Как правильно намотать тороидальный трансформатор?
Этот трансформатор, с изоляцией только магнитофонной лентой, был мною изготовлен года 2-3 назад. И из компьютерного БП получился весьма полезный в хозяйстве стабилизированный и регулируемый источник питания 300 Вольт. Удобен для настройки бестрансформаторных БП, так как в розетке напруга ни секунды не стоит на месте, к тому же хронически (в часы пик) занижена 190-200 Вольт (хотя по ночам часто бывает 240-250В).
Первые же включения новоявленного БП показали, что силовые транзисторы сильно греются на самой минимальной нагрузке. Обнаружилось, что ток через первичную обмотку силового транса имеет здоровенные выбросы по переднему фронту каждого (положительного и отрицательного) импульса. Но напряжение (не ток) на первичке - вполне красиво прямоугольное, без этого выброса. То есть что-то, не спросясь меня 
, поглощает море энергии при смене полярности приложенного напряжения (полочка мёртвого времени - нормальная, ровная). Первая мысль - перезаряд большой ёмкости получившегося силового трансформатора. Кроме магнитной ленты у него во вторичке более 130 витков в 3 слоя вышло.
Возможно это как раз одна из тех осциллограмм. Если там был резистор 1 Ом в качестве датчика тока, а щуп остался 1:10, то импульсы за 20 Ампер. Транзисторы - обычные от БП ЭВМ, на 6-7А.
За давность лет точных цифр не помню, но по черновым записям транс получился примерно такой:
Два сложенных вместе старых советских кольца 2000НМ 40х25х11.
Обмотаны узкой лентой из магнитофонной кассеты.
Первичка: 37-39 витков двумя проводами диаметром около 0,9 мм. Влезла точно в 1 слой. Индуктивность под 6 мГн. Изолирована широкой катушечной лентой.
Вторичка: 130-133 витка двумя проводами диаметром примерно 0,5 мм. Влезла ровно в 3 слоя. Изолирована катушечной лентой.
Коэффициент трансформации получился около 3,45 (повышающий).
Расчёт транса всерьёз не делал, индуктивность первички просто подогнал под стандартный транс БП ЭВМ (которые мне попадались 3,5-7 мГн), вторичку ограничил тремя слоями. Максимальный ток нагрузки при выходном напряжении 300В прикидывал 1А. Сечение проводов обмоток великовато, но я не возражал против 2А при 100-150В, и к тому же мотал чем было, площадь дырки в бублике это позволяла. Запас сечения проводов и намотка двумя проводами, по моему разумению, не должна ухудшить характеристики транса. Или я не прав? Может чем толще провода, тем больше площадь обкладки (и ёмкость) паразитного конденсатора?
Хотя отрицательный результат - это тоже результат, но БП остался не доделанным. И вот на днях, в приливе энтузиазма, я выпаял и размотал этот транс с намерением сделать его уже без магнитной ленты. Попробовал рассчитать поточнее. В первичке хватает 29-30 витков - это хорошо, уменьшится ёмкость. Во вторичке - 100-105 витков. "Закутать" бы вторичку между слоями первички, как это сейчас делают, но первички теперь не хватит даже на один слой. Может сделать наоборот: первичку намотать между слоями вторички? Или это глупость? Этот вопрос собственно и стал поводом для моего рассказа.
Книгу Б.Ю.Семёнова "Силовая электроника..." и превосходный 46-страничный pdf Д.Макашова "Обратноходовой преобразователь" я хоть и не наизусть знаю, но, по крайне мере, слышал о них , и даже когда-то читал. Но зёрна мудрости, как видим, попали не в плодородную почву... .
PS: Сообщение с осциллограммой (черновичок для неспособных сходу изложить свою мысль ) я сочинял ещё до размотки транса, поэтому повествование вышло несколько непоследовательным.
Сейчас сижу и думаю, что хоть с магнитной лентой, хоть без неё, даже при точном расчёте получается более 130 витков в 4 слоя. Как ни крути - а ёмкость транса будет гораздо больше, чем в БП ЭВМ. И выбросы, и нагрев.
Снижать частоту - вовсе не комильфо.
Может сетевое напряжение выпрямить с удвоением? Тем более что на плате всё для этого уже предусмотрено (два больших конденсатора), надо только перемычку впаять. И на силовой трансформатор будет подаваться не 150в, а 300в. Количество витков вроде сильно не изменится: в первичке больше, во вторичке-меньше, но коэф трансформации с 3,5 уменьшится до 1,8. Теория гласит, что это улучшит работу инвертора. А как оно будет конкретно в моём случае? Есть какие-либо предположения?
Ещё высоковольтные транзисторы окажутся с меньшим раз в 5 коэффициентом передачи тока. Не пришлось бы переделывать ещё и трансик раскачки. Хотя это не катастрофа. Витков там мало, индуктивности известны. На толстеньком колечке толстым проводом вполне можно намотать. Не запутаться бы в фазировке обмоток.
Демпферная RC-цепь параллельно первичке = 1нФ + 56 Ом (родная цепочка этого БП, только вот транс совсем другой).
Демпферная RC-цепь параллельно вторичке = 1нФ + 100 Ом (не рассчитывал, поставил наугад).
Диодный мост из HER508 в корпусе DO-201AD, 1000V, 5A, 75nS, 50pF, 1,7V.
ШИМный дроссель поставил пока на 200 мкГн. Может это слишком мало даже для первых пробных запусков? Расчёт даёт аж 10мГн (для нагрузки 1а)! Неожиданно много.
После дросселя стоят К73-17 на 0,47 мкФ, Х2 на 0,47 мкФ, а после маленького дросселька (из цепи +12в) ещё один Х2 на 0,47 мкФ.. По моим прикидками 1 мкФ вполне хватит для приемлемых пульсаций, особенно для питания устройств, рассчитанных на переменное напряжение , Но хватит ли этой ёмкости для работы ШИМ - пока не сообразил.
musor: лечится неболшим дроселком впослед с первичкой зашунченым безиндукторным резистором
Замечательное замечание! Я бы сам не догадался. Спасибо. Вот перемотаю транс и обязательно попробую это на нём.
ТПИ да, красиво намотаны, нам так не жить .
А за секции и я вспомнил после пинка. Ёмкости секций соединятся последовательно. Так им и надо, вражинам... .
Ну и вид будет у такого тора... Диковинный, мягко говоря.
Vovikus: Первая мысль - перезаряд большой ёмкости получившегося силового трансформатора.
Как я понимаю речь идёт за полумостовую схему.
Для проверки этой мысли нужно измерить ёмкость трансформатора и рассчитать ток её перезаряда. 
Эти импульсы тока, ничто иное как закрытие выпрямительных диодов на вторичке транса. В момент защитной паузы дроссель на выходе БП своим током открывает выпрямительные диоды обеих плеч что бы добраться до минусового вывода, в момент включения ключа диоды открыты и трансформатор закорочен по вторичке на время закрытия диодов. Можете поднять дадашит на диоды и посмотреть время их закрытия, думаю совпадение с временем броска тока в первчике будет достаточно точным. Лечится эта бяка несколькими методами, установка индуктивности по первичке конечно немного уменьшит броски тока но не кардинально. Так что собирайте трансформатор в зад.
Если уж сильно хотите полностью убрать броски тока то нужно переходить к резонансным полумостам типа LLC который легко реализуются на спец микрсохемах.
Между прочем беспорядочная намотка обмоток трансформатора как раз уменьшает эти броски тока т.к. автоматом появляется индуктивность рассеивания которая условно говоря включена последовательно первичке. Так что если вы намотаете транс с минимальной индуктивностью рассеивания с помощью секционирования обмоток то броски тока только увеличатся по амплитуде.
По поводу "изоляции" кольца от обмотки, тут вроде не упоминали простой прозрачный скотч который и жёсткий и тянется и клеится и тонкий.