Рабочее #26
Sep. 3rd, 2015 06:58 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
sanchosdСегодня был хороший день.
Полностью запустил свой пипелац под кодовым названием "Кронт", а именно электронный пуско-решулирующий аппарат для ультрафиолетовых люминисцентных ламп.
Все работает, все успешно. Ни одной ошибки в разводке, или в схемотехникуе, что вообще нетривиально.
Еще конечно нужно поработать, есть моменты, что сильно греются, не учел кое чего.
Ладно, просто
А дальше очень интересные картинки с тепловизора)
Кстати на последней видно интересные эффекты, как из немагнинтого зазора в магнитопроводе выдавливается магнитное поле и оно в свою очередь выдавливает ток в обмотке, ну или точнее- пытается его выдавить. Все это приводит к очень неравномерному нагреву витков обмотки. Те витки, что ближе к зазору нагреты намного сильнеее, чем те, что удалены от зазора.
Полностью запустил свой пипелац под кодовым названием "Кронт", а именно электронный пуско-решулирующий аппарат для ультрафиолетовых люминисцентных ламп.
Все работает, все успешно. Ни одной ошибки в разводке, или в схемотехникуе, что вообще нетривиально.
Еще конечно нужно поработать, есть моменты, что сильно греются, не учел кое чего.
Ладно, просто
А дальше очень интересные картинки с тепловизора)
Кстати на последней видно интересные эффекты, как из немагнинтого зазора в магнитопроводе выдавливается магнитное поле и оно в свою очередь выдавливает ток в обмотке, ну или точнее- пытается его выдавить. Все это приводит к очень неравномерному нагреву витков обмотки. Те витки, что ближе к зазору нагреты намного сильнеее, чем те, что удалены от зазора.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2015-09-03 05:43 pm (UTC)А зазор у тебя внутри? Какая ширина?
Скорее всего причина неравномерного нагрева обмотки лежит в конфигурации конвективного потока воздуха.
Попробуй переснять с небольшим принудительным обдувом поперек ребра в установившемся режиме.
no subject
Date: 2015-09-04 10:49 am (UTC)Пока думаю что с этим делать, повышать частоту, но уменьшать индуктивность, и зазор соотв....
Обудва не будет совсем, будет почти закрытая коробка. Так что 100С на открытом воздухе это непозволительно много для того, чтоб потом засунуть в бокс.
Размер платы с большим запасом, но так заказчик захотел.
Размазывал компоненты как мог, тонким слоем, и все равно на всю плату раскатать не получилось))))
no subject
Date: 2015-09-04 12:24 pm (UTC)Пересними термограмму согласно рекомендациям.
Какая у тебя сейчас индукция магнтнитного поля в дросселях? Возможно, ты заложил слишком низкое значение.
P.S. Увеличение индукции делается (приблизительно на пальцах) так:
1) Уменьшаем зазор в 2 раза.
2) Уменьшаем количество витков в 1,4 раза
3) Увеличиваем сечение провода в 1,4 раза
Снимаем термограмму и радуемся)
Термограмма с обдувом необходима исключительно для того, чтобы проверить твою гипотезу про выдавливание тока. При обдуве практически исчезнет неравномерность охлаждения витков.
P.P.S - Все может быть и наоборот - слишком высокая индукция, тогда дроссель греется в основном потерями в феррите. Рекомендую посчитать пиковую индукцию с использованием измеренных значений тока.
После чего можно рассчитать потери энергии в феррите, исходя из частоты и пиковой индукции.
Не менее полезно рассчитать омические потери в обмотке с учетом скин-эффекта, и без него (если с первым возиться впадло).
no subject
Date: 2015-09-07 07:24 am (UTC)Зазор уменьшил до 0.7мм, витков отбросил, получил те-же 1мГн, нагрев значительно меньше.
no subject
Date: 2015-09-07 11:41 am (UTC)Если хочешь, я сам посчитаю, напиши витки, типоразмер, и макс. ток.
no subject
Date: 2015-09-07 02:59 pm (UTC)Я простую расчет набросал, в ней чтоб узнать B нужно знать Ue, которое можно или из даташита произволителя взять(если зазор из стандартных), или пропилить зазор, намотать условных 100 витков и посчитать проницаемость померив предварительно индуктивность.
Скорее всего завтра сделаю, а пока:
Феррит ЕЕ25, зазаор 0,7мм, 90 витков.
Пиковое значение тока, 1250мА(вроде, точное значение напишу через пол часа).
Да, оптимизация моточных это клевая штука, есть пространство для действий.
no subject
Date: 2015-09-07 07:37 pm (UTC)На 40кГц потери в сердечнике ~0,6Вт - для материала N87 (Если другой, отличие может быть большим).
Дальше повышать индукцию не стоит, потери в феррите растут очень резко.
Сними термограмму с новыми дросселями. Если будет горячо - увеличь типоразмер, или подбери провод потолще, чтобы заполнение было лучше.
А еще скажи, какое сопротивление обмотки на постоянном токе и диаметр провода.
А также среднеквадратичное значение тока.
Прикинул на глаз толщину провода и сопротивление с учетом скин-эффекта.
Обмотка не должна сильно греться при таких токах. Что-то тоже в районе 0.5Вт, не более.
no subject
Date: 2015-09-07 10:46 am (UTC)no subject
Date: 2015-09-07 11:37 am (UTC)no subject
Date: 2015-09-07 03:03 pm (UTC)НА случай неконтролируемого/закритического роста напряжения на лампах, у МС есть 2 спец. входа, что "чуют" это, и дергают стоп-кран.
no subject
Date: 2015-09-03 05:59 pm (UTC)no subject
Date: 2015-09-04 10:49 am (UTC)no subject
Date: 2015-09-04 10:52 am (UTC)no subject
Date: 2015-09-04 09:48 pm (UTC)Небось килогерц 40 заложил, а дергаешь MOSFET-ами, которые драйвер переключает меньше, чем за 200нс. Угадал?
А еще при таком запасе по площади платы ставить туда TO-220 это полный анахронизм.
Сейчас все ставят DPack, - меньше ручного монтажа, проще заменить, ну и в качестве плюшки радиатор в виде полигона за 0 рублей 00 копеек )
Вот смотрю я на этот маленький радиатор, и вижу как монтажница прикручивает туда TO-220 винтиком, пытается попасть ножками в отверстие на плате, обрезает торчащие выводы...
И еще один нескромный вопрос: а зачем в схеме третье моточное изделие (то, что побольше)? Неужто это ККМ?
P.S. У Osram аналогичные балласты работают на частоте 45кГц, и не греются. С дросселями что-то точно не так.
А еще все белые люди ставят варисторы параллельно конденсаторам поджига.
no subject
Date: 2015-09-07 07:36 am (UTC)Частота 45кГЦ, и енто совершенно нормально для данной МС. Насчет фронтов- не смотрел если честно.
DPack там будет явно маловато(на 50Вт может и хватит), D2PACK очень много места занимает.
Перед началом работ спросили че да как, сказали, что можно не экономить на монтаже. Целевое изделие достаточно не делешевое и не стоит экономиь на монтаже.
Насчет винтика- все ок. Уже используем в другом изделии.
ДА, третье моточное это ККМ.
МС на которой все собрано ICB2FL02G. Комбайн ККМ+полумост.
no subject
Date: 2015-09-07 11:46 am (UTC)Это все предубеждения.
no subject
Date: 2015-09-07 03:02 pm (UTC)Я поначалу так и примерялся- поставить D2Pack, но как выложил их на плату...не, большо здоровые.... В офф. аплиухе промизводителя МС, есть изделие на 45ВТ, там DPack'и.
Но на 100Вт реально стремно их. Или полигоны большие, но они ликвидируют пространство для раскладки трасс.
Короче у всех палок в этом мире два конца,а то и больше)))))
no subject
Date: 2015-09-07 07:07 pm (UTC)DPack имеет 40С/W с минимальным полигоном, 59,5С/W с совсем-почти-нихрена площадками и 20,2C/W с полигоном 1 дюйм квадратный (35мкм) без переноса тепла на другую сторону платы переходными отверстиями.
http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-994.pdf
Так что стоячий TO-220 проигрывает при любых раскладах.
Про разводку - ну у тебя там еще стадион поместится :)
Просто нужно немного скилы прокачать, плотность компонентов не слишком высокая, есть много пустого места.
Про тепло в толщину платы - нужно было меньше физику прогуливать. Тепло уходит только в воздух, и на инфракрасное излучение, второе обычно меньше.
no subject
Date: 2015-09-08 07:17 pm (UTC)Физику прогуливал, само собой)
Площадь поверхности платы в разы больше площади поверхности корпуса транзистора, и при прочих равных через плату ему теплоту в опенспейс передать реальнее чем через поверхности своего корпуса, а уж конвекция или ИК излучение, уже не важно, я это имел ввиду.
no subject
Date: 2015-09-08 06:50 pm (UTC)no subject
Date: 2015-09-07 08:26 pm (UTC)no subject
Date: 2015-09-08 07:18 pm (UTC)Буржуи вообще применяют 4-х секционный.
no subject
Date: 2015-09-09 06:06 am (UTC)Изоляция кроме того увеличивает площадь теплового контакта между слоями витков, что весьма полезно.
У меня есть подозрение, что при намотке происходит повреждение изоляции, либо она пробивается напряжением.
В результате дроссель греется из-за короткозамкнутых витков.
Если не хочешь без ребер, то возьми для эксперимента каркас с 3-мя ребрами.
no subject
Date: 2015-09-09 05:32 pm (UTC)no subject
Date: 2015-09-14 07:11 pm (UTC)Сопротивление и ток измерял?
no subject
Date: 2015-09-16 07:25 am (UTC)no subject
Date: 2015-09-16 08:42 am (UTC)И вообще нет перегрева...
Что-то тут не так.
Тебе вообще доводилось наблюдать этот эффект в других конструкциях?
В обычных "экономках" зазор весьма большой, и сердечник маленький.
Там тоже должно бы проявляться.
Ты сопротивление и ток выложишь?
При 0,5мм сам феррит будет греться неслабо.
no subject
Date: 2015-09-17 07:22 pm (UTC)Так, полезная информация:
Потери в феррите растут пропорционально кубу пиковой индукции магнитного поля, а нагрев обмотки пропорционально квадрату среднеквадратического значения тока.
Из чего следует, что при закладывании запаса в моточное изделие следует рабочий режим выбирать так, чтобы потери в обмотке были несколько выше, чем в феррите, чтобы в наихудшем режиме эксплуатации оба фактора вносили примерно одинаковый вклад.
Оптимальной точкой по нагреву будет 30% - нагрев феррита и 70% - нагрев обмотки (пересчитал точнее).
Правда, общий выигрыш по теплоте по сравнению с 50/50% будет всего около 15%.
P.S. Расчет выше выполнен для случая, когда толщина провода всегда выбирается для максимального заполнения окна моточного изделия.
Если толщина провода постоянна, то соотношение будет 25% тепла - феррит и 75% тепла обмотка. Выигрыш всего 12%.
При расчете поправок на скин-эффект и эффект близости несинусоидальной формой тока можно смело пренебречь, так как форма тока близка к треугольной.
Для треугольной формы импульсов амплитуда гармоник падает пропорционально квадрату номера гармоники, а их тепловое действие пропорционально четвертой степени.
В следствие симметрии вэйвформы четных гармоник у тебя считай нет.
Итого тепловое действие самой мощной гармоники порядка 1/81.
Скин эффект в пределе пропорционален корню квадратному из частоты, и картину сильно не меняет, в результате разница с синусоидой по нагреву не превысит нескольких процентов.