TOP-Switch

[MaWin]

Dirk Ruth <d.ruth@expressnet.info> schrieb im Beitrag <si4hhvcsphvdr5f4jqtaloi0ost1tbmrgg@4ax.com>...

- 36V/2A mit Anzapfung bei 24V/5A (gleichzeitig max. 125W)
- (Umgebungstemp max=85C).

Bei 85 GradC noch 130W aus einem TOPSwitch (TOP250Y?) holen zu wollen,
scheint mir ueberzogen.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx.net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Dirk Ruth]

On Sat, 19 Jul 2003 11:10:06 +0200, Dieter Wiedmann
<Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote:

Dirk Ruth schrieb:



ETD39 mit 0,5mm Luftspalt (dabei Al=200nH/Wdg^2)
Prim1= 16Wdg 2x0,5mm (innen)
Bias= 4Wdg 4x 0,2mm
Sek1(24V/5A)= 8Wdg 3x0,5mm
Sek2(12V/2A)= 4Wdg 2x0,5mm
Sek3(12V/0,5A)=4Wdg 0,5mm
Prim2=16Wdg 2x0,5mm (in Serie mit Prim1) (außen)

Der Aufbau ist schonmal gut. Welches Kernmaterial? Schirmfolien?

Kernmaterial ist N67.
Schirmfolien habe ich noch keine, da ich auch noch keine Messungen zur
EMV gemacht habe. Wenn ich mir die Top-Switch Beispiele so ansehe,
dann scheint der Bereich um 260KHz besonders kritisch zu sein. Mit
einer Messung bis 10MHz kommt man wohl hin. Kann man das immer noch
mit einem Oszi messen und mit FFT in Software ausrechnen?
Brauche ich unbedingt eine Netznachbildung?


Evtl. habe ich mir überlegt, eine nicht ganz überlappende Windung
außen um die fertige Wicklung zu legen und mit an +370V zu klemmen.
Könnte auch die Bias-Windungen aus Kupferfolie machen und damit
abschirmen.

Bin da jetzt schon eine ganze Weile dran und muß nun langsam mal
fertig werden. Deshalb bin ich für jede Hilfe sehr dankbar.

Wofür ist das Ding eigentlich?

Ist ein bischen schwer zu erklären. Es werden ein paar Flüssigkeiten
gekocht. (die Elektronik ist nicht weit weg von den Heizungen
montiert). Dabei werden einige Ventile unter Druck geschaltet, die
deshalb mit 36V ein und nach 1sec. auf 24V umgeschaltet werden. An die
36V kommen auch noch kleine Motoren für Schieber.
De potentialgetrennten 12V werden nochmals auf 5V genau geregelt und
versorgen die restliche Elektronik.


Tschö
Dirk

 

[Dirk Ruth]

On 19 Jul 2003 11:26:21 GMT, "MaWin" <me@privacy.net> wrote:

Dirk Ruth <d.ruth@expressnet.info> schrieb im Beitrag <si4hhvcsphvdr5f4jqtaloi0ost1tbmrgg@4ax.com>...

- 36V/2A mit Anzapfung bei 24V/5A (gleichzeitig max. 125W)
- (Umgebungstemp max=85C).

Bei 85 GradC noch 130W aus einem TOPSwitch (TOP250Y?) holen zu wollen,
scheint mir ueberzogen.

Bin erstmal von folgenden Werten ausgegangen:
prim. RMS Strom=2,03A (hat PIXI gerechnet)
max. Duty Cycle=0,37
Top-Switch on-state Drain-to-Source Spannung=10V


Komme ich auf eine Verlustleistung von 7,5W.
Die Shutdown Temp. liegt bei min=130C, so dass mir max. noch 45C
bleiben. Und da Rth für das Gehäuse bei 2K/W ist hätte ich für den
Kühlkörper mind. noch 4K/W. Das ist aber schon ein ordentlicher
Kühlkörper.

Die 130W sind ein Spezialfall, bei dem alle Ventile eingeschaltet sind
(wird alles gespült) und der nur im Servicefall vom Service
durchgeführt wird. Die Heizungen sind dabei ausgeschaltet, so dass
dabei max. 50C Umgebungstemp. vorhanden sind.


Tschö
Dirk

 

[Dieter Wiedmann]

Dirk Ruth schrieb:

ETD39 mit 0,5mm Luftspalt (dabei Al=200nH/Wdg^2)
Prim1= 16Wdg 2x0,5mm (innen)
Bias= 4Wdg 4x 0,2mm
Sek1(24V/5A)= 8Wdg 3x0,5mm
Sek2(12V/2A)= 4Wdg 2x0,5mm
Sek3(12V/0,5A)=4Wdg 0,5mm
Prim2=16Wdg 2x0,5mm (in Serie mit Prim1) (außen)
Kernmaterial ist N67.

Hmmm, ich komm da auf 300uH Primärinduktivität, also Ipk=2,7A. Nimm
15k/10n und gut ists, sollte allerdings ein 4-5W Widerstand sein. Der
Primärquerschnitt ist auch gut, aber sekundär ist das eindeutig zu dünn.
Zunächst war ich ja verwundert über das niedrige Übersetzungsverhältnis,
aber ein Blick ins Datenblatt der TOPs hat das aufgelöst, die Dinger
halten ja nur 700V aus.:-(

Schirmfolien habe ich noch keine, da ich auch noch keine Messungen zur
EMV gemacht habe. Wenn ich mir die Top-Switch Beispiele so ansehe,
dann scheint der Bereich um 260KHz besonders kritisch zu sein. Mit
einer Messung bis 10MHz kommt man wohl hin. Kann man das immer noch
mit einem Oszi messen und mit FFT in Software ausrechnen?

Ja, das geht schon noch gut, ein SA ist da noch nicht nötig.

Brauche ich unbedingt eine Netznachbildung?

Wenns in Serie gehen sollte würde ich das empfehlen, für ein Einzelstück
kannst du ja einfach im eingebauten Zustand noch eine Kontrollmessung
machen.

Evtl. habe ich mir überlegt, eine nicht ganz überlappende Windung
außen um die fertige Wicklung zu legen und mit an +370V zu klemmen.
Könnte auch die Bias-Windungen aus Kupferfolie machen und damit
abschirmen.

Beides gute Ideen, man kann auch noch eine Folie als Kurzschlusswicklung
um den ganzen Kern legen.

Ist ein bischen schwer zu erklären. Es werden ein paar Flüssigkeiten
gekocht. (die Elektronik ist nicht weit weg von den Heizungen
montiert). Dabei werden einige Ventile unter Druck geschaltet, die
deshalb mit 36V ein und nach 1sec. auf 24V umgeschaltet werden. An die
36V kommen auch noch kleine Motoren für Schieber.
De potentialgetrennten 12V werden nochmals auf 5V genau geregelt und
versorgen die restliche Elektronik.

Aha, die 85°C Umgebungstemperatur sind aber ziemlich heikel, schau, dass
du 125°C-Low-ESR-Elkos bekommst, sonst wird das mit der Lebensdauer
nichts.


Gruß Dieter

 

[Dirk Ruth]

On Sat, 19 Jul 2003 17:19:44 +0200, Dieter Wiedmann
<Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote:

Dirk Ruth schrieb:

Ja gib mal bei google "soft clamp" ein, da kommt nur Müll zum
Vorschein ;-((

Hey, es gibt auch noch papiergebundenes Wissen.

Welche Lektüre ist denn empfehlenswert?
Sollte man sich den "Spellmann" besorgen?

ETD39 mit 0,5mm Luftspalt (dabei Al=200nH/Wdg^2)
Prim1= 16Wdg 2x0,5mm (innen)
Bias= 4Wdg 4x 0,2mm
Sek1(24V/5A)= 8Wdg 3x0,5mm
Sek2(12V/2A)= 4Wdg 2x0,5mm
Sek3(12V/0,5A)=4Wdg 0,5mm
Prim2=16Wdg 2x0,5mm (in Serie mit Prim1) (außen)
Kernmaterial ist N67.

Hmmm, ich komm da auf 300uH Primärinduktivität, also Ipk=2,7A. Nimm
15k/10n und gut ists, sollte allerdings ein 4-5W Widerstand sein. Der
Primärquerschnitt ist auch gut, aber sekundär ist das eindeutig zu dünn.
Zunächst war ich ja verwundert über das niedrige Übersetzungsverhältnis,
aber ein Blick ins Datenblatt der TOPs hat das aufgelöst, die Dinger
halten ja nur 700V aus.:-(

Hab hier in meiner Tabelle für den EFD39 eine mittlere zulässige
Stromdichte von 4,4A/mm^2 stehen und PIXI sagt auch etwas von AWG17
(1,15mm^2) für die 24V bzw AWG21( 0,723mm^2) für die 12V, dehalb
meine Wahl.
ftp:/itec.hopto.org/incoming/smps.pdf



Noch ne andere Frage.
Wenn ich nun schon mal so weit gekommen bin, ist es dann noch weit bis
zum UC3842 und externen MOSFET oder kommen da keine großen
Überaschungen mehr?

Evtl. habe ich mir überlegt, eine nicht ganz überlappende Windung
außen um die fertige Wicklung zu legen und mit an +370V zu klemmen.
Könnte auch die Bias-Windungen aus Kupferfolie machen und damit
abschirmen.

Beides gute Ideen, man kann auch noch eine Folie als Kurzschlusswicklung
um den ganzen Kern legen.

Wird die dan einfach verlöted und festgeklebt, oder wie befestigt man
die?

Ist ein bischen schwer zu erklären. Es werden ein paar Flüssigkeiten
gekocht. (die Elektronik ist nicht weit weg von den Heizungen
montiert). Dabei werden einige Ventile unter Druck geschaltet, die
deshalb mit 36V ein und nach 1sec. auf 24V umgeschaltet werden. An die
36V kommen auch noch kleine Motoren für Schieber.
De potentialgetrennten 12V werden nochmals auf 5V genau geregelt und
versorgen die restliche Elektronik.

Aha, die 85°C Umgebungstemperatur sind aber ziemlich heikel, schau, dass
du 125°C-Low-ESR-Elkos bekommst, sonst wird das mit der Lebensdauer
nichts.

125C sind schwer zu bekommen. Ich bin erstmal von 105C ausgegangen.
Die sollen auch noch UL gelistet sein. ;-()


Noch eine Frage zur EMI.
Gibt es für den Eingangsfilter irgendwelche Formeln oder tastet man
sich durch Versuche an die richtigen Werte?


Tschö
Dirk

 

[Dieter Wiedmann]

Dirk Ruth schrieb:

Welche Lektüre ist denn empfehlenswert?
Sollte man sich den "Spellmann" besorgen?

Kenn ich nicht, ich hab mir das aus verschiedenen Büchern (Titel/Autor
weiß ich leider nicht mehr) und vor allem einer längeren Artikelreihe in
der 'Elektronik' zusammengesucht, ist aber schon über 10 Jahre her.

Hmmm, ich komm da auf 300uH Primärinduktivität, also Ipk=2,7A. Nimm
15k/10n und gut ists, sollte allerdings ein 4-5W Widerstand sein. Der

Korrektur: Ich hab die 12V/2A vergessen, Ipk ist also 3,2A, nimm also
12k/12n.

Hab hier in meiner Tabelle für den EFD39 eine mittlere zulässige
Stromdichte von 4,4A/mm^2 stehen und PIXI sagt auch etwas von AWG17
(1,15mm^2) für die 24V bzw AWG21( 0,723mm^2) für die 12V, dehalb
meine Wahl.

Aber 0,5mm Draht hat nur 0,2mm^2.

Wenn ich nun schon mal so weit gekommen bin, ist es dann noch weit bis
zum UC3842 und externen MOSFET oder kommen da keine großen
Überaschungen mehr?

Eigentlich kommt nur die MOSFET-Ansteuerung hinzu. Du must prüfen, ob
der Ansteuerstrom für die gewünschte Flankensteilheit reicht und wie
groß der Gatewiderstand dimensioniert wird. Ein wesentlicher Vorteil
ist, dass du einen 1000V MOSFET verwenden kannst.

Beides gute Ideen, man kann auch noch eine Folie als Kurzschlusswicklung
um den ganzen Kern legen.
Wird die dan einfach verlöted und festgeklebt, oder wie befestigt man
die?

Genau so.

Noch eine Frage zur EMI.
Gibt es für den Eingangsfilter irgendwelche Formeln oder tastet man
sich durch Versuche an die richtigen Werte?

*Schäm* Ich habs bisher nach Trial and Error gemacht, aber da lässt sich
sicher auch einiges berechnen. Da muss ich mal drüber nachdenken.


Gruß Dieter

BTW: Hast du eigentlich mal die Resonanzfrequenz deines Trafos gemessen?
Ist bei so hohen Frequenzen schon wichtig. Evtl. muss man die Windungen
durch einen Polyesterbeidraht trennen.

 

[Dirk Ruth]

On Sat, 19 Jul 2003 18:55:37 +0200, Dieter Wiedmann
<Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote:

Dirk Ruth schrieb:


Hmmm, ich komm da auf 300uH Primärinduktivität, also Ipk=2,7A. Nimm
15k/10n und gut ists, sollte allerdings ein 4-5W Widerstand sein. Der

Korrektur: Ich hab die 12V/2A vergessen, Ipk ist also 3,2A, nimm also
12k/12n.

OK werde ich mal probieren.

Hab hier in meiner Tabelle für den EFD39 eine mittlere zulässige
Stromdichte von 4,4A/mm^2 stehen und PIXI sagt auch etwas von AWG17
(1,15mm^2) für die 24V bzw AWG21( 0,723mm^2) für die 12V, dehalb
meine Wahl.

Aber 0,5mm Draht hat nur 0,2mm^2.

Au weia. Man solche Flüchtigkeitsfehler - ich schäme mich.

BTW: Hast du eigentlich mal die Resonanzfrequenz deines Trafos gemessen?
Ist bei so hohen Frequenzen schon wichtig. Evtl. muss man die Windungen
durch einen Polyesterbeidraht trennen.

Nein das sagt mir nun gar nichts und dazu habe ich auch nichts
gefunden.
Ich könnte sicher noch irgendwelche Kapazitäten messen (prim oder
sek?) und eine Resonanzfrequenz berechnen, aber was mache ich damit?
Schauen, ob das Kernmaterial damit arbeitet?
Zum N67 gibt es nicht mehr viele Daten (nicht für Neuanwendung)
Frequenzbereich geht wohl von 25KHz - 300KHz.

Tschö
Dirk

 

[Dieter Wiedmann]

Dirk Ruth schrieb:

BTW: Hast du eigentlich mal die Resonanzfrequenz deines Trafos gemessen?
Ist bei so hohen Frequenzen schon wichtig. Evtl. muss man die Windungen
durch einen Polyesterbeidraht trennen.

Nein das sagt mir nun gar nichts und dazu habe ich auch nichts
gefunden.

Tja, es gibt einen kleinen Unterschied zwischen idealen und realen
Induktivitäten. Das Ersatzschaltbild einer realen Induktivität sieht so
aus:

|
---o---
| |
.-. | R=ohmscher Widerstand des Drahtes
R | | |
| | | C=Kapazität zwischen den Windungen
'-' |
| --- L=eigenliche Induktivität
| C ---
C| |
L C| |
C| |
| |
---o----
|
created by Andy´s ASCII-Circuit v1.21 Beta www.tech-chat.de

Und das dürftest du aus der HF-Technik kennen, nennt sich Schwingkreis.
Wenn du nun mit der Frequenz deins Wandlers zu nahe an die
Resonanzfrequenz kommst hast du keinen Sperrwandler mehr sondern einen
Resonanzwandler. Das sind zwar klasse Teile für Hochspannung/leistung,
aber übel zu regeln.

Ich könnte sicher noch irgendwelche Kapazitäten messen (prim oder
sek?) und eine Resonanzfrequenz berechnen, aber was mache ich damit?

s.o., häng die Primärwicklung über einen Widerstand an einen
Signalgenerator, die Resonanzfrequenz sollte nicht unter der zehnfachen
Wandlerfrequenz liegen.

Zum N67 gibt es nicht mehr viele Daten (nicht für Neuanwendung)
Frequenzbereich geht wohl von 25KHz - 300KHz.

N67 kann man bis ca. 1MHz verwenden, allerdings gibts bessere
Materialien für so hohe Frequenzen. Ein SNT mit 130kHz ist aber auch
schon anspruchsvoll, für den Anfang hättst du wohl besser bei max. 50kHz
bleiben sollen.


Gruß Dieter

 

[Dirk Ruth]

On Sat, 19 Jul 2003 22:01:42 +0200, Dirk Ruth <d.ruth@expressnet.info>
wrote:

On Sat, 19 Jul 2003 18:55:37 +0200, Dieter Wiedmann
Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote:

Dirk Ruth schrieb:


Hmmm, ich komm da auf 300uH Primärinduktivität, also Ipk=2,7A. Nimm
15k/10n und gut ists, sollte allerdings ein 4-5W Widerstand sein. Der

Korrektur: Ich hab die 12V/2A vergessen, Ipk ist also 3,2A, nimm also
12k/12n.



OK werde ich mal probieren.

Hab doch noch eine sehr ausführliche Abhandlung gefunden.
http://www.onsemiconductor.com/pub/Collateral/AN1679-D.PDF



Tschö
Dirk

 

[Dirk Ruth]

On Sat, 19 Jul 2003 22:49:57 +0200, Dirk Ruth <d.ruth@expressnet.info>
wrote:

On Sat, 19 Jul 2003 22:01:42 +0200, Dirk Ruth <d.ruth@expressnet.info
wrote:

On Sat, 19 Jul 2003 18:55:37 +0200, Dieter Wiedmann
Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote:

Dirk Ruth schrieb:


Hmmm, ich komm da auf 300uH Primärinduktivität, also Ipk=2,7A. Nimm
15k/10n und gut ists, sollte allerdings ein 4-5W Widerstand sein. Der

Korrektur: Ich hab die 12V/2A vergessen, Ipk ist also 3,2A, nimm also
12k/12n.



OK werde ich mal probieren.


Hab doch noch eine sehr ausführliche Abhandlung gefunden.
http://www.onsemiconductor.com/pub/Collateral/AN1679-D.PDF

Und hier http://www.onsemiconductor.com/pub/Collateral/AN1680-D.PDF

Tschö
Dirk

 

[Dieter Wiedmann]

Dirk Ruth schrieb:

Und hier http://www.onsemiconductor.com/pub/Collateral/AN1680-D.PDF

Hmmm, 5W für die von dir verwendete Transil, da muss ich mir mal das
Datenblatt anschauen, das kann ich gar nicht glauben.


Gruß Dieter