Auswahl und Brechnung einer Speicherdrossel für Step-Down-Wandler

Na da sollte sich ja was finden lassen.

Geh da lieber mal zu

Das sind bei Reichelt die "Eisenpulver-Ringkerne fuer Leistungsanwendungen"

Ja.

Dafuer ist auch die im Kern speicherbare Energie viel geringer, und beim Step-Down Wandler willst Du Energie im Kern speichern. Also muss in den Ferritkern ein Luftspalt, in dem wird der groesste Teil der Energie gespeichert. Dadurch werden aber dann wieder deutlich mehr Windungen noetig, um die gleiche Induktivitaet zu erreichen ;)

S.o. Nimm einen Eisenpulver-Ringkern, der hat dann einen verteilten Luftspalt (Distributed Air Gap). Also beispielsweise einen T94-26 mit 41 Windungen CuL, 0.8mm der hat dann 100µH.

Ja, solche Kerne sind eher fuer Uebertrager gedacht. Nicht fuer den Einsatz als Speicherdrossel.

Gruss,

Steffen

Hallo,

danke für deine Antwort. Ich muß leider sagen, daß ich nicht unbedingt ein Experte in Spulenfragen bin.Sowas wird bei der Ausbildung immer schön übergangen, damit keiner dumme Fragen stellt, die dann jemand beantworten müßte.

Der Kern, den Du mir vorschlägst, ist mir etwas groß und braucht zu viele Windungen.Mir wären Ferrite wirklich lieber.

Welche Kernmaterialien werden z.B. bei Mainboards für die CPU Spannung benutzt ? Diese haben auch nur ein paar Windungen, allerdings werden die mit deutlich höheren Frequenzen betrieben.

Ich habe jetzt noch ein wenig bei der Konkurrenz geschaut. Conrad hat Ferritkerne von Epcos. Im Applikationsdatenblatt schlagen sie unter anderem das Kenmaterial T38 bei Schaltreglern vor. Bei diesem Kernmaterial würde ich auch nur ein paar Windungen brauchen. Es müßte eigentlich gehen, oder ?

Daher würde ich den Typ B64290-L45-X38 in Betracht ziehen. Ich weiß nur noch nicht, wie ich mit Hilfe des Datenblatts berechnen kann, ob und ab wann der Kern in die Sättigung kommt.

Man bietet mir folgende Daten an:

Al = 6440 (Summenzeichen)I / A in mm hoch -1 = 1,95 Ie in mm = 38,52 Ae in mm² = 19,73 Ve in mm³ = 760

Windungszahl = 5 Strom = 1 A

Welche Daten brauche ich, und woher bekomme ich den Grenzwert (Bmax)? Es gibt zu dem Kern ein Datenblatt mit mehreren Diagrammen. Welches brauche ich dazu ?

Jogibär

Hi,

Ja. Diese Ferritkerne haben erstmal keinen Luftspalt und erreichen dadurch schon bei wenigen Windungen eine hohe Induktivität. Leider ist es so, dass dies damit erkauft wird, dass die Induktivität schon bei kleinen Gleichströmen sehr stark zusammenbricht und Du dann bei 1A fast nichts mehr davon übrig hast. Die Induktivität hängt also vom Strom ab. Bei Schaltreglern mit dem MC34063, also bei Sperrwandlern, braucht man aber Drosseln, die relativ viel Gleichstrom abkönnen, ohne dabei ihre Induktivität zu verlieren. Um das zu erreichen, muss man in den Ferrit-Kern einen Luftspalt hineinsägen. Dann ist er aber nicht mehr besser als ein Eisenpulverkern.

Also kaufst Du Dir einen Pulverkern und musst schonmal nicht sägen.

Dann kannst Du Dir ausrechnen, wieviele Windungen Du für Deine gewünschte Induktivität brauchst und dann musst Du noch ausrechnen, ob der Kern dann noch den gewünschten Strom abkann. Ein Eisenpulverkern verliert nämlich mit zunehmendem Strom auch seine Induktivität, auch er sättigt, allerdings erst später als ein Ferritkern.

Wenn Du nicht rechnen möchtest, lade Dir bei Micrometals die Designsoftware runter. Da kannst Du alle Daten eingeben und die schlägt Dir dann passende Kerne vor.

Oder nimm einen T106-18, der geht für Deine Zwecke auf jeden Fall und hat genügend Reserven.

Gruß Michael

;-) Nach ein paar selbstentwickelten SNTs kannst das alles dann aus dem FF.

Dann nimm einen kleineren, hat ja auch kleinere. Ich hab mal den genommen, weil da schoen Platz fuer einen dickeren Draht ist. Es muss bei 1A auch nicht 0.8mm CuL sein.

Eisenpulver-Ringkerne. Genau, und dadurch wird der Kern deutlich kleiner, weil die Frequenz deutlich hoeher ist als Deine 50kHz. Der Strom uebrigens auch...

Das T38 Material saettigt bei 100°C schon bei 260mT. Nimm lieber was anderes, N67, N87. Bei Epcos gibt es ein Datenblatt ueber die Siferrit-Materialien, da sind die Material-Kenndaten und -kurven alle drin.

Das Kernmaterial darf halt nicht in Saettigung gehen. Es ist nicht unbedingt primaeres Designziel, mit moeglichst wenig Windungen auszukommen.

Ohje, fuer Deine Anwendung ist so ein Kern ungeeignet. Nimm einen mit Luftspalt wenns denn unbedingt Ferrit sein muss.

Aus dem Datenblatt des Kernmaterials. Bei einem vernuenftigen Kern liegt Bmax so bei mind. 0.3T.

Gruss,

Steffen

Steffen Koepf schrieb:

Naja der Hauptgrund ist weniger die vielleicht 2mal größere Frequenz, sondern eher die über 10mal kleinere Spannung.

Marcel

Hallo Michael,

Bei den ganzen Wandlern, die ich bisher entwickelt habe, hatte keine Induktivitaet einen Luftspalt. Man muss eben nur eine nehmen, die beim hoechsten Strom nicht saettigt und ein wenig Reserve hat.

Gruesse, Joerg

Hallo,

snipped-for-privacy@spam.de schrieb:

zum Beispiel, oder genau diese Werte? Es steht nämlich die Spannung nicht dabei.

Also 1A am Ausgang bedeutet, daß die Spule rund 2,5A abkönnen muß (je nach Duty-Cycle). Bei 50kHz wären das rund 55V eingangsseitig. Es sei denn man fährt im continuous mode, dann sieht die Rechnung etwas anders aus. Das macht aber die Regelung komplizierter.

Naja, das ist der Tribut von niedriger Frequenz und höherer Spannung. Ich habe sowas ähnliches mit gut 100kHz mit einem T44-2 realisiert. (MOSFETs sind ja schnell und Epitaxialdioden billig.)

Geht auch bei der Frequenz. Ein FT114-61 schafft das auch. Das sind aber auch 35 Wicklungen. Wenn man keine Lust zum Wickeln hat, muß man mit der Frequenz hoch. Dann aber wirklich mit Eisenpulver. Dabei sollte man penibel auf das Design und alle verbauten Bauteile achten, sonst wird es das berühmte Spiel mit dem Teufel und dem Belzebub.

Das paßt irgedwie alles nicht so ganz. Die Verluste sollten eben nicht zu groß ausfallen, sonst ist der Wirkungsgrad schlecht und der Kern wird gegrillt.

Marcel

Hallo Jogibaer

Wenn Du das zum ersten Mal machst, empfiehlt sich ein gruendliches Studium eines Datenblattes. Ich kenne nur ein Beispiel fuer Aufwaerts- und SEPIC Wandler, wo das LM3478 Datenblatt sehr gut ist und die genaue Berechnung enthaelt. Das hatte ich mal einem Kunden gegeben, damit dessen Ingenieure mein Design nachvollziehen konnten.

Aber das gibt es sicher auch fuer Abwaertswandler (Buck Converter). National ist ganz gut. Am besten ist ein altes Unitrode Handbuch. Damit hatte ich mir das vor zig Jahren reingezogen.

Gruesse, Joerg

Hi,

Mit Ferritkernen meinte ich massive Kerne. Wahrscheinlich hast Du Pulverkerne benutzt oder Flusswandler gebaut. Bei Pulverkernen ist der Luftspalt schon eingebaut, nur siehst Du den nicht, weil er nicht aus Luft sondern aus Kunststoff ist.

Michael

"Michael Rübig" schrieb:

Ist der bei Reichelt erhältliche Amidon Ringkern FT 37-77 ein solcher "massiver" Kern?

Ich hatte damit mal einen kleinen Schaltregler mit dem 34063A gebaut und er hat nie richtig funktioniert. Hab den selbstgewickelten Ringkern dann einfach durch eine ebenfalls bei Reichelt erhältliche

330uH Festinduktivität ersetzt (09P 330u) und damit lief es auf Anhieb.

Sorry, bin nur Hobbybrater aber vielleicht lag es in dem Fall daran dass ich einfach den falschen Kern nahm?

Gruss, Kai

Hallo,

für den 34063 gibt es auch eine Applikations Note, wo die Berechnung umfangreich für verschiedene Betriebsarten aufgeführt ist. Dannach habe ich mir mit einer Tabellenkalkulation eine kleine Tabelle gebaut, wo ich nur noch die gewünschten Daten eingebe, und erhalte dann die entsprechenden Werte.

Soweit ich das verstanden habe,bestehen Eisenpulverkerne durch die Herstellung ( Sintern) über viele ganz kleine Luftspalte, so daß man nicht extra noch einen vorsehen muß.

Mit Wandler meinst Du jetzt Impedanzwandeler oder ähnliches , richtig ?

Ich habe jetzt einen T-94 benutzt, die maximale Sättigung wird mit diesem nicht erreicht.

Danke noch mal für eure Hilfe

Jogibär

Hallo, meine z.B. Angaben waren vielleicht nicht ganz genau. Nach meiner Rechnung jetzt:

Ua = 12V Ia = 0,75 A f = 50 kHz Uemin = 28V L = 92 µH. max. Drosselstrom = 1,5 A ( nach Applikation Note )

Noch eine Frage zu deiner Antwort:

Wie kommst Du auf diese Rechnung ?

Jogibär

Hallo, ich habe bisher auch fertige Spulen wie die 09P Serie benutzt. Das Problem ist dabei, daß die Induktivität für einen bestimmten Frequenzbereich gilt. Die 09P Serie ist für den MHz Bereich vorgesehen, ich befürchte,daß die Daten der Spule bei 50 kHz ganz anders sind.

Deshalb will ich jetzt eben selber die Spule nach Kernmaterial und gewünschten Daten auslegen.

Jogibär

Neinnein, die passen schon. Aber bei deinen Stromanforderungen raucht 09P sofort ab.

cu,

Steffen

Hallo,

jetzt verstehe ich gar nichts mehr. Erst sagt man mir, man kann Ferrite nicht nehmen, weil sie zu schnell in die Sättigung gehen, und jetzt sagt wer anders, daß man sie doch benutzen kann. Mit dem 77 Material habe ich auch schon geliebäugelt,aber nach Hinweisen hier bin ich auf Eisenpulverringkerne umgeschwenkt.

Jogibär

Hallo,

Jörg hatte folgendes geschrieben:

Das von Ihm erwähnte 77 Material wird bei Ferriten benutzt. Darum auch meine Frage zu den Wandlern.

Jogibär

Hi,

Auch Eisenpulverkerne sind Ferrite. Sie bestehen genaugenommen aus Ferritpulver. Wobei im allgemeinen Sprachgebrauch der Begriff Ferrit aber für die massive Ausführung (nicht Pulver) verwendet wird. Ich denke, Jörg hat da was verwechselt oder sich unglücklich ausgedrückt. Du kannst auch einen Ferrit-Kern nehmen. Nur musst Du dann einen Luftspalt reinsägen. Wenn Du das machst, kannst Du sehr ähnliche Eigenschaften wie bei Pulverkernen erreichen.

Michael

Nein. Mit "Wandler" meint er alle Arten getakteter Stromversorger, egal, ob das nun "Schaltnetzteile", "elektronische Trafos"", "CFL-Inverter" *brrrr* oder noch was ganz anderes sind.

Grusz, Rainer

"Michael Rübig" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@individual.net...

Nein, Ferrit besteht aus Eisenoxid, Eisenpulverkerne eben aus Eisenstaub. Ist schon was anderes, ebenso wie bei Magnettonbaendern die Normalen (steht da Fe2O3 drauf ?) und Reineinsenbaender.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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