Buscando una posible causa para una regulación deficiente en un transformador de diseño propio

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Estoy tratando de diseñar y enrollar mi propio transformador de ferrita para un convertidor dc-dc de 1000 vatios de presión a presión de 10-12vdc a 400vdc, con lámina de cobre de 0.3mmx30mm para el primario, y Cable de cobre de 0,8 mm cuadrados como secundario. Mi núcleo es un EE55 usando lo siguiente:
Detalles de giros: 1 + 1 primario y 50 giros secundario.
En realidad, la primaria es más de 1 vuelta y menos de 2 para cada pierna. He considerado que es 1 + 1 de vuelta, ya que tengo la relación de giros y el voltaje deseados sin carga.
Inductancia: primaria primaria 311uH abierta, y 21uH fuga. Secundaria de 6mH, con fuga de 6uH.
Estoy manejando el circuito usando un microcontrolador, con conmutación de 50 KHz para los MOSFET. Los MOSFET del controlador son IRF540N, cuatro en paralelo en cada pata del empuje.
Sin carga, mi corriente primaria es de aproximadamente 1 amperio (como se lee en un DMM), y esto se reduce rápidamente a 18 amperios en una bombilla incandescente de 200 vatios, medida en un amperímetro de derivación de CC de 100 amperios. Estoy usando un ciclo de trabajo fijo del 49%, y los voltajes y corrientes de salida son
1. 800 voltios a 1 amperio de corriente primaria sin carga.
2. 550vdc a 2 amperios de corriente primaria con 15 vatios de carga.
3. 458vdc a 4 amperios en 40 vatios de carga
4. 446vdc a 6 amperios en 60 vatios de carga
5. 410vdc a 9 amperios en 100 vatios de carga
6. 390vdc a 10 amperios en 115 vatios de carga
7. 355vdc a 12 amperios con 140 vatios de carga
8. 324vdc a 14 amperios con 160 vatios de carga y
9. 287vdc a 18 amperios con 200 vatios de carga
Todas las cargas son bombillas incandescentes.

Mis diodos de salida son MUR460, que son diodos de alta frecuencia, y mi tapa o / p es un electrolítico de 200uF 450VDC. Corro todo el circuito en una PCB fenólica de papel de una sola cara que he diseñado. Las pistas principales son muy anchas (10 mm) y tienen un revestimiento de plomo de aproximadamente 0,5 mm para permitir un mayor flujo de corriente. Las pistas secundarias tienen un ancho de 2 mm con recubrimiento de plomo
No puedo encontrar la causa de una regulación tan deficiente con cargas tan bajas, y apreciaría algunos consejos que me ayuden a corregir mi diseño y mejorar su rendimiento.

    
pregunta dynamag

1 respuesta

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La resistencia de CC del IRF540N podría dar una pista: -

Si la unidad de la puerta es de 5V, la caída de voltaje será de 0.25V a 20A (4 dispositivos en paralelo). Teniendo en cuenta los números en su pregunta, creo que está utilizando un suministro de 12 V para la alimentación de la toma central principal. Eso supondrá una pérdida de regulación de aproximadamente 2 o 3% solo para los IRF540Ns.

Su inductancia de fuga primaria es asombrosamente alta 21uH. A 50kHz esta es una impedancia de 6.6 ohms. Este será un problema importante para obtener una buena regulación, ya que se puede considerar que esta inductancia no contribuye a los giros de amperios entregados a la secundaria.

Espero que puedas decir 2.1 uH, pero incluso en este nivel va a ser un problema (más grande que los MOSFET).

No se menciona en la pregunta la capacidad de la fuente de alimentación de CC para mantener 12V, lo que podría estar cayendo a 11.5 voltios.

También es notable el capacitor de salida: parece que lo has sobrecargado con la salida de 800 V CC. Es un capacitor de 450 V. ¿Crees que también funcionará? Sin embargo, consideraría eliminarlo para realizar las pruebas de carga de la lámpara porque la salida será bastante plana debido a la unidad de onda cuadrada y la salida.

    
respondido por el Andy aka

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