DC-DC fojto meretezes (hipersil)

[Hofi]

Udv Mindenkinek!

  Tobbe kevesbe figyelemmel kiserem a hipersil folyto meretzesenek problemajat. Szerintem sokkal egyszerubb, ha az effektiv magneses terfogattal szamoljuk ki a szukseges adatokat. Mar irtam a listara ez ugyben, es volt aki hokuszpokusznak tartja. Szerintem nem az, egy-ket munkam mar bizonyitotta, hogy mukodik.
   Aki meg nem hiszi, az jarjon utana, vagy szamoljon sokat :-)


udv:
Hofi



Nemeth Tibor <neti at starkingnet.hu> írta:

> Hali !
> 
> 
> Józsi és Péter már kibékültek, én meg eddig nem értem rá beleugatni,
> szóval nem akarom felszítani a vitát, mindenkinek igaza van, csak
> összefoglalnám ahogyan én latom a hipersil fojtót.
> Visszatérve a kezdetekhez: fárasztás indul
> 
> Előrebocsátom nem számolok csak 1...2 értékes jegyre.
> 
> Induljunk ki a következőkből:
> 
> Adott egy mag, Acu Afe keresztmetszetekkel, 
> elfogadjuk Józsitól hogy dB/dt max. 9000T-s lehet,
> Acu-ra az aramsuruseg Jmax, belertve a kitoltest is, ez persze hűtéstől
> függ.
> A tekercsen a feszültség U
> A fenti feszultseg t ideig van rajta
> A maximalis indukció Bmax= 1.5T
> 
> Celunk kihozni amit lehet.
> 
> 
> 1.) A légrés:
>     
> 1.5T-hoz levegőben Hmax=1.5T/münul = 1MA/m tartozik (kb.)
> 
> légrés*Hmax=ÖsszesÁram=Acu*Jmax
> légrés=ÖsszesÁram/Hmax=Acu*Jmax/Hmax
> 
> 2.) A menetszám:
> Ugye erről volt a vita, szerintem eleg közvetlen az összefüggés a
> feszültség, a vaskeresztmetszet és a menetszám között, az indukció,
> pláne mivel dB/dt elhatározott paraméter
> 
> U=Afe*N*dB/dt
> 
> N=U/(Afe*dB/dt)
> 
> Az is látszik viszont amit Péter írt, hogy ha dB/dt állandó, akkor a
> frekitől független a tekercsméret.
> 
> 3.) Az áram hullámossága avagy, akkor mi is függ a frevenciától ?
> 
> Ha t ideig hagyjuk dB/dt-vel változni, és B-t az áram lineáris
> függvényének tekintjük, akkor a relatív áramhullámosság  (t*dB/dt)/Bmax
> vagyis számszerint t*9000[T/s]/1.5[T]=t*6000[1/s] vagyis
> t[us]*0.6% , tehat mondjuk 50kHz-en 50% esetén t=10us, az aram relativ
> megváltozása 6%. 
> Most viszont eddigi nagyvonalúságunkat újra kell gondolni. Eddig mindig
> feltételeztük, hogy minden lieáris. Ahhoz, hogy ez jogos legyen, a
> frekvenciának elég nagynak kell lennie, az áram és így H illetve B
> változásai csak kicsik lehetnek hiszen már a munkaponti értékünk is Bmax
> , ha ezzel összemérhető változást engedünk meg a vas telítődni fog. 
> 
> 4.) A teljesítmény kérdése:
> 
> Részletek feltételezése nélkül, tegyük fel, hogy a telejsítmény
> valamiféle lineáris kapcsolatban van az eddig használt U feszültség és I
> áram szorzatával. 
> Fentebb láttuk:  U=Afe*N*dB/dt, I=Acu*Jmax/N
>   ebből P=Afe*N*dB/dt * Acu*Jmax/N  , N-nel egyszerűsítve, P=Afe*dB/dt *
> Acu*Jmax ,
> 
> Amiben az  az érdekes, hogy ujracsak független a ferkitől, persze
> feltételezve, hogy a 3.)pontban említett határokon belül maradunk. 
> Ez persze nem meglepő, az átvitt teljesítményt úgy is felfoghatjuk, mint
> a tekercsbe betáplált illetve kivett energiacsomagokat. A légrésben
> tárolt energia 0.5*Bmax*Hmax*légréstérfogat vagyis
> 
> E=0.5*Bmax*Hmax*(Afe* Jmax*Acu/Hmax)  ; E=0.5*Bmax*Jmax*Afe*Acu
> 
> Ha nem éppen Bmax-on vagyunk, akkor persze Hmax sincs ezért az
> egyszerűsítés kétesnek tűnhet, valóban csak az adott munkapontban jogos.
> Ha kimozdulunk innen, feltéve, hogy a pillanatnyi B és H arányosak
> megállapíthatjuk, hogy az energia B*H val vagis B^2-tel arányos. Kis
> változásokra, (1+d)^2 sacckb =1+2d és ezért E megváltozása vagyis az
> átvitt energiacsomag
>  dE=0.5*Bmax*Jmax*Afe*Acu * 2*((t*dB/dt)/Bmax) ,ahol d helyére az előző
> pontban kiszámított relatív ingadozást tettem be.
> A teljesítmény pedig P=dE/t  ha ezt a csomagot t idő alatt visszük át de
> ez nem igaz mert a feltételezett 50% kitőltésnél t alatt felveszi a
> tekercs majd t alatt leadja, tehát
>  P=dE/(2*t)=0.5*Bmax*Jmax*Afe*Acu*2*t*dB/dt/Bmax/2/t vagyis 
> 0.5*Jmax*Acu* Afe*dB/dt .
> Ez pont a fele annak ami az előző (U*I) estben kijött. Persze nem is
> definiáltam pontosan minek a teljesítményéről van szó, nekem már az is
> tetszik, hogy arányos. 
> Most már láthatjuk, azért nem függ a frekvenciától, mert a dB/dt korlát
> miatt, nagyobb frekin arányosan kisebb energiacsomagokat viszünk át,
> igaz, arányosan többet.
> Ha viszont tényleg elképzelünk egy kokrét esetet, 50% kitöltéssel
> ketyegő buck konvertert, akkor nincs gond. Az U*I a kimenő teljesítmény,
> a dE/t a tekercsen atvitt teljesítmény de ne felejtsük, a buck
> konverternél mindkét időfélben folyik áram a kimenetre, tehát akkor is
> amikor a tekercset 'töltjük' meg akkor is amikor 'kiürítjük', a dE/t
> viszont csak ez utóbbi. 
> 
> Tegyünk egy gyors probat, 
> SM102B    Afe=5.2cm^2  , Acu=1100mm^2  , Jmax legyen 2 , U legyen 10V  ,
> f=50kHz
> 
> 1.)
> légrés=Acu*Jmax/Hmax             ; =2.2mm
> 
> 2.)
> N=U/(Afe*dB/dt)                  ; =2   ,kicsit meglepő, Józsi majd
> elemzi 
> 
> 3.)
> Éppen ez volt a példában tehát 6%. Remélhetőleg 1.06*1.5T=1.59T még
> belefér  a vasba.
> 
> 4.)
>  P=Afe*dB/dt * Acu*Jmax           ; =10300W , ez is soknak tűnik
> 
> Nekem az a gyanúm, hogy ez a 9000T/s kicsit sok lehet, de nekem
> nincsenek ezügyben tapasztalataim.
> Talán ha pontosabban ismernénk a vasveszteséget a dB/dt függvényében,
> akkor be lehetne állni egyformára a rézveszteséggel, persze mindkettőt a
> hűtési lehetőségeknek megfelelőre és így egyenszilárdságú lenne. 
> 
> Ennyit a fárasztásról. Akinek uncsi volt, attól bocs, csak már magam is
> végig akartam gondolni és ha már le is írom, muszály kicsit rendesebben.
> Nem tudom sikerült-e.
> 
> Üdv.
>       Németh Tibor
> 
> 
> 
> 
>