Consideraciones acerca de transformadores de alta frecuencia

[joseluis7696]

Hola pfdc, gracias por compartir su experiencia en construcción de trafos de HF-

Esta semana voy a construir el primer prototipo del transformador del hilo "Fusion que te .... Fuente Alta 1".

He recibido el material aislante y quisiera saber su opinión sobre el mismo.

Se trata de PVC, en tubo "glas" con pared de 1 mm y placa de PVC gris de 1 mm para los separadores.
Con estos materiales construiría un carrete de 34mm de largo y 32mm de diámetro, con rodajas, para hacer una bobina de 7500V. Las piezas irían pegadas con cola de PVC

No he podido hacerlo con torno porque no tengo uno ni he conseguido nadie que tenga la posibilidad y el tiempo para hacerlo.

Todo iría encapsulado en resina de poliuretano colada.

Para mayor información, el transformador llevaría dos núcleos en "U" cerrados, cada uno con una bobina igual y compartiendo un primario de 8 espiras. Los dos núcleos estarían bien aislados entre sí y con respecto al primario común. El primario es cable de alta tensión convenientemente enrollado

Tendría así la posibilidad de 2x7500 V (para un multiplicador de onda completa) o 15.000V para media onda. Mi idea final es expandir el esquema a cuatro núcleos y tener hasta 30 KV con los cuatro secundarios en serie, pero si no es posible con 15 KV estaría bien satisfecho.

El chopper es un medio puente sin PWM, operando a 24V de bus y 20 KHz.

[anajesusa]

Petrux ya solucioné el problema del choper, era uno de los mosfet que tenía perdidas, ahora puse unos de 400v los IRFP350 y anda perfectamente bien, el consumo extra desapareció, si debo reconocer que no he vuelto a poner el C9 y la R7

[Yottaohm]

si debo reconocer que no he vuelto a poner el C9 y la R7

xD

Sobre transformadores de alta frecuencia y alta tensión, por encima del MHz, los núcleos empiezan a sobrar, sería conveniente que habláramos aquí sobre geometrías más concretas para mejorar el factor de acople que es la pesadilla de cualquier transformador sin núcleo, y de dieléctricos que sustenten dichas geometrías.

[petruxx]

Petrux ya solucioné el problema del choper, era uno de los mosfet que tenía perdidas, ahora puse unos de 400v los IRFP350 y anda perfectamente bien, el consumo extra desapareció, si debo reconocer que no he vuelto a poner el C9 y la R7

Es lo bueno del circuito del profe, se le puede quitar casi todo y casi seguro que seguira funcionando. Tambien es esta una de las razones por la que soy asiduo de este foro desde hace mucho tiempo, cosas que ni en la mas obtimista de las situaciones puede pensarse que funcione, aqui, en este foro, funciona sin el mas minimo problema.

Es lo que yo llamo, "anajesusa", el misterioso don del foro.

[pfdc]

Sobre transformadores de alta frecuencia y alta tensión, por encima del MHz, los núcleos empiezan a sobrar, sería conveniente que habláramos aquí sobre geometrías más concretas para mejorar el factor de acople que es la pesadilla de cualquier transformador sin núcleo, y de dieléctricos que sustenten dichas geometrías.

A que coño viene esto???
Por encima de los 100 khz es imposible hacer un tranformador de alta tension. Lo mas parecido que se me ocurre son las emisoras de onda media.

[pfdc]

El condensador C9 y la autoinduccion del transformador TR4 forman el circuito resonante o circuito tanque que atacan los mosfet. La resistencia R7 hace de resistencia de perdidas o de amortiguamiento del circuito resonante.

Supongo que en donde pones TR4 querias decir TR1.
Tu comentario no es correcto, el circuito no opera en resonancia, mas aun, la frecuencia de autoresonancia del tranformador debe estar bastante mas alta que la frecuencia de trabajo. C9 y R7 tienen el objetivo de atenuar los picos en los flancos.

[pfdc]

Autoresonancia = problemas
El secundario de un tranformador de AT debido a que tiene un numero muy alto de espiras tiene una alta autoinduccion lo que unido a las apacidades parasitas entre espiras se comporta como un circuito LC por lo que puede entrar en resonancia a la frecuencia de trabajo. Esto no es en absoluto deseable.

Supongamos un circuito con 10 espiras de primario, que es atacado por un oscilador de 10 V, 10 kHz y un secundario de 10.000 espiras. Si estamos muy por debajo de la resonancia, no estamos cargando el circuito y el transformador tiene el acople adecuado, la tension en el secundario sera de 10.000 voltios. Sin embargo si operamos a la frecuencia de resonancia y el Q del circuito es de 100 en teoria el voltaje de salida podria llegar a los 1.000.000 de voltios. Claro esta, el circuito se romperia antes de llegar a esta tension. Si no se llegase a romper (algo casi imposible) al cargar el circuito, el Q bajaria y la tension igualmente.

(el que le apetezca puede hacer las formulas correspondientes)

Por tanto, no recomiendo operar un transformador de los que nos ocupa los suficientemente lejos (mitad al menos) de la frecuencia de autoresonancia.

Hay que considerar que los componentes externos del tranformador, especialmente en la parte de alta tension pueden bajar la frecuencia de resonancia.

NOTA: Las bobinas Tesla aprovechan precisamente la frecuencia de autoresonancia para elevar de sobremanera la tension del secundario. El gorro toroidal que se suele poner en la salida actua como un condensador que ayuda a lograr la sintonia con el circuito primario.

[Yottaohm]

Sobre transformadores de alta frecuencia y alta tensión, por encima del MHz, los núcleos empiezan a sobrar, sería conveniente que habláramos aquí sobre geometrías más concretas para mejorar el factor de acople que es la pesadilla de cualquier transformador sin núcleo, y de dieléctricos que sustenten dichas geometrías.

A que coño viene esto???
Por encima de los 100 khz es imposible hacer un tranformador de alta tension. Lo mas parecido que se me ocurre son las emisoras de onda media.

Monseigneur, eso viene a coño de, por ejemplo esto:

http://www.omicron-lab.com/fileadmin/as ... v09_01.pdf


Serán de onda media si les pones una antena, fíjese en los transformadores planares de rf (algunos muy por encima del MHz) el acoplamiento es buenísimo, como dieléctrico tienen el silicio (que no es malo), y se pueden conseguir cosas muy interesantes.

Está la red llena de ellos, transformadores planares en espiral, de aislamiento, como los quieras llamar. Al ser mucha frecuencia y dependiendo del diseño pueden separar fuentes de alimentación de bastante potencia (no es el caso de ese pdf) pero sí de otros diseños que andan por la red y por la página del IEEE, sobre todo en la sub-comunidad de power electronics society.

No era mi intención molestar, un saludo.

[petruxx]

Yo pondria la mano en el fuego a que ese circuito esta diseñado para funcionar en resonancia. Lo que pienso que puede llevar a confusion es que la resonancia es la del circito primario: la autoinducccion del primario y la capacidad C9. Y no la del secundario que si que daria problemas para controlar la amplitud en caso de resonancia.

De hecho a mi me parece claro que la foto de "anajesusa" que hay una resonancia y que ese amortiguamiento es potencia perdida sino se acercar uno a esa resonancia. Lo que se intenta en resonancia es que el primario del transformador este atacado por una señal senoidal estable, que es justo la que se ve en la foto, y que se consigue con la resistencia y el condensador. ( a menos que "anajesusa" nos diga ahora que la foto la saco sin bobina)

Supongo que en donde pones TR4 querias decir TR1. Tu comentario no es correcto, el circuito no opera en resonancia, mas aun, la frecuencia de autoresonancia del tranformador debe estar bastante mas alta que la frecuencia de trabajo. C9 y R7 tienen el objetivo de atenuar los picos en los flancos.

El TR1 es un bobinado de testeo que influye en la autoinduccion del primario que es TR4, esto no ofrece discursion: http://www.cientificosaficionados.com/t ... errado.GIF
En cuanto a lo de la resonancia .... me limito a la foto.

...Está la red llena de ellos, transformadores planares en espiral, de aislamiento, como los quieras llamar. Al ser mucha frecuencia y dependiendo del diseño pueden separar fuentes de alimentación de bastante potencia (no es el caso de ese pdf) pero sí de otros diseños que andan por la red y por la página del IEEE, sobre todo en la sub-comunidad de power electronics society.

No estamos hablando de eso, "Yottaohm".

Sobre transformadores de alta frecuencia y alta tensión, por encima del MHz, los núcleos empiezan a sobrar, sería conveniente que habláramos aquí sobre geometrías más concretas para mejorar el factor de acople que es la pesadilla de cualquier transformador sin núcleo, y de dieléctricos que sustenten dichas geometrías..

Aunque el "profe· hay sido un poco brusco lo cierto es que lo que comentas nada tiene que ver con el tema. El termino "alta frecuencia" se esta utilizando aqui en comparacion a la frecuecia de la red. (50 hez).

[pfdc]

Ese circuito lo diseñe yo!!!! COMPLETAMENTE. Y me parece obvio que se lo que hice. Y que por consideraciones expuestas evite la resonancia. Lo que no implica que como en cualquier circuito LC puedan aparecer resonancias fuera de la frecuencia de trabajo excitadas por los flancos.