Was wirklich einfaches: Wonach wähle ich die Spule aus? Induktivität ist klar, aber wenn ich eine Simulation laufen lasse, dann habe ich teils Einschaltströme von 3-4A und Dauerströme ~ 1A. Halten Spulen für 1A dies kurzzeitig aus? in den Datenblättern findet man dazu nicht viel. Für euch Profis ist das sicher eine einfache Antwort, ich suche nun schon seit 2 Tagen in meinen Unterlagen, aber da steht nicht wirklich viel über Schaltregler drinnen. Auf Nummer-Sicher gehen kann ich leider nicht, weil für die großen Spulen kein Platz wäre, liege ich richtig mit der Vermutung das der Dauerstrom ausschlaggebend ist?
aja bevor ich zerfleischt werde: dies sollte nur exemplarisch sein, also nicht auf 1-4A festnageln, es geht mir hier mehr um Allgemeines
Bei einem Schaltregler dient die Spule ja als Energiespeicher, d.h. sie muss die erforderliche Energie speichern können. Der Draht einer Spule hält den geforderten Strom meistens sehr gut aus, die Sättigungsfeldstärke für das Magnetmaterial wird allerdings schnell überschritten. Bei den Speicherdrosseln für Schaltregler wird auch immer die Stromstärke angegeben, bei der das Magnetfeld gesättigt ist. Kleine Anmerkung: man sagt, dass die meiste Energie in der Speicherdrosse im Luftspalt gespeichert wird, das verstehe ich allerdings auch nicht :-)
naja, was heißt das nun für den nennstrom? :) rein vom gefühl würd ich sagen es reicht die 1A spule, aber ganz sicher bin ich nicht :|
>Versuch, die Spaltenergie zu erklären
Der magnetische Kreis einer Schaltdrossel besteht aus Kern mit
hochpermeablem Material und Luftspalt. Dabei lässt der Kern die
Magnetlinien um mü-r leichter durch als die Luft mit mü-r = 1. (Das sagt
auch der Name Permeabilität)
Der Erregerstrom hat also die meiste Arbeit, seine Feldlinien zu
erzeugen, mit dem Teil im Luftspalt. Oder anders gesagt: die Feldlinien
im Luftspalt zu erzeugen war um den Faktor mü-r schwerer als den Teil
der Feldlinie im Kernmaterial.
Zahlenmäßig sind die Verhältnisse so, dass der Kern die Magnetlinien zum
Luftspalt führt, ohne dass dabei viel Arbeit geleistet werden muss weil
der magnetische Widerstand des Kerns gering ist. Erst im Luftspalt
befindet sich das energiehaltige Magnetfeld, denn dort muss Arbeit zur
Erzeugung geleistet werden.
>rein vom gefühl würd ich sagen es reicht die 1A spule, aber ganz sicher >bin ich nicht :| Der für die Spule vorgeschriebenen Maximalstrom darf nicht überschritten werden, sonst kann die Spule die Energie nicht speichern und der Wirkungsgrad Deines Schaltreglers geht massiv in den Keller. >Der Erregerstrom hat also die meiste Arbeit, seine Feldlinien zu >erzeugen, mit dem Teil im Luftspalt. Oder anders gesagt: die Feldlinien >im Luftspalt zu erzeugen war um den Faktor mü-r schwerer als den Teil >der Feldlinie im Kernmaterial. Sehr schöner Erklärung ;-) Ich werde demnächst eine Spule mit sehr großem Luftspalt bauen ( Luft ist genügend da ). Dann kann ich darin ziemlich viel Energie speichern ....
der wirkungsgrad ist mir in den ersten 60µs relativ egal würd ich sagen. ich hab nur angst das sie die 4A anlaufstrom nicht überlebt, laut spice simulation sind die nur ca 40-60µs vorhanden.
60µs ist schon sehr kurz! Was ich damit sagen will, du musst deine Drossel nur auf den max. Ausgangsstrom + Ripplestrom auslegen, also in deinem Fall etwa 1A Was da am Anfang passiert ist uninteressant. Man könnte das übrigends durch verwendung eines Relgers der nach dem "current mode" Prinzip arbeitet wegbringen. und zu den Drosseln: meistens ist ein Isat, und ein Imax angegeben. Isat ist der Strom bei dem die Spule gesättigt ist, und ihre Induktivität verliert. Imax ist der Strom bei dem sich die Spule aufgrund des Drahtwiderstandes um eine gewisse Temperatur (meist 40°C) erwärmt . was anderes interessiert dich eigentlich nicht, woauchimmer da die Energie gespeichert wird.
Die Energie wird bei den Spulen mit Kern und Luftspalt im Wesentlichen im Luftspalt gepeichert. Der Kern drumrum hat aber auch seinen Sinn. Durch den Kern hat man viel Platz um mehr Wicklungen bzw, dickeren Draht unterzubringen. Man kann ein Schaltnetzteil auch mit einer Luftspule betreiben, nur hat man da relativ große Verluste. Es gibt auch Induktivitäten ohne Luftspalt und dafür geringerer Permeabilität. Um sicher zu sein müßte man die Schaltung einschließlich der Sättigung des Kern simulieren. Manche Schaltungen vertragen die Sättigung, einige aber auch nicht. Oft ist die Sättigung auch kein ganz abrupter übergang, und auch danach hat man noch eine Restinduktivität. So schlimm wie bei Eisentransformatoren ist die Sättigung bei Induktivitäten mit Luftspalt nicht.
"Es gibt auch Induktivitäten ohne Luftspalt und dafür geringerer Permeabilität." " ... und dafür ..." Ob ein Luftspalt vorgesehen wird, oder nicht, hat mit der Auswahl des ferromagnetischen Materials und dessen µ(r) nix zu tun.
Hallo, dein Simulationsergebnis sieht für eine Spule reichlich komisch aus. Normalerweise hat eine Spule die angewohnheit den Strom zu "glätten". Also genau das was ein Kondensator mit der Spannung macht, keine abrupten Wechsel. Hast du vielleicht eine zu geringe Induktivität gewählt? Zu welcher Zeit wird die eine Seite der Spule eingeschaltet? Mit welcher Frequenz arbeitest du beim Schaltregler? Normalerweise ist der Strom in der Spule bei einem Step-down-Regler dreiecksförmig. Grüße, Clemens
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das is ein step-up-regler mit 600kHz wenn ich das recht im kopf habe unter volllast. ich habe sogar eine höhere induktivität gewählt als das datenblatt vorsehen würde. der strom ist dreiecksförmig, hab jetzt eine andere simulation angehängt
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