Hallo, ich bin gerade dabei eine Spule für einen Boost-Converter auszulegen. Eingangsspannung Ue=70V und Augangsspannung Ua=330V. Peak-Strom über Spule Ip=130A Rippelstrom dI=50A Querschnitt des Kupferdrahts 25mm² Die Induktivität habe ich berechnet mit L=20µH. Jetzt kommt das Problem eine Spule zu finden...also "selber" zu wickeln. Dann treten direkt mehrere Probleme auf.... ...z.B. einen geigneten Spulenkern zu finden. Ich habe verschiedene Kerne mit dem Material 3C90 von Ferroxcube verglichen, welche ein B,sat=320mT haben. Dazu habe ich erstmal den µe berechnet um aus der Tabelle im Datenblatt den AL-Wert zu ermitteln, um dann damit zu sehen wieviele Windungen notwendig sind und ob der jeweilige Kern dazu verwendet werden kann. Je nach Kern bekomme ich Ergebnisse für µe zwischen 15 und 100. Entweder ist der AL-Wert in der Tabelle des Datenblatts zu groß...dann bekomme ich zu wenige Windungen...oder der AL-Wert ist zu klein...dann bekomme ich so viele Windungen, dass die Wickelfläche des Kerns zu klein ist. Meine Frage ist nun Folgende: Wie kann ich den AL-Wert ohne Datenblatt berechnen, um für einen bestimmten Kern meine Spule auszulegen. Wie lasse ich dort den Luftspalt einfließen? Kann mir da jemand weitere Tipps geben?
hsman mansh schrieb: > ich bin gerade dabei eine Spule für einen Boost-Converter auszulegen. > Eingangsspannung Ue=70V und Augangsspannung Ua=330V. > Peak-Strom über Spule Ip=130A > Rippelstrom dI=50A Falsche Topologie! Bei der Leistung ist ein Gegentaktflusswandler angesagt, mit Vollbrücke.
Wenn keine galvanische Trenung erforderlich, ist das keinesfalls die falsche Topoogie. Keinesfalls einen Trafo verwenden welcher Zusatzverluste macht. Allerdings über mehrer Phasen nachdenken, das erleichtert eigentlich alles an so einem Teil. Bei der Auslegung des Kondensators am Ausgang wird dir sonst schlecht;) Zu Al-Wert, das ganze lässt sich zwar über den mag Widerstand berechnen, also wenn man die Luft einfließen lässt. Jedoch stimmt das meist wenig mit der Realität überein, dadas Feld ja aus dem Spalt drängt. Halte dich da an die approximationsformel des Herstellers. Wenns kein gibt, dann den Luftspalt austesten. Denn zur festlegung der Windungszahl ist Querschnitt und Flußdichte ausschlaggeben. Denn Luftspalt passt du dann so an, dass das gewünschte L herauskommt. MFG Fralla
Danke schonmal für die Antworten. Es wird keine galvanische Trennung vorgenommen. Rein theoretisch die ganze Sache zu berechnen ist meiner Meinung nach auch abweichend von der Realität.
Fralla schrieb: > Wenn keine galvanische Trenung erforderlich, ist das keinesfalls die > falsche Topoogie. Keinesfalls einen Trafo verwenden welcher > Zusatzverluste macht. Allerdings über mehrer Phasen nachdenken, das > erleichtert eigentlich alles an so einem Teil. Zusatzverluste? Gegenüber einer Speicherdrossel? Oh weh.
>Zusatzverluste? Gegenüber einer Speicherdrossel? Oh weh. Schon mal einen klasischen PWM-Vollbrückenwandler ohne Speicherdrossel gesehen? Schon den Filteraufwand des pulsierenden Eingangstromes (Hochstromseite) bedacht? Packt man die Drossel auf die Primärseite is sie wie beim Boostwandler auch auf der Hochstromseite und entsprechend groß, jedoch wird der Filteraufwand abgesenkt. Bei einen 4-Phasigen Booster hat man im Bereich des Dutycycle wo der laufen wird, so ~80% schon fast eine Auslöschung des Ripple. Die Stromverdrängungsverluste in den Drosseln werden reduziert, im Trafo hat man alles auf einem Ort. >Es wird keine galvanische Trennung vorgenommen. Rechne mal Drosseln durch für ein 4-Phasen Design, also 1/4 des Stromes, L etwas mehr. Theoretisch kann man die Permeabilität mit Spalt wie folgt berechnen: µe = µi/(1+g*µi/lfe) µi....Permebilität des Ferrite g.....Luftspalt lfe...Feldlänge der Ferrites (das ist vereinfacht, und gilt nur wenn g<<lfe, was bei ja der Fall sein sollte, aber das ganz lässt eine Verdrängung des Feldes aus dem Spalt außer acht) Bei EPCOS gibt es "K-Faktoren" mit denen der AL-Wert abhängige Luftspalt berechnet werden kann. Das stimmt etwas besser mit der Realität überein. MFG Fralla
Super! Danke! Die Werte die ich oben angegeben habe sind schon für einen Vierfach.Boost-Konverter ;-) Die Formel zu µe habe ich mir grade auch hergeleitet! Das bedeutet schonmal, dass ich auf dem richtigen Weg bin! Ich werde aber diebzüglich bei Epcos nochmal genauer nach edm K-Faktor suchen! Ansonsten würde ich AL wie folgt berechnen: AL=µ0*µe*Ae/lfe Damit kann ich doch zumindest annähernd über verändern des airgaps g das AL bestimmen!? Gruß
Fralla schrieb: > Schon mal einen klasischen PWM-Vollbrückenwandler ohne Speicherdrossel > gesehen? Viele Millionen!
>Viele Millionen!
Klar, in Audio Endstufen kommt das vor. Nur weil man die "Drossel" nicht
sieht, heist das nicht, dass nichts induktives da ist;)
Doch in einer Anwendung wie hier, wo es um viele kW geht ist das nicht
Sinnvoll. Mit einem Mehrphasigen Booster wird man höhere Effizienz
erzielen als, die ganze Leistung durch EINEN Trafo zu pressen, der gar
nicht erforderlich ist. Ich hab schon paar Wandler mit <25kW für
Redox-Flow Stacks und früher Brennstoffzellen gebaut, die haben
üblicherweis ähnliche Aufgabe wie die des TE. Die isolierten Varianten
haben alle mehr Verluste, welch ein Wunder.
MFG
Fralla schrieb: > Die isolierten Varianten > haben alle mehr Verluste, welch ein Wunder. Ich hab kein Wort über Isolation verloren. Hast du eigentlich je verstanden wie eine stationäre Elektromaschine funktioniert?
>Hast du eigentlich je verstanden wie eine stationäre Elektromaschine >funktioniert? Ich weis nicht was du meinst. Das ist en sehr allegmeiner Begriff, den Bezug zum Thema kann ich nicht erkennen. >Ich hab kein Wort über Isolation verloren. Achs. Vollbrücke, aber keine Isoloation? Ist etwas angezapftes gemeint?Reden wir nicht herum, erkläre welche Topologie du genau meinst. (Aber nicht das diese Topologoe Common-Mode rausballert ;) MFG Fralla
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