Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kernbaugrößen verständnisfragen


von Rolle (Gast)


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Hallo,

ich habe ein paar Probleme beim Verständnis der "üblichen" Kernbaugrößen 
bezogen auf Schaltnetzteile. Die Seite von Schmidt-Walter ist mir 
bekannt und ich bin auch da dran einige Sachen durchzurechnen. Das 
Problem ist das ich keinen Durchblick habe was die verschiedenen 
Wertangaben und Kerngrößen wie z.B. EF20 oder E20/10/6 bedeuten. (Ist 
E20/10/6 eventuell irgendwas mit den mechanischen Abmessungen des 
Ferrits?)
Hintergrund ist das ich mir einen Spannungswandler bauen möchte von 24V 
auf 135VDC bei einer Ausgangslast von 150mA. Als Topologie habe ich mir 
auf besagter Internetseite einen Sperrwandler ausrechnen lassen. Nur was 
bedeuten die Kerngrößenangaben genau?

Gibt es da irgendwo eine Seite wo das ganze von der Pike auf erklärt 
wird damit ich das Lernen kann? Ich kann mangels Grundlagenwissen die 
verschiedenen Kerne bzw. Spulen nucht untereinander vergleichen. Bei 
Conrad Elektronik habe ich einen Spulenbausatz gesehen unter der 
Bestellnummer: 516643 - 62, Teilenummer EF20.2. Wie vergleiche ich 
diesen (Werte stehen im Datenblatt) mit den bestehenden in der Tabelle 
von Schmidt-Walter?

Ich wäre froh wenn jemand Licht ins Dunkel bringen könnte...

Grüße
Rolle

von Klaus R. (klara)


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Hallo Rolle,
erst einmal eine Bezugsquelle: http://www.spulen.com/

Rolle schrieb:
> Ist
> E20/10/6 eventuell irgendwas mit den mechanischen Abmessungen des
> Ferrits?

Hier sind EF20-Kerne:
http://www.spulen.com/ferrit-metallpulverkerne/e-kerne/kerne-e-20-ef-20.html

Die Bezeichnung E20/10/6 sagt mir zur Zeit nichts, es könnten die 
Abmessungen sein. Ist aber erst einmal nebensächlich.

Wichtiger ist in der Schmidt-Tabelle die Spalte "Ident.". Beim 
Sperrwandler benötigt man in der Regel einen Kern mit Luftspalt. In 
Deinem Fall liegt der Wert bei 0.5 also 0,5 mm.

Also brauchst Du in Deinem Fall diese Kernhälfte
http://www.spulen.com/e-20-ef-20-kernhaelfte-gl87-n87-mit-luftspalt-0-5mm-al103.html
und diese
http://www.spulen.com/e-20-ef-20-kernhaelfte-gl87-n87-ohne-luftspalt-al1470.html
Die eine hat einen Luftspalt von 0,5 mm und die andere hat keine. Also 
in der Summe: 0,5 mm.

Die Berechnung wurde mit 50 KHz durch geführt. Das ist niedrig genug um 
gerade noch mit Volldraht arbeiten zu können, zumindest bei diesen 
Leistungen.
Die Angaben zu N1 und N2 siehst Du auch in der Tabelle. Die Drahtdaten 
stehen ganz rechts neben der Tabelle. D1 = 0,6 mm, D2 = 0,3 mm .

Wichtiger wären auch die Daten zum Spulenkörper. Leider funktioniert 
beim EF20 nicht der Link  vom Kern aus nach Epcos, auch vom Spulenkörper 
aus gibt es keine Möglichkeit.

Ich würde hier auf den EF25 ausweichen. Dann kommst Du auf diese Seite.
http://www.epcos.com/inf/80/db/fer_07/e_25_13_7.pdf

Hier siehst Du wie viel Wickelraum Du hast.
Den Draht bekommst Du auch bei Spulen.com .

Beim EF25 wird nur noch 0,25 mm Luftspalt benötigt. Hier sehe ich aber 
nur ein Pärchen mit N67 - Kernmaterial mit 0 und 0,5 mm. Es gibt auch 
ein Kern mit mit GL87 Kernmaterial, aber nur eine Kernhälfte mit 0,25 
mm.

Also würde ich in der Schmidt-Tabelle den nächsten Eintrag mit 0,5 mm 
Luftspalt nehmen. Jetzt hast Du die Wahl ob Du ein Pärchen mit N67 - 
Kernmaterial mit 0 und 0,5 mm oder zwei GL87 Kernhälften mit 0,25 mm 
nimmst.

Gruss Klaus.

von Rolle (Gast)


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Hallo Klaus,

danke für deine ausführliche Erklärung jetzt bin ich schon etwas 
schlauer...
Die Sache mit dem Luftspalt ist mir aber noch unklar. Wenn der Luftspalt 
0.5mm beträgt, wo befindet sich dieser? Wird der mittlere Schenkel wo 
der Spulenkörper draufgesteckt wird dementsprechend kürzer sein wie die 
äusseren oder ist es egal wo der Luftspalt sitzt? 2 Kernbausätze von 
Conrad hab ich nämlich noch da, ohne Luftspalt. Wenn der Abstand auch 
"verteilt" sein darf klemm ich da einfach aussen und innen ein dünnes 
Papier rein dann hab ich meine 0.5mm auch wenn ich alle Luftspalte 
zusammen nehme...

Noch ne Frage: Wie berechne ich die reduktion des AL wertes wenn ich 
einen Luftspalt einbringe? Kann man das überhaupt berechnen oder misst 
das der Hersteller einmalig aus für eine bestimmte Kernbauform?

Grüße
Rolle :-)))

von Ulrich (Gast)


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Der Luftspalt darf in der Regel auch verteilt sein. Ob jetzt einmal 0,5 
mm oder 2 mal 0,25 macht keinen signifikanten Unterschied. Vielleicht 
etwas andere Streuung und so was.

Im Prinzip kann man den Einfluss des Luftspaltes berechnen - zumindest 
in guter Näherung. Zumindest bei einfachen Kernen mit konstantem 
Querschnitt und nicht zu viel Spalt geht das auch noch mit relativ 
einfachen Formeln.

von Falk B. (falk)


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von Klaus R. (klara)


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Rolle schrieb:
> Die Sache mit dem Luftspalt ist mir aber noch unklar. Wenn der Luftspalt
> 0.5mm beträgt, wo befindet sich dieser? Wird der mittlere Schenkel wo
> der Spulenkörper draufgesteckt wird dementsprechend kürzer sein wie die
> äusseren

Ja.

> oder ist es egal wo der Luftspalt sitzt?

Auch ja.

2 Kernbausätze von
> Conrad hab ich nämlich noch da, ohne Luftspalt. Wenn der Abstand auch
> "verteilt" sein darf klemm ich da einfach aussen und innen ein dünnes
> Papier rein dann hab ich meine 0.5mm auch wenn ich alle Luftspalte
> zusammen nehme...

Der Mittelschenkel zählt 1x und beide Aussenschenkel zählen 1x, da sich 
der Magnetfluss über beide Schenkel verteilt, also ein Streifen über 
alle drei Flächen bringt 0,25 mm + 0,25 mm = 0,5 mm.

Rolle schrieb:
> Noch ne Frage: Wie berechne ich die reduktion des AL wertes wenn ich
> einen Luftspalt einbringe?

Halte Dich lieber an Schmidt-Walter oder berechne gemäss Falk's Angaben.

Rolle schrieb:
> Kann man das überhaupt berechnen oder misst
> das der Hersteller einmalig aus für eine bestimmte Kernbauform?

Der Hersteller berechnet dies ziemlich genau. Die Anfertigung von Kernen 
ist zudem Präzisionsarbeit.

Rolle schrieb:
> 2 Kernbausätze von
> Conrad hab ich nämlich noch da

Ich hoffe die sind dann aus N67, Gl87 oder zumindest aus N27. Siehe:
http://www.spulen.com/kern-leistung/

Angaben zum Thema:
http://www.spulen.com/technische-informationen/

Gruss Klaus.

: Bearbeitet durch User
von toto. (Gast)


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Hintergrund der Kerngroessen ist die Verlustleistung. Jedes Kernmaterial 
wird irgendwann nichtlinear, der Kern geht in die Saettigung und die 
Verluste nehmen zu. Gleichzeitig nimmt die Induktivitaet ab, der Strom 
nimmt zu. Dh man kann einen Kern auch nach Temperatur dimensionieren 
wenn man mit den Rechnungen zuwenig vertraut ist. Falls man rechnen 
moechte nennt sich der Relevante Wert Saettigungsfeldstaerke. lm 
Datenblatt. Das sollte man ein Stueck drunter bleiben.
Ein Luftspalt erniedrigt nun die Feldstaerke. Je nach topologie des 
Wandlers ist ein Luftspalt gut oder eben nicht. Sperrwandler benoetigen 
einen Luftspalt, Trafowandler nicht.

von Falk B. (falk)


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@ toto. (Gast)

>Hintergrund der Kerngroessen ist die Verlustleistung.

Ja, aber nicht im Kern, sondern in den Wicklungen.

>Jedes Kernmaterial
>wird irgendwann nichtlinear, der Kern geht in die Saettigung und die
>Verluste nehmen zu.

Das ist zwar richtig, aber gar nicht der entscheidende Punkt.

>moechte nennt sich der Relevante Wert Saettigungsfeldstaerke.

Die eher eine Flußdichte ist ;-)

von Rolle (Gast)


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Hallo,

danke für die vielen Informationen da hab ich erst mal was zu lesen bzw. 
zu denken...

Bei dem Conrad-Drosselspulenbausatz ist der Ferrit ein "Manifer 196" 
laut Datenblatt.
Ist das gut oder Schlecht?

von Rolle (Gast)


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Nachtrag:
Hier die Kerndaten aus dem Datenblatt:

Ie= 42,1 mm
Ae= 33,5 mm^2
Amin= 31,6 mm^2
Ve= 1410 mm^3
AL= 1200 nH (-+ 25%) ohne Luftspalt

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