Switch Mode Power Supply (eller vad det nu heter på svenska)

[Anders_gbg72]

Är det någon som vet hur puls frekvensen i en switchad trafo beräknas och varför dom ofta ligger runt 100khz då ,enligt you tube, högre frekvens innebär högre effekt genom lopp och mindre trafo storlek? Jag undrar också om det går att ta en "vanlig ring trafo" på 50w och med en switch krets öka dess kapasitet till runt 500w, i så fall vilken frekvens är lämplig för att upp nå detta resultat. Vad skulle hända om en 1 MHz puls används istället för det vanliga 0,1 MHz eller 10 MHz, är det något annat än transistorns max frekvens som sätter stopp?

[xxargs]

Det är många saker som styr - magnetmaterial och dess inre förlust vid varje omagnetisering och vid vilken frekvens (med övertoner inräknat) - hur mycket det går att magnetisera, skineffekt och två nävar parametrar till.

och nej- du kan inte använda en befintlig järnkärnetrafo och ens köra kHz i switchtakt, på sin höjd kanske du kan köra 70-80 Hz och då med sinuskurva, inte fyrkantvåg om den inte är lindad för detta...

[Anders_gbg72]

Varför skulle bara 70-80 Hz fungera och vad menar du med lindad för det? Trafon är ferro oxid(eller ferrit) och inte järn om det gör skillnad(kallas toroid tror jag). Svaret låter som något "hört" inte testat/studerat, vad baserar du det på? (inte kritik, ärlig fråga)

[xxargs]

För mig är "vanlig ring trafo" något helt annat än vad du avsåg i texten då du inte skrev något om ferrit-toroider eller liknande lösningar i ferritmaterial.

Detta missledde mig då jag antog att du skulle försöka trycka 100 kHz genom en sådan här http://www.avantia.com/bildgalleri/22PA205.JPG, dvs en trafo avsedd för 50 Hz med bandlindad orienterad järnkärna och effektnivå av ungefär 50 Watt...

Huvudtransformatorn i en switchad aggregat är också i > 90% av fallen en EI-transformator när nätspänningar är inblandade (för att få isolationsavstånd) eller någon form av 'pott-core' om det är DC/DC, båda i olika ferritpulvermaterial, sällan som toroidtrafo mer än ibland som sensortrafo för strömmar i huvudsak... - därför kopplade jag aldrig till att "vanlig ring trafo" avsåg en ferritkärnetrafo...

På RF-högfrekvenssidan (många MHz) så är det inte ovanligt med ferrittrafo av toroid-modell, men då i lösningar som splittar/combiner, blandare och ringmodulatirer mm. och oftast på signalnivå, sällan några högre effekter, dessa transformatorer - speciellt för mixrar i GHz-områden är så små att du behöver stark lupp/mikroskop för att se den och man funderar på hur fasen de lyckas linda den... och det är en vetenskap på hög nivå att välja rätt ferritmaterial i dessa produkter


Men oavsett så ändrar det inte den tidigare svaret så mycket och mycket kan hittas hos de som bygger magnetkärnor för olika trafos - typ tagen en i högen som https://www.mag-inc.com/design/design-g ... rite-Cores

I flesta fall måste man titta igenom en rad olika tillverkares produkter, tittar på deras designunderlag, räkna på olika kärnmaterial och jämföra varandra, ta hem sampel och prova att bygga själv och utvärdera och sedan av det tillsammans med valda halvledare hitta en "sweet spot" som är ekonomisk möjlig förutom alla andra krav man har på sig som effektivitet, storlek, kylning EMC, spänning och isolationskrav, temperaturkrav, MTBF, beteende vid fel (tex skall inte börja rusa och det blir en brand eller jättehöga spänningar om någon del slutar att fungera) etc.

Med andra ord är det inget som ritas ihop på en kafferast och de som håller på med kraft, brukar köra med standardkopplingar som är välbeprövade inom företaget även för kundskräddasydda krafter då att utveckla allt från början utan någon mall är så tung apparat att de flesta företag inte har råd med det - utan det är mer en evolutionär utveckling under många år och med huvudsaklig fokus att få ned kostnaden...

Inom switchade omvandlarvärlden så finns det i princip inga 'standardtransformatorer' utan allt är kundspecifikt tillverkad för varje tillverkare av kraft, därför är det i stort sett omöjligt att få tag på en ersättningstrafo om en kraft har gått sönder i sin trafo-del,

[HUGGBÄVERN]

Jag minns en applikationsrapport från Linear Technologies chefskonstruktör, vad han nu hette. Han beskrev hela processen att designa switchade nätaggregat, vilka komponenter man skulle använda och när det kom till trafo/drossel visade han var man inte skulle köpa den - bild på kontrollvåg i en mataffär. Drosseln skulle minsann vara designad för just rätt applikation och inte vald för att den hade rätt tyngd, så bra ut eller för att man råkat hitta en i en låda.

Avslutningsvis, skrev han om elektrolytkodningarna att om man vände man dem fel skulle man fan inte ha någon tårta ....

[psynoise]

varför dom ofta ligger runt 100khz då

Även EU-direktiv gällande radiostörningar ligger till förklaring. Exempelvis har standarden EN 55022 (IT-utrustning) gränsvärden först från 150 kHz och uppåt. Därav är det lägligt att lägga switchfrekvensen strax under.

[SvenW]

Har en känsla av att reklammakare ibland förleder oss att tro att högre swichfrekvens är bättre.
Det är enlig min mening tvärtom.
Det finns många förlustkällor: virvelström, magnetisk hysteres, koppartrådens resistans, transistorernas resistans, elektrolytkondensatorernas resistans och i någon mån strålningsförluster.
Det är nästan bara kopparförlusterna som minskar med ökad switchfrekvens.
Minskad frekvens kräver också större kärna, men den kostnaden och vikten är i praktiken inte så väldigt stor. Ofta bättre att lägga pengar på en större kärna än på en massa andra komponenter.
Lägre frekvens ger också mindre radiostrålning.

[Anders_gbg72]

Eventuell EM strålning går ju att stoppa med en faraday bur dvs ett jordat lager mässings väv enligt vad jag läst, så det borde inte vara den begränsande faktorn. Är det ingen som genomfört praktiska experiment med transformatorer vid olika frekvenser? Skillnaden på verkningsgraden i en switch ad vs en linjär trafo är ju ganska stor vad jag förstått, så även om en MHz trafo "bara" ger 80% så är det ett ok resultat. Det finns ju induktorer som hanterar GHz så varför inte en trafo ?

[calmar]

Intel har använt switchregulatorer som kördes i hundratals MHz integrerade på kislet i sina processorer ett tag, man verkar ha haft en del problem med tekniken dock då man har gått ifrån det igen. Det ger i alla fall en fingervisning på dimensionerna hos en sån omvandlare.

[Anders_gbg72]

Det borde ju då betyda att hög frekvens switch trafo är möjligt, en ström försörjare behöver ju inte samma precision som en cpu då volten och amperen ändå kan stabiliseras med ett flertal metoder.

[Borre]

Normalt ökar man frekvens för att få ner storleken på komponenterna, framförallt induktansen/transformator, inte för att kunna köra mer ström genom den.

Jag sitter med en stepdown-regulator här framför mig, inte en transformator men principen är densamma. Switchfrekvensen är 50kHz och om jag höjer den till 100kHz betyder det inte att jag kan dra mer ström ur den. Den blir inte heller mer effektiv, snarare ökar förlusterna något.

Verkningsgraden på en toroidtransformator är hög, så att en switchad variant skulle ha högre är inte anledningen att man kör med dessa, utan som sagt, storleken och priset.