Überträger beim Flusswandler

"Michael Dreschmann" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@news.t-online.de...

Ein Kernmaterial hat eine maximale Voltzahl pro Windung, darüber steigen die Verluste durch induzierte Eddy-Currents zu weit an. Du brauchst also so viele Windungen, dass diese Voltzahl/Wdg unterschritten wird. Da die Verluste in einem Bogen ansteigen, ist die Grenze keine harte Zahl, sondern die Summe der Verluste lässt die Kerntemperatur steigen bis es ihm zu heiss wird.

Also auf die ganz bequeme so:

Gewuenschte Netzteildaten eingeben, "Berechnen" klicken.

Dann nach Optimieren der Induktivitaet im Gleichrichter auf "Wickeld. Trafo" klicken und dann wird einem das alles fertig aufs Platzdeckchen gestellt. Windungszahlen, Kerntyp, Hersteller, Sekt und Serviette :-)

Das ist etwas komplizierter. Man muss sich in die Daten des Materials und der gewaehlten Geometrie einarbeiten, gut 30% von der Saettigung wegbleiben und wenn es zu knapp wird den naechst groesseren nehmen. Nach einiger Zeit hat man im Fingerspitzengefuehl was passt. Z.B. bei Brueckenwandlern bei Euch vermutlich Kaschke 2004-2006 oder aehnlich. Siemens/Epcos kenne ich nicht so. Die Hersteller haben meist gute Application Notes, jedenfalls Firmen wie Fair-Rite. In Deutsch wuesste ich allerdings keine, wuerde ich eh kaum noch verstehen :-)

Wichtig: Bei Schmidt-Walter werden Umschaltverluste, Rdson-Verluste, Streuung und dergleichen nicht beruecksichtigt. Also wie bei der Kaffeemaschine, immer einen extra Loeffel mehr Pulver als gebruehte Tassen.

Aehm, da geht noch die Frequenz mit ein :-)

Nachtrag: Ihr koennt ja alle fliessend Englisch. Hier ist eine Einfuehrung ins Eingemachte. Unten auf der Seite findest Du die Links zu den Kapiteln des Unitrode MAG100 Handbook. Besser als jede Vorlesung.

TI hat vor langer Zeit die Firma Unitrode gekauft und das sind die Altmeister im Schaltreglerbereich, da kommen die ganze UC.... Chips her. Ich habe deren Datenbuch hier und das steht hier behuetet im Regal, bewacht von einem Rottweiler.

Denke aber nicht dass Schaltreglerentwickler alle voll fit in Mathe und Physik sind und alles immer hochwissenschaftlich berechnen. Da geht viel zu wie beim Holzrahmenschreiner, Pi mal Daumen, passt, wackelt, hat Luft. Nimm am Anfang lieber ein bis zwei Nummern zu grosse Kerne, dann spritzt Dir auch nichts um die Ohren. Teuer ist Ferrit ja nicht.

Die steckt in der dimensionlosen Voltzahl sicher mit drinnen.

Bitte beachte den Unterschied der beiden Begriffe Wicklung und Windung.

Im Prinzip schon. Wichtig ist, dass der Kern nicht in Sättigung gerät. Dafür ist -- abhängig von Schaltfrequenz und Primärspannung -- ein gewisser Kernquerschnitt nötig. Dieser bestimmt dann indirekt zusammen mit dem Wicklungsvolumen letztlich das Kernvolumen.

Egal, ob Du an dieser Stelle nun Wicklungen oder Windungen meinst (eigentlich meinst Du das Wicklungsvolumen): Nein. Der Kern darf nicht in Sättigung geraten, siehe oben.

Grüße,

Günther

Günther Dietrich schrieb:

Hallo,

nicht von Schaltfrequenz und Primärspannung, sondern von Schaltfrequenz und zu übertragender Leistung. So lange die nötigen Windungen noch draufpassen braucht man für höhere Spannung bei gleicher Leistung keinen grösseren Kernquerschnitt.

Bye

Hallo Michael,

Michael Dreschmann schrieb:

Bei gegebenem Kern passiert prinzipiell folgendes: Wickelst Du zu wenige Windungen drauf, wird die magn. Flussdichte (früher: Induktion) im Kern zu hoch und die Wirbelstromverluste im Kern steigen an. Wickelst Du zu viele Windungen (mit dann zwangläufig dünnerem Draht) drauf, steigen die ohmschen Verluste im Kupfer an.

Wie Manfred schon schrieb, geht man von einer Flussdichte aus, von der man annimmt, dass die Kernverluste da etwa passen könnten. Nach meinen Erfahrungen liegt dieser Wert weit unter der Sättigungsgrenze.

Wenn man mal von einem typischen Gegentakt-Flusswandler ausgeht, ergibt sich für die Flussdichte B ungefähr folgendes:

B = (U * t_on) / (n_p * A_emin)

U - Amplitude der Primärspannung (bei Halbbrücke: U_b/2; bei Vollbrücke: U_b) t_on - max. Einschaltdauer (eines Transistors) n_p - Anzahl der Primärwindungen A_emin - min. Kernquerschnitt (sollte im Datenblatt des Kerns zu finden sein)

Ich rechne (bei Frequenzen um die 100kHz und N87 von Epcos) meistens mit B = 0.15 T; falls Dir das zu warm wird, musst Du halt noch bischen runtergehen.

Ich hab mir in Mathcad was gebaut, womit ich das alles durchrechnen kann (incl. Kern- und Kupferverlusten); von Hand ist das doch recht mühselig.

Naja, beim Flusswandler wird die Energie ja nicht im Kern gespeichert, von daher ist das erstmal nicht das Kriterium. Aber Du wirst beim Durchrechnen schnell feststellen, das bei einem zu kleinen Kern und korrekt dimensionierter Flussdichte die Kupferverluste zu hoch sind (siehe oben).

Grüße Markus

Das steckt schon in "zusammen mit dem Wicklungsvolumen" mit drin.

Wichtig ist, dass die Induktivität groß genug ist, dass bei gegebener Frequenz und Spannung die Sättigung nicht erreicht wird. Darauf basierend muss man dann ermitteln, auf welchem Kern man -- unter Berücksichtigung der gewünschten maximalen Kern- und Kupferverluste -- die entsprechenden Wicklungen unterbringen kann. Das ist eventuell ein iterativer Vorgang.

Grüße,

Günther

Hallo Michael, hallo Markus.

Und daraus folgt auch noch, da=DF das Wickelfenster von der Wicklung immer gut ausgef=FCllt sein sollte. Entweder weil man so viele Windungen braucht oder weil man einen so dicken Draht braucht. Andernfalls war der Kern zu gro=DF. Was aber bei weitem nicht so schlimm ist wie zu klein.

Lediglich bei Hochspannung kommt das nicht immer hin, aber dann weil man so dicke Isolierungen bzw. so gro=DFe Abst=E4nde braucht.

Eine gute Quelle f=FCr Kerne zum basteln sind =FCbrigens geschrottete PC- Netzteile. Oft findet sich was, was hinreichend dicht an dem dran ist, was man gerne h=E4tte. Ansonsten Umwickeln. Die verklebten Kerne/Wicklungen erhitzt man langsam im Backofen. Irgendwo jenseits von 120-150 Grad wird der Klebstoff weich und kann vorsichtig mit Handschuhen (oder Hornhaut) oder Zange auseinander gezogen werden.

Mit freundlichem Gru=DF: Bernd Wiebus alias dl1eic

Danke erstmal an alle Antworter. Das hilft mir auf jeden Fall schonmal viel weiter. Ich meld mich dann wieder, wenn die ersten Fetzen geflogen sind. :) Aber so schlecht siehts gar nicht aus. Ein erster Versuch hat ca. 80% Wirkungsgrad erreicht. Ausgangsleistung ca. 20W und sicherlich nicht optimaler Trafo.

Gruss, Michael

So aehnlich wie die Wattzahl beim Stromverbrauch :-)