Auswahl und Brechnung einer Speicherdrossel für Step-Down-Wandler

Hallo,

Jogibär schrieb:

Na also.

Das ist aber mit sehr spitzer Feder gerechnet. Bei höherer Eingangsspannung sind die 1,5A maximaler Drosselstrom bei Vollast nicht zu halten. Angenommen Uemin=32V

- nach 6,9µs sind die 1,5A erreicht, der Schalter muß öffnen (92µH*1,5A/20V)

- nach weiteren 11,5µs ist der Saft alle (Mit Verlusten in der Freilaufdiode sogar noch schneller)

- es fehlen noch mindestens 1,6µs bis der Schalter wieder schließt

- der mittlere Strom ist also nur 0,69A qed.

Naja, angenommem das Ding soll non-continuous laufen. (Also vollständige Entladung bevor der Schaller wieder schließt) Da muß bei 1A im Mittel mindestens 2A Spitze fließen. Da man aber nicht mit 100% der Zykluszeit kalkulieren kann, braucht man etwas Reserve. Andernfalls hätte man ein Problem bei variierender Eingangsspannung, da es nur bei einer Spannung genau paßt. Um in die 100µH 2,5A in 10µs (halbe Periode) reinzubekommen braucht man

25V. Beim Step-Down-Regler ist die Eingangsspannung die Summe von Lade und Entladespannung der Spule. Also grob mal 2. Das gilt aber nur für genau 50% Duty-Cycle. Bei anderen Verhältnissen ist es etwas weniger Spannung. Aber man kann auch nicht 100% der Zeit nutzen, aus dem selben Grund wie oben. Deshalb so grob um die 55V.

Marcel

Hallo,

könntest Du mir die Rechnung mit Erläuterungen mal Schritt für Schritt darlegen ?

Du scheinst Dich gut auszukennen. Endlich mal was anderes als die ewigen Vermutungen. Nur damit ich es selber mal richtig verstehe. Zur Berechnung meiner Werte habe ich die original Formeln des Datenblatt's verwendet. Was ist das für eine Formel > L*I/U ? Warum ist nach 11,5 µs der Saft alle ? Wie kommst Du auf den mittleren Strom ?

Jogibär

Was für ein Kuddelmuddel. Ferrite sind Mischungen aus verschiedenen, nichtmetallischen aber trotzdem magnetischen Stoffen, oft Oxyden. Außer Eisenoxyd ist gerne auch Kobalt und vieles andere Zeug enthalten. Es gibt sogar Ferrite, in denen gar kein Eisen drin ist. Die genaue Mischung ist i.d.R. Geheimnis des Herstellers. Je nach Zusammensetzung haben Ferrite verschiedene Eigenschaften, typisch ist aber eine relativ große Permeabilität und eher kleine Sättigungs-Flußdichten. Bauteile aus Ferrit werden gesintert, d.h. die Bestandteile werden in Pulverform gemischt und dann bei hohem Druck/Temperatur in Form gepreßt. Also sehr gut vergleichbar mit Keramik. Auch die typischen Permanentmagnete (nicht: Neodym) bestehen aus Ferrit.

Eisenpulverkerne bestehen nun wie der Name schon sagt, aus Eisenpulver das als Füllstoff zusammen mit einem Kunstharz verwendet wird. Auch hier lassen sich durch Variation von Korngröße und Eisenmenge verschie- dene Eigenschaften gezielt herstellen.

Also: Pulver waren die Teile in jedem Fall. Nur wird einmal das Pulver gesintert, das andere Mal mit Kunstharz vermischt.

XL

Hallo, klar L*I/U ist die Induktivität (Henry). Habs eben selber umgestellt. Die 20 V sind 32V Eingansspannung - 12 V Ausgangsspannung.

Jogibär

Hallo Peter,

Auch ganz normale, bei mir war das mit einem dicken Topfkern. Mit Ringkernen ist nicht viel zu machen, das gaebe bei Wickeln Blasen ;-)

Gruesse, Joerg

Hallo, klar L*I/U ist die Induktivität (Henry). Habs eben selber umgestellt. Die 20 V sind 32V Eingansspannung - 12 V Ausgangsspannung.

W = L*I²/2 W = 92µH * 1,5² /2 W = 0.0001035 WS

P = 12 V * 0,75 A P = 9 W W/P = s

0,0001035/9W = 11,5 µs

T = 1/f T = 20 µs

20µs - 11,5 µs - 6,9 µs = 1,6 µs

Ich hoffe, ich habe Deine Berechnung korrekt nachvollzogen.

Jogibär

Hallo Jogibär,

Es gibt eine Tabelle (bei meinem alten Katalog von 1993 auf Seite 47). Da steht die maximale Flussdichte fuer 77er und die anderen angebotenen Materialien drin.

Am Ende (bei mir Seite 64) ist sogar noch ein Pfuschzettel drin, wenn einen die ganze Mathe nervt: "Core Size vs. Power Output". Das ist arg vereinfacht, aber wenn man nur die ueber die Spule transferierte Leistung betrachtet, dann geht das auch. Im Zweifel ein dickeren Kern nehmen, Ferrit ist recht billig.

Ausrechnen. Hier ist noch eine Anleitung, die das Schritt fuer Schritt fuer Buck Converter zeigt:

Gruesse, Joerg

Hallo Rainer,

Wurde mich mal interessieren: Wie heisst denn bei Euch ein SEPIC Converter?

Gruesse, Joerg

Hallo Peter,

Danke, kam nicht mehr drauf. Das isses.

Abraham Pressman: "Switching Power Supply Design", 2nd Edition 1991, ISBN 0-07-050806-2, McGraw-Hill.

Vielleicht gibt es davon eine 97er Ausgabe.

Gruesse, Joerg

Hallo Peter,

Uebertrager meinte ich ja, Breitband. Auch bei hohen Leistungen. Da habe ich schon locker ueber 100W ueber recht kleine Fair-Rite 43er Kerne geschickt und nichts wurde warm. Ausser den Transistoren natuerlich.

Bei Resonanzkreisen ist Eisenpulver angesagt. Die sind aber teuer und so nehme ich sie auch nur dafuer. Vor 25 Jahren kannte ich nicht viel von Ferriten. Damals hatte ich noch einen Balun mit zweimal T200-2 uebereinander gebaut. Der ist dann auch prompt bei einer laengeren Session explodiert.

Gruesse, Joerg

dafür gibt es nette Maschinchen ;-) In Kerpen hatte ich den Wickler direkt nebenan und nun geht es über den Postweg

ich habe das auch schon mit Ferritkernen probiert, war aber nicht richtig zufrieden im Leistungsbereich.

Die Sättigungsinduktion bei Ferriten liegt bei nur 300-400mT Die Induktivität bei gleicher Windungszahl ist wesentlich geringer

Daher sind höhere Windungszahlen mit dünnerem Draht erforderlich, also höhere Kupferverluste. Aus gleichem Grund höhere parasitäre Kapazitäten und Streuinduktivitäten Die Verzerrungen bei Übersteuerung setzen nicht weich ein, sondern sehr abrupt, nicht so toll bei einem Röhrenverstärker. Eins muss ich wohl sagen, die Linearität ist wirklich exzellent. Als Interstage/Zwischenübertrager habe ich sie daher eingesetzt, aber nicht in der Endstufe.

Gruss Peter

.

Auf Denglisch, ja.

Auf Deutsch heisst der Abwaertswandler "Abwaertswandler". ist sogar zwei Bindestriche kuerzer als "step-down-Wandler".

Grusz, Rainer

ich habe einen gebaut mit 2 Stapeln FT-240, je 12 Stück. Zwischen jedem Kernpaar eine grosse Aluplatte 6mm stark und dann Teflonlitze durchgefädelt. Ist ein 1:12 Breitband-Übertrager für V-Beam und Rhombus und reicht auch für eine 4CX15K

für Baluns und Übertrager nehme ich FT-240 oder Ferroxcube TL55/32/18-4A11

Gruss Peter

war für einen Kommerziellen ;-)

ja richtig, gut für 1500W

schon schlimm manchmal wenn man Infos braucht

Gruss Peter

sorry, falscher Link

vielleicht noch ein interessanter Link, für jemanden, der Ferrit-Ringkerne mit Luftspalt benötigt

Ich habe eine 1999-er international edition, gekauft 8/2004 bei Amazon.de ISBN 0-07-116707-2

Ich wollte, ich hätte es schon 3 Jahre früher gehabt...

Gruß, Gerhard

Hallo,

Jogibär schrieb:

[...]

viele Wege führen nach Rom. Ich glaube aber das war ein Zufallstreffer, weil I_Lmax = 2 * I_out ist.

Ich habe eigentlich nur die Gleichung U = L * dI/dt verwendet. Da U in den betrachteten Zeiträumen konstant ist, kann man direkt Delta-I und Delta-t verwenden.

t_freilauf = 92µH * 1,5A / 12V

Marcel

Hallo Peter,

Danke. Aber besonder ueppig ist das Datenblatt ja nicht. Keine Saettigungskurven, eigentlich gar keine Diagramme.

Gruesse, Joerg