Construcción de trafo toroidal para fuente FlyBack

[Nocturno]

¿Me servirá alguno de estos?


El pequeño mide 7.6mm de gordo, 20.6mm de diámetro exterior y 8.9mm de diámetro interior.

Las dos mitades grandes miden 17mm de gordo, 25mm de diámetro exterior y 14.8mm de diámetro interior.


Tengo hilos de cobre barnizado de los calibres: 0.25, 0.315, 0.4, 0.5 y 0.75mm

[Picuino]

Estupendo.
El primero parece un toroide de polvo de hierro. Ese material tiene muchas pérdidas en alta frecuencia, por lo que lo mejor es dejarle para hacer una bobina de filtrado.

El segundo parece de ferrita y además está partido, con lo que podrás bobinarle mejor y ponerle entrehierro. Parece la mejor opción para hacer el trafo.

La primera prueba consiste en calcular su "resistencia magnética" o Reluctancia. En las hojas de características también se la suele llamar AL, que es la inversa de la anterior.

Para conseguirlo hay que dar 10 vueltas a uno de los nucleos de ferrita partido.
Luego corta dos pedacitos de papel de un folio y los colocas en cada uno de los extremos de la ferrita. Esto creará un entrehierro que permitirá a la bobina almacenar más energía.
A continuación cierras el toroide y aprietas las dos partes con un poco de celofán.
Ahora compruebas la inductancia con el circuito que habías construido y una resistencia de sensado de corriente de 0.1 ohmio.

Saludos.

[ppyote]

Cada día me quedo más alucinado de lo que sabéis muchos de este foro...

[Picuino]

Si el asunto de construir un trafo de alta frecuencia para fuente conmutada le interesa a mucha gente, creo que podríamos hacer un hilo aparte sólo para diseñar el trafo y luego volvemos a este.

Saludos.

[Nocturno]

Dicho y hecho. Ya estamos en el hilo nuevo.

He aprovechado el apunte de Cándido y he ido a M. León a por toroides de ferrita. He conseguido estos nuevos:



El de la izquierda mide 15.22, 36 y 22.8 (grosor, diámetro exterior y diámetro interior en mm respectivamente)
El de la derecha mide 12.85, 32 y 17.95

Ahora procedo a medir la ferrita cortada tal como me has indicado.

[Nocturno]

Ya he medido la bobina. Estos son los resultados:

t=5us	I=1A	dI=200mA/us
t=10us	I=2A	dI=200mA/us
t=15us	I=2.5A	dI=167mA/us
t=20us	I=3A	dI=150mA/us
t=25us	I=3.1A	dI=124mA/us
t=30us	I=3.3A	dI=110mA/us
t=40us	I=3.5A	dI=88mA/us

Parece que satura a los 10us con 2A.

La inductancia medida con mi polímetro es de 4mH, pero según sus características este es el mínimo valor que es capaz de leer, así que no me extrañaría que tuviera una inductancia más baja.

[Picuino]

Lo que está saturándose es el transistor. Si te fijas en la tensión de emisor verás que está bajando. Este circuito debería saturarse a partir de 4 o 5 amperios. Lo que ocurre cuando el núcleo magnético se satura es que la corriente comienza a elevarse con mucha rapidez ( lo contrario que aquí ).
A propósito Nocturno, ¿podrías poner el circuito con el que has hecho el ensayo para que lo pudan ver los nuevos en este hilo? Gracias.

Con esos valores la inductancia sale:
L = V · t / I = 3 · 10u / 2. = 15uH

L = V · t / I = 3 · 20u / 3 = 20uH


Para saber cuál es el valor real, hay que promediar la tensión de la bobina (emisor del transistor)
Saludos.

[Nocturno]

No sé a qué te refieres con promediar la tensión en el emisor. Aquí dejo unas capturas de la tensión en los dos extremos de la bobina (uno de ellos es el emisor) y dime cómo puedo hacer ese promedio, please.

t=5us


t=10us


t=15us


t=20us


t=25us


t=30us


t=40us


El circuito usado para el ensayo es el que tú publicaste. Lo cuelgo aquí también

[Picuino]

El área del circuito magnético es de 5mm x 17mm = 85 · 10-6 m2
Hay que quitar un poco porque los bordes están biselados. Reduciendo un 10% queda:

   A = 77 · 10^-6 m2

[Nocturno]

¿Has calculado el área sin multiplicar por pi?

[Picuino]

En la gráfica azul puedes ver que durante el pulso la tensión de emisor (la tensión de la bobina por lo tanto) va bajando con el tiempo.
La tensión que tenemos que tomar es la tensión media durante el pulso. En el caso de 10us la tensión media es aproximadamente de 3 voltios.

Por lo tanto nos quedamos como bueno con el valor de
   L = V · t / I = 3 · 10u / 2. = 15uH

Saludos.

[Picuino]

¿Has calculado el área sin multiplicar por pi?

El Area es la zona "cortada" del toroide, con forma rectangular. Por esa área circula el flujo magnético.


En la imagen que adjunto sería
   A = H · (b-a)

Es decir, el área sombreada de gris:



Saludos.

[Picuino]

Ahora podemos calcular la Reluctancia del circuito magnético.

R = N^2 / L = 10^2 / 15u = 100 / 15u = 6.66 · 10^6   [Henrio^-1]

Para N = 10 Vueltas

[Nocturno]

¿Has calculado el área sin multiplicar por pi?

El Area es la zona "cortada" del toroide, con forma rectangular. Por esa área circula el flujo magnético.
Saludos.

Ah, ok, yo me estaba comiendo el coco con el área de un cilindro hueco

[Picuino]

Este valor es muy alto. Mayor de lo que esperaba. Eso se debe a que el toroide ya tiene integrado un entrehierro o separación .
La reluctancia debida a los papelitos de separación se puede calcular como:

R = l / (u · A) = 0.0002/(1.257·10^-6 · 77·10^-6) = 2·10^-6  [Henrio^-1]

l = 0.0002 m.  longitud del entrehierro. 0,0001m por cada papel.
u = 1,257 · 10^-6. Henrio/metro. permeabilidad magnética del vacío (y del papel)
A = 77· 10^-6 m2.  Área del circuito magnético (Calculada antes)


Saludos.