Corriente en DC de un transformador

[Picuino]

En el caso de los diodos, la corriente eficaz no es válida para hacer cálculos.

La potencia disipada en diodos no depende de la corriente al cuadrado, por eso la Irms no se aplica.

Es mejor hacer un cálculo aproximado con la corriente media del pico:

   P_diodo = Vf · Ip · D

   Supongo Vf = 1.1V   y   Ip = 15A

   P_diodo = 1.1V · 15A · 0.175 = 2.9W


Antes de seguir, tengo que me gusta mucho ver los ensayos de corriente y temperatura que estás haciendo al trafo.

Un saludo.

[Picuino]

Los dos diodos disiparán el doble

   P_2_diodos = 6W    (redondeando)

La resistencia térmica del disipador debería ser de unos 15ºC/W para que aumente 90ºC la temperatura interior.
En realidad aumentará un poco más por la resistencia térmica del encapsulado.
Con temperaturas ambiente de 50ºC, la temperatura de los diodos llegará a 140ºC


Saludos.

[Chaly29]

Hola gente, ahora, después de que han realizado todos los cálculos que a ustedes les parecían correctos, me gustaría que respondieran que intensidad en continua es posible extraerle a ese transformado? esta era la pregunta original y me gustaría ver sus resultados.
Y ya que estamos que temperatura calcularon que alcanzaría el transformador extrayendo esa intensidad...

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[Picuino]

Por ahora con 4 Amperios de corriente de salida el transformador se calienta internamente unos 50ºC sobre la temperatura ambiente.

La corriente máxima a extraer depende de la temperatura ambiente donde vaya a estar el trafo y de la ventilación que tenga.

Si el ambiente puede llegar a 40ºC en el exterior y 60ºC en el interior de la caja donde se instale el trafo, con 5 Amperios de salida se corre el riesgo de quemar el aislamiento entre primario y secundario.

Si la temperatura alrededor del trafo es de 20ºC y tiene ventilación forzada, puede que llegue a soportar 6 Amperios de salida.


A ver que medidas hace micro_pepe. Yo también las estoy esperando.

Saludos.

[Chaly29]

Hola Picuino, sin ánimos de ofender a nadie ni intensiones de discusiones ni nada que se le parezca. Solo mi opinión en base a la experiencia...

Ese trafo con 4 ampers no calienta 50°C (sobre el ambiente) no a palos.... y estoy seguro que en un ambiente de 50/60°C funciona con los 6 ampers sin ningún tipo de problema, y eso teniendo en cuenta que la aislación que tiene es muy mala (solo 130°C).

Esta es mi opinión, por supuesto estoy intrigado en ver los resultados de las pruebas.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Pda. El mayor enemigo de los trafos es la propia vibración de los alambres, cuando vibran el rozamiento entre ellos desgasta el esmalte y los pone en corto, la mayoría de las "quemazones" son producidas por esta causa.

[micro_pepe]

Hola gente, ahora, después de que han realizado todos los cálculos que a ustedes les parecían correctos, me gustaría que respondieran que intensidad en continua es posible extraerle a ese transformado? esta era la pregunta original y me gustaría ver sus resultados.

Hola Carlos,

buena pregunta, los cálculos me atrevo yo, la corriente DC despues de todo esto si no me equivoco es echar las cuentas que hizo Picuino al revés, partimos de la eficaz = 4.5Arms (para un rectificador de 2 diodos):

Calculamos el ciclo de trabajo:

       D = Tiempo de carga / Tiempo de ciclo =  3.5 ms / 20ms =  0.175

La corriente de pico:

       Irms = Ipico · sqrt(D)

       Ipico = 4.5 / sqrt(0.175) = 10.76A

La corriente media por un secundario del transformador:

        Imedia = Ipico · D = 10.76 · 0.175 = 1.88A

Y la corriente en DC:

        Idc = Imedia · 2 = 1.88 · 2 = 3.76A

En los ensayos con una Idc de 4A la Irms por el devanado del trafo estaba muy cerca de los 4.5rms un poco por debajo.

Según las fuentes que puso Picuino sería:

       Idc = Irms / 1.2 = 4.5 / 1.2 = 3.75A

Para un rectificador en puente y un devanado unico (o los dos en paralelo) está por ver.

Saludos!!!

PD: para el ensayo de temperatura falta poco.

[micro_pepe]

Resultado final de la medida de temperatura:

- T1 = 25.2ºC
- R1 = 6.7ohm

- T0 = 13ºC
- R0 = 6.39ohm

- R = 7.13Ohm (con carga de 4A y Ta = 25.1ºC)

El cociente: (T1-T0)/(R1-R0) = (25.2 - 13)/(6.7 - 6.39) = 39.35

Temperatura_primario = T0 + (R - R0)·(T1-T0)/(R1-R0) = 13 + (7.13 - 6.39)·39.35 = 42.1ºC

Pues parece que está muy desahogado de calor...

Saludos!!!

[Chaly29]

Hola micro_pepe, no digo que los cálculos realizados por Picuino estén mal. Por que tienen sus fundamentos y creo que todo está como tengo entendido que debe de ser.

Pero la verdad veo muy enorme ese transformador para solo sacarle 4 ampers y vamos pesa más de 2 Kg y tiene mucha superficie, con solo 25/30 watts no lo vas hacer calentar tanto.

Aparte semejante transformador para solo sacarle 140 watts? Me quedo con un clásico EI que para esa potencia es mucho más chico y me ahorro todas las complicaciones que significa usar un toroidal.

Los cálculos están bien, pero ustedes nunca tuvieron en cuenta que los diseñadores de dicho trafo (seguro gente con un poco más de experiencia en el tema) ya estimaron que es muy probable (por no decir que seguro) el mismo sea usado con un rectificador y condensadores.

Hacelo sencillo, ponele el rectificador (mínimo de 8A) con los condensadores, colocale una carga que le exprima los 6A que yo te recomendé y dejalo media hora así funcionando y te aseguro que cuando regreses lo vas a poder tocar con la mano sin quemarte... Eso significará que no a superado los 70/75 grados.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[juaperser1]

   Pda. El mayor enemigo de los trafos es la propia vibración de los alambres, cuando vibran el rozamiento entre ellos desgasta el esmalte y los pone en corto, la mayoría de las "quemazones" son producidas por esta causa

Buen dato, no lo sabia.

Un saludo.

[Picuino]

Yo creo que los cálculos se pueden simplificar bastante.

Estoy de acuerdo con lo que has escrito micro_pepe, pero la mayoría de los cálculos son el fundamento teórico y, una vez que se entiende, no es necesario repetirlo en cada transformador. Quitando fórmulas quedaría así:

Transformador con dos devanados secundarios y rectificador con dos diodos:

   Corriente RMS = Corriente de salida * K

   K = 1.1  a  1.2        (Ver nota abajo)

   Corriente RMS = 4.5A      (dato del fabricante)

   Corriente de salida = 4.5A / 1.1 = 4.1 Amperios


Constante K
La constante K depende de la inductancia y de la resistencia del transformador. Se puede estimar con la caída de tensión en carga. Este trafo tiene una caída de tensión alta (en torno al 9%, desde 27.2V en vacío a 25V en carga) y por eso la constante vale poco: K =1.1
Para trafos mayores, que tienen menos caída de tensión, la constante K llegará a valer 1.2


Charly:
Como puedes ver, la corriente RMS se calcula con esa fórmula. Los datos y fórmulas coinciden con las mediciones de micro_pepe con el osciloscopio.
La corriente RMS está tomada de los datos del fabricante y no se debería superar.

Ahora otra cosa distinta es cuánta corriente RMS aguanta realmente el transformador.
Parece que el fabricante ha dado un dato de corriente RMS muy conservador y con esa corriente el transformador no se calienta mucho.

[juaperser1]

Aparte semejante transformador para solo sacarle 140 watts? Me quedo con un clásico EI que para esa potencia es mucho más chico y me ahorro todas las complicaciones que significa usar un toroidal.

No estoy siguiendo mucho el hilohilo ni hechando cuentas (me gustaria pero estoy de exámenes   ) pero tenia entendido que un toroidal ofrecía mas potencia que uno estándar con la contraprestación de ser mas caros.

Me parece un poco raro. raro

Un saludo

[Picuino]

Para saber cuánta corriente se le puede pedir al transformador, hay que saber antes qué temperatura aguanta el transformador.
Tengo que admitir que en este punto estoy un poco confundido con las temperaturas del datasheet.
Parece que los hilos aguantan hasta 180ºC. No entiendo porqué el aislamiento primario-secundario aguanta mucha menos temperatura, 130ºC.
También aparece el dato de 105ºC, que es la menor temperatura y quizá la que limita.
A ver si alguien nos saca de dudas.

juaperser: voy a buscar algún datasheet donde aparezcan los toroidales vs convencionales.

Saludos.

[Picuino]

Una página de fabricantes de transformadores:
http://www.tortran.com/toroidal_transformer_advantages.html

En ella dicen que sus trafos toroidales Clase A (105ºC) y Clase B (130ºC) están diseñados para que la temperatura se incremente entre 40ºC y 50ºC a plena carga.
Coincide con la primera medición de micro_pepe. La segunda segunda medición ha dado un valor más bajo.
micro_pepe, ¿podrías medir temperatura exterior con 4 Amperios a ver qué dato coincide?

Esto significa que se le podría extraer un poco más corriente que la nominal sin quemarle.
Hay que tener en cuenta cómo aumenta la temperatura con la carga. Aumentar la corriente al 150% (desde 4 hasta 6 amperios) va a producir un aumento de temperatura de 1.5 · 1.5 = 2.25 veces más.

Si la temperatura aumenta 40ºC con 4 Amperios, aumentará 90ºC con 6 Amperios.
Si sumamos 30ºC de ambiente, eso sobrepasa los 105ºC de la Clase A y está cerca del máximo de 130ºC de la Clase B.


Un saludo.

[Picuino]

Charly:
Si se confirman las mediciones de micro_pepe, ese transformador apenas se incrementa 16ºC a plena carga. En el peor de los casos se incrementa 40ºC

En ese caso, el fabricante ha sido bastante generoso y, tal y como comentabas con tu experiencia, al trafo se le puede extraer más corriente de la que declara el datasheet.

Un saludo.

[micro_pepe]

micro_pepe, ¿podrías medir temperatura exterior con 4 Amperios a ver qué dato coincide?

Picuino, pues la temperatura del cuerpo del transformador con 4A de carga es de 40ºC, con una temperatura ambiente de 24.3ºC.

Chaly:

En un rato le pongo a 6A.

Saludos!!!