Magnetspule/Material

Hi,

ich suche nach einem Material mit geringer Remanenz aber hoher Permeabilität.

Problem: es geht um einen Stromsensor mit einem Hall-Element. Um ein hohes Signal zu erhalten, hilft ein geschlitzter Ring mit Kupferspule drauf, in dessen Schlitz der Hall-Sensor sitzt.

Linearität ist nicht wichtig, Hysterese dagegen schon. Detektiert werden muss später nur, ob ein Strom größer eines Schwellwertes fliesst zuzüglich Richtungsfrage (im Prinzip zwei Schaltwerte), Sättigung ist egal.

Mit einem Ferritfilter-Ring den ich aufsäge habe ich ein prima Signal, aber leider auch eine bleibende Magnetisierung bei Maximalstrom, die mehr Signal erzeugt (bei wieder I=0), als der minimal zu detektierende Storm erzeugt.

Es geht um minimal detektierbar 0.1A, maximal fliessend ca. 8 Ampere.

Der Ring soll nachher ca. 10-15mm Durchmesser haben. Draht mit 3mm Durchmesser wäre prima, kann ich dann selbst Ringe machen und bewickeln.

Ich vermute, dass ein Nickeldraht hilft (75% Nickel, 25% Fe), aber wo kriegt man sowas (in halbwegs kleinen Mengen).

Was gäbe es sonst noch?

Ciao, Steffen

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Steffen Engel
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Es gibt vermutlich von Anbietern wie LEM fertige Module die ca. sowas tun. Zwar teuer, aber wenn man nicht deutliche Stückzahlen anpeilt dürfte Eigenentwicklung sich auch nicht üppig rechnen.

Für geringe Anforderungen an Genauigkeit gab es Schaltungen, wo der Strom durch Primärwicklung einen kleinen Ringkern in die Sättigung treibt. Wenn man durch Sekundärwicklung AC-Signal einspeist kann man dann z.B. dessen Amplitude auswerten. Offensichtlich hat man dann aber nicht die Richtung. Und Probleme mit Hysterese bleiben.

Ohne Hysterese: was empfindlicheres als Hall ( Philips KMZxx ) und reine Luftspule. Nachteil ist eventuell Streufeld aus Umgebung wenn man nicht zufällig Gehäuse hat das ohnehin schirmt.

Ferrit sägt sich nicht gut. Es gibt von Vacuumschmelz-Distributor auf Bändern Ferrit und MuMetall. Teuer, aber leichter zu verarbeiten kann man mit Schere schneiden. Adresse kann ich raussuchen.

Isabellenhütte typisch, aber nicht in kleinen Mengen.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Hi!

Da würde sich evtl choppen anbieten... Aber wenn Du keinen Shunt willst, wirst Du den Rds_on eines MosFET wahrscheinlich auch nicht wollen.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Hi,

Sorry, LEM hatte ich vergessen, ist zu teuer.

KMZ 10 hatte ich schon, aber da ist das Thema Stützfeld etwas lästig. Der Sensor ist aber prima sensibel und müsste nur geschirmt werden.

Das wäre nett.

Ach ja, worum es geht (dann wird es vielleicht klarer):

Im Modellbau werden weitverbreitet Computerladegeräte verwendet. Diese beginnen einen Ladevorgang indem sie den Akku mit einem kleinen anmessen und dann nach Identifikation den Ladestrom einregeln und die Akkuvolldetektion anpassen. Diese Ladegeräte haben oft hohe Ladeleitungen aber nur einen Ladeausgang.

Hat man mehrere Akkus zu laden, ist es angenehm einen Ladeverteiler zu haben. Das ganze sieht so aus, dass der Ladeverteiler an das Ladegerät gehängt wird und mehrere Ausgänge hat, an denen die Akkus angeschlossen werden. Die Akkus werden dann nacheinandenr geladen, indem der Ladeverteiler nach einem Ladevorgang (Detektion kein Stromfluss) auf den nächsten Ausgang weiterschaltet.

Die Lösung ist eine Taktschaltung die einen Dekadenzähler anspricht, der den jeweiligen Ladeausgang über ein Relais aktiviert. Ein Stromsensor (Detektion dass ein Ladevorgang läuft) hält den Takt an. Nach einer Einstellbaren Zeit ohne Stromfluss (die länger als die Messpausen des Ladegerätes sein muss) läuft der Takt weiter.

Eine solche Schaltung existiert bereits, ich mache gerade ein Redesign mit einem Zusatz: wenn das Ladegerät den Akku entlädt möchte ich einen zusätzlichen Lastwiderstand zuschalten um höhere Entladeleistungen zu haben.

Daher als eine Stromdetektion (geringer Strom -> Ladegerät bearbeitet gerade den Akku) plus Richtung (hoher Entladestrom -> Last zuschalten). Zu detektieren sind: Strom >=100mA Laden -> Takt halten Strom >=100mA Entladen -> Takt halten Strom >= 500mA Entladen -> Last zuschalten

Weil unklar ist, ob und welches Ladegerät eventuell Schwierigkeiten durch Seiteneffekte der Schaltung machen könnte, möchte ich es hat strikt galvanisch getrennt haben.

Da ich nur die Platinen mache und jeder sich das selbt bauen kann, interessiere ich mich halt für eine günstige Lösung, die aber relativ sicher nachzubauen ist.

Ciao, Steffen

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Steffen Engel

Damit scheidet der magnetische Klimbim weitgehend aus.

Einfachere galvanische Trennung: Optokoppler. Als Stromfühler ein niederohmiger Widerstand z.B. in -Leitung zum Akku. Den kann man mit OPs wie TLC271 die Signal an GND können in positive Spannung umwandeln. Die Akkus haben vermutlich mehr als 3V Spannung und können damit den OP versorgen. Damit er nicht dauernd läuft über Optokoppler nur zeitweise zuschalten. Für Auswertung gäbs zwei Varianten: a) reiner min/max-Grenzwertschalter Referenzspannungsquelle 1,25V, Dual KOP, 2 Optokoppler b) U/f-Wandler Aufwand unwesentlich höher als a), wenn man Genauigkeit auf 5-6 Bit begrenzt. Die Lösung mit den Optokoplern vereinfacht auch das multiplexen mehrerer Meßstellen.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Hi Rafael,

Es ist gebräuchlich 1 bis 32 Zellen zu laden. Versorgung des Optokopplers aus dem Akku entfällt damit. Aber die Idee nur den Optokoppler daraus zu versorgen hat was.

Der Hallsensor im Metallring funktioniert ja prima, nur brauche ich eben ein Metall ohne Remanenz.

Verstehe ich jetzt nicht so ganz, es geht ja gut (bis auf die Remanenz, ich wiederhole mich :-)

Die alte Lösung ist per Reedkontakt gelöst, schaltet ab 300mA und kann halt keine Entladelast, weil es keine Richtungserkennung hat.

Unter Umständen stände noch ein Gegenfeld in der Spule zur Verfügung. Muss halt nur eine zweite Wicklung in die Spule.

Snieef, mir gefällt der Hallsensor sooo gut, wenn denn nun nur nicht diese alte Remanenz wäre.

Ciao, Steffen

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Steffen Engel

Es gibt von Honeywell ein Hall-Applikationshandbuch von 1982 das auch Stromsensoren abhandelt. Werde die Seiten mal scannen, bräuchte allerdings noch gültige emailadresse per email. Dort werden teilweise auch Stabkerne verwendet. Wenn man 3 Stabkerne als Dreieck anordnet hat man "Ring", ist also magnetisch relativ "niederohmig". Solche Stabkerne gibt es 1-lagiger Wicklung aus ca. 1mm Kupferlackdraht gegen EMV. D.h. wickeln und mechanisch bearbeiten entfällt bei der Lösung. Abhängig von den Bauteilkosten also fertigungsfreundlich. Kernmaterial usw. kann man sich natürlich nicht beliebig aussuchen.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Steffen Engel schrieb:

Da der hohe Strom eh nur bei Entladung ansteht, würden sich 2 Reedkontakte mit unterschiedlicher Windungszahl anbieten. Der mit vielen Windungen stoppt den Takt, der mit 1/5 der Windungszahl schaltet zusätzlich die Last dazu.

Falls auch hohe Ladeströme auftreten können, müßte nur der Zweig für hohen Strom Richtungssensitiv sein. Also 100mA über Reedkontakt mit Luftspule -> remanenzfrei, hohen Strom über Hall, der Strom ist hoffentlich dann hoch genug, daß die Remanenz egal ist. Wenn nicht, wäre es auch möglich, denn Kern zw. den einzelen Akkus (Ladevorgängen) zu entmagnetisieren (in ca. 1s abklingendes Wechselfeld mit einigen kHz). Wenn die Spule dafür zB 100Wdg hat, dann brauchst du auch nur 80mA statt

8A.

Wenn das Ladegerät Statusleds hat, dann könnte man da ja Optokoppler parallel oder in Serie schalten um diese Auszuwerten.

Martin

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Martin Lenz

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