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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spule und Sättigung.


Autor: Kurz.Helmut (Gast)
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Hallo,

ich habe die angehängte Stromkennlinie einer Spule aufgenommen.
Dabei hat sie einen Peak von 148 mA.

Ich habe eine spule mit 4,7mH verwendet.
Aus dem Datenblatt: I_rated:73mA          I_sat: 119mA

Nun zu meiner Frage:

Da die 148 mA über  I_sat liegen, frage ich mich, was mit einer Spule 
passieren kann, die in der Sättigung betrieben wird bzw. was passiert 
allgemein mit einer Spule inder Sätigung?

Danke schön für eure Hilfe.

Gruß
Helmut

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Kurz.Helmut schrieb:
> ich habe die angehängte Stromkennlinie einer Spule aufgenommen.
Und wie wird die angesteuert?
Was ist auf dem Bild zu sehen?

> was passiert allgemein mit einer Spule inder Sätigung?
Vereinfacht: sie hat nur noch den DC-Widerstand.
Der Strom steigt dann sehr schnell weiter an und die Spule wird heiß.

Autor: Kurz.Helmut (Gast)
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Sie wird in einem Step-Down-Wandler (buck) betrieben.

Das Bild zeigt den Strom durch die Spule.

Ich musste allerdings feststellen ,dass die Spule nicht sonderlich warm 
wurde, obwohl sie ja scheinbar in der Sättigung betrieben wird, oder?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Kurz.Helmut schrieb:
> obwohl sie ja scheinbar in der Sättigung betrieben wird, oder?
Wo ist denn da welcher Strom? Was ist die untere gelbe Linie?

> Dabei hat sie einen Peak von 148 mA.
Der sehr kurze Peak hat 148 mA? Dann reicht die Zeit locker zum 
abkühlen. Aber der Stromverlauf sieht sowieso etwas eigenartig aus. 
Zeichne doch auch mal die Spannung am Schalterausgang mit auf.

Autor: ArnoR (Gast)
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Nach dem Diagramm wird die Spule ja nur kurzzeitig mit Überstrom 
betrieben, deshalb tritt kaum Erwärmung auf. Die Induktivität aber fällt 
in der Umgebung bzw. oberhalb des Sättigunsstroms steil ab.
Gleichstrombelastbarkeit und Sättigung sind unabhängige Eigenschaften 
der Spule.

Autor: Kurz.Helmut (Gast)
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Die gelben Linien sind nur Messlinien - der blaue Puls stellt den Strom 
dar.

Ja, der Stromverlauf sieht für einen Buck sehr eigenartig aus. - Aber am 
Ausgang liegen glatt 12 V an, so wie ich es möchte.

Ich habe jetzt mal die Spulenspannung angehängt. Ich hoffe, dass das 
weiterhilft.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Kurz.Helmut schrieb:
> Ich habe jetzt mal die Spulenspannung angehängt.
Die Spannung über der Spule?
Oder von der Spule gengen GND?

> Ich hoffe, dass das weiterhilft.
Nur zusammen mit dem Strom, denn sonst kann man nur schlecht zeitliche 
Zuordnungen treffen...

Autor: Kurz.Helmut (Gast)
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Das ist die Spannung gegen Gnd.
Zusammen habe ich die Bilder leider nicht. Aber der Strompeak tritt 
während der steigenden Flanke des Spannungspulses auf.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Kurz.Helmut (Gast)
 Wie auch immer, in einem Schaltregler ist es prinzipiell nie sinnvoll, 
die Spulen in die Sättigung zu treiben. Meistens retten sich dann die 
ICs durch Überstromabschaltung, das verhindert in vielen Fällen das 
Durchbrennen. Siehe Artikel Spule.

MFG
Falk

Autor: Kurz.Helmut (Gast)
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Was für negative Effekte hätte eine Parallelschaltung von 
Induktivitäten? Dann würde der Strom ja verringert werden... oder gibt 
es andere Möglichkeiten?

danke für die hilfe

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Kurz.Helmut (Gast)

>Was für negative Effekte hätte eine Parallelschaltung von
>Induktivitäten?

Hmm, fällt mir spontan nix ein. Kann man machen, ist aber größer als 
eine passende Spule.

MFG
Falk

Autor: Kurz.Helmut (Gast)
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Ich habe leider keine passende Spule gefunden, die bei 4,7mH einen Strom 
von bis zu 200 mA aushält.
Habt ihr da vllt etwas an der Hand?
Ansonsten werde ich die Spulen mal parallel schalten.

Dankesehr für die Hilfe.

Autor: Sascha (Gast)
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In Reihe schalten geht genauso, dann musst du die Induktivität auf die 
einzelnen Spulen verteilen.

Oder geh auf eine höhere Frequenz, 4,7mH ist schon ziemlich viel.

Autor: Marcus (Gast)
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Es ist möglich, dass der Strom auch nur durch die parasitäre Kapazität 
fließt und daher nichts zur Magnetisierung beiträgt. Das kann 
insbesondere bei der steigenden Spannungsflanke der Fall sein. Um das 
beurteilen zu können, sind die Angaben jedoch etwas dürftig.

Wie ist die Zeitachse in Deinen Oszillogrammen?
Wie (shunt, current probe) wurde der Strom gemessen?
Wie ist die Spule aufgebaut?
Wie sieht das Layout aus?

Autor: Bierhaubitze (Gast)
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Wenn du eine Spule in der Sättigung betreibst kommt es darauf an ob es 
deine Spule aushält. Magnetisch gesehn erhälst du eine Hysterese, kann 
man auch mit Oszi im XY betrieb und Hallsensor vermessen, dann erhält 
man dieses Bild:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/thumb/b/b...

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Wenn du Spulen parallel schaltest, verringert sich die Induktivität.

Autor: Kurz.Helmut (Gast)
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Ich habe eine Frequenz von 70 kHz eingestellt.
Gemessen habe ich mit einer Strommesszange und einer Differential Probe.
Die Spule ist eine SMD-Spule von Epcos.

Ich habe das ganze auf einer Lochrasterplatine aufgelötet - könnte 
natürlich an dem Aufbau liegen, aber da bleiben mir momentan keine 
anderen Möglichkeiten zum Testen.

Danke für die Hilfe

Autor: Johannes (Gast)
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Kurz.Helmut schrieb:
> Ich habe leider keine passende Spule gefunden, die bei 4,7mH einen Strom
> von bis zu 200 mA aushält.
> Habt ihr da vllt etwas an der Hand?
...
>Ich habe eine Frequenz von 70 kHz eingestellt.

Bist Du sicher, dass du bei 70 kHz eine so hohe Induktivität brauchst? 
Was für Spannugen (Eingang, Ausgang) und welchen Strom möchtest Du denn 
haben?

Autor: Kurz.Helmut (Gast)
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Laut Berechnungen sollte die theoretisch noch höher sein.
Der Eingang soll bis zu 170 V hoch gefahren werden und am Ausgang 12 V 
anliegen.
Ich wollte bis zu 30 mA abzapfen und minimal liege ich so bei 10 mA.

Sascha schrieb:
> In Reihe schalten geht genauso, dann musst du die Induktivität auf die
> einzelnen Spulen verteilen.

Würde sich dadurch der Strompeak reduzieren, der durch eine Induktivität 
fließt?

Autor: Kurz.Helmut (Gast)
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Was ich noch vergessen habe zu erwähnen:

Marcus schrieb:
> Wie ist die Zeitachse in Deinen Oszillogrammen?
Die Zeitachse ist auf 5µs pro Kästchen eingestellt.

> Wie (shunt, current probe) wurde der Strom gemessen?

Den Strom habe ich mit einer Strommmesszange gemessen.


> Wie ist die Spule aufgebaut?

Construction
-Ferrite drum core
- Laser-welded winding
- Flame-retardant molding

Datenblatt:
http://www.epcos.com/inf/30/db/ind_2008/b82442t.pdf

> Wie sieht das Layout aus?

Ein Stepdown-Wandler mit Mosfet und dahinter Diode, Spule und 
Kondensator - also eigentlich ganz konventionell aufgebaut.


Vielen Dank für die Hilfe.
Entschuldigt, dass ich so lange mit dem Antworten gebraucht habe. War 
leider zwischenzeitlich erkrankt.

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