost / pfc / flyback farklı ise açıkla.

 

[Mikro Step]

Iki parçalı bir nuvede depolanan enerjinin

E= 0.5 x L x I x I oldugunu biliyoruz.

Bir nuvenin Bmax degeri belli ise aki icin ust siniri da biliyoruz demektir.

Eger ayni nuveyi yuz yuze opusturmak yerine araya gap koyarsak malzemenin Bmax değerinin değişmez. Cunku saturasyon degeri nuvenin metalurjisi ile alakalıdır.

L= N^2/Reluktans olduğuna göre

Depolanan enerji

E=0.5 x ( N^2 / Reluktans) x I x I

B= NxI /(SxReluktans) olduğuna göre Bmax da değişmeyeceğini göre......


Sonra devam edeceğim. Bugun bilgisarimin adaptörünu is yerinde unutmuşum. Cepten yazmak zor oluyor.