Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Transformator für Schaltnetzteil EF12.6


von Simon (Gast)


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Es geht um einen Epcos E13/7/4 (EF12.6) Transformator.

Welche Kerne müssen hier genommen werden um auf ein Wert von
60nH/T² zu kommen?

Auf Seite 2:
http://www.epcos.com/inf/80/db/fer_07/e_13_7_4.pdf

Ich habe die Kerne N27 und N30 ungapped.

Bekomme ich hier irgendwie raus wieviel ich hier abschleiffen/
dazwischen legen muss um auf den Wert von 60nH/T² zu kommen?

von Simon (Gast)


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Und vorallem Frage ich mich was dieses "gapped" bedeutet.

Ist hier ein Material gemeint das innerlich zwischen
seinen Metallkörnern noch ein spalt enthällt oder stellt man hier ein 
Spalt zwischen den zwei Kernhälften ein?

von JoergL (Gast)


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Simon schrieb:
> ..."gapped" bedeutet.

Da ist bei einem E-Kern der mittlere Schenkel etwas kürzer.
Dadurch wird der Luftspalt zum Speichern der Energie erreicht.

von Simon (Gast)


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JoergL schrieb:
> Da ist bei einem E-Kern der mittlere Schenkel etwas kürzer.
> Dadurch wird der Luftspalt zum Speichern der Energie erreicht.


Bist du dir da sicher? nur der mittlere und die äusseren bleiben in 
voller länge?

von Werner H. (pic16)


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Gap bezeichnet den Luftspalt zwischen den Kernhälften in mm. Dabei ist 
es egal ob Mitte und Aussen oder nur die Mitte den Luftspalt bekommt. 
Abschleifen ist bei solch kleinen Kernen nicht einfach, deshalb besser 
Distanzstückchen (zb. Fr4 passend schleifen) zwischen äussere Schenkel.

von Michael K. (Gast)


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Simon schrieb:
> Bist du dir da sicher? nur der mittlere und die äusseren bleiben in
> voller länge?

Aber klar, weil sich rings um den Luftspalt die Magnetfeldlinien tummeln 
und das will man aus EMI Gründen so garnicht draussen haben.
Die heizen in dem Bereich auch die Wicklung auf, aber das ist ein 
anderes Thema.

Selber Schleifen kannst Du vergessen.
Ferrit ist eine Keramik, die mit Diamantschleifscheiben und 
Wasserkühlung geschliffen wird.
Entweder Du bekommst nichts ab, oder es platzen gleich ganze Stücke ab.

Prototypen baut man mit Isolierstücken auf, wobei der effektive 
Luftsspalt Isolierstück x 2 ist.
Die Aussenschenkel zählen nur als ein Schenkel, weil die Grundform das U 
bzw. der Ring ist.
Alle anderen Kernformen sind nur Stauchungen und Abwicklungen des Ringes 
um Volumen, Wickelraum oder Magnettischen Fluss etc. zu optimieren.

Die Hersteller haben oft ungeschliffene für Flusswandler und Prototypen 
und ein paar geschliffene Standartmaße für die Sperrwandler und 
Speicherdrosseln.
Auf Wunsch wird auch geschliffen, aber da brauchst Du Stückzahen oder 
mußt extra Geld ausgeben.

von Dieter W. (dds5)


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Laut einem Uralt Siemens Datenbuch hat der N27 Kern ohne Luftspalt einen 
AL-Wert von 800 und mit 0,04mm Luftspalt noch AL 250.

Für den Kern E 20/16/6 gibt es eine Tabelle für verschiedene Luftspalte:
Spalt  AL-Wert
0       1300
0,09    330
0,17    230
0,25    170
0,50    100

Wenn man das mal linear interpoliert kommt man bei EF12.6 mit 0,5mm 
Luftspalt etwa auf einen AL von 60.

von hinz (Gast)


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Dieter Werner schrieb:
> Wenn man das mal linear interpoliert kommt man bei EF12.6 mit 0,5mm
> Luftspalt etwa auf einen AL von 60.

Und wenn man ins Datenblatt sieht und rechnet kommt man bei N27 auf 
0,33mm.

von Simon (Gast)


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Vielen Dank für die ganzen Antworten!


hinz schrieb:
> Und wenn man ins Datenblatt sieht und rechnet kommt man bei N27 auf
> 0,33mm.

Könntest du die Rechnung bitte mal eintippen,
mich würde interessieren wie man da drauf kommt.

0.33mm bedeutet auf jeder seite 0.165 mm unterlegen?

von Simon (Gast)


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Da lese ich in dem Datenblatt
http://www.epcos.com/inf/80/db/fer_07/e_13_7_4.pdf
Seite 2:

doch was von:

The AL value in the table
applies to a core set comprising one ungapped core (dimension g = 0) and
one gapped core (dimension g > 0).


Man kombiniert hier scheinbar ein ungapped und ein gapped miteinander 
und erhällt dann den wert von 250?

Wie errechnet sich das ganze dann wenn ich noch weiter runter muss auf 
AL60?

von Dieter W. (dds5)


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Es spielt keine Rolle wie der Luftspalt "aufgebaut" ist. Um nicht beide 
Kernhälften (teuer) bearbeiten zu müssen, wird halt nur ein Teil des 
Kerns geschliffen.

Mit 0,25mm Zwischenlage (= 0,5mm Luftspalt) wird man schon recht nahe an 
die AL 60 kommen.

Es ist ja auch durchaus legitim die Dicke zu variieren so lange man den 
Kern nicht verklebt hat.

von Simon (Gast)


Angehängte Dateien:

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Mir ist soeben etwas aufgefallen, die Software berechnet sogar das 
spaltmaß selber...

hier wird ein LG= 0,252mm angegeben.

Allerdings habe ich jetzt den Nachteil das ich nicht das Material 
"NC-2H" sondern ebend die von Epcos habe mit anderen AL werten.

Auf dem Bild sind AE=13,00 mm2 und auch andere werte Angegeben,
kann mir jemand ein Tipp geben wie ich das umrechne?


Da kommt mir noch eine weitere idee... Was passiert eigentlich wenn ich
zwei kernhälften zusammen stecke und die Induktivität messe (LCR-Meter, 
Oszi)
danach baue ich den Kern wieder aus und schleife den mit meiner 
Bohrmaschine und nem Diamantschleifer runter, solange bis ich auf die 
gewünschte Induktivität komme..

Alternativ kann ich auch einfach was unterlegen.

von Michael K. (Gast)


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Du machst das wirklich zu spannend.
Das ist nicht die exakte Wissenschaft als die Du das betrachtest.

Erstmal das Material auswählen für den Anwendungsfall.
N27 / N87 etc. sind Power Ferrite für Leistungsübertrager.
Jeder Ferrit kann kann Leistung übertragen, aber die Power Ferrite sind 
auf geringe Verluste optimiert.
Bei >35Khz würde ich N87 nehmen.
Auch das ist keine exakte Wissenschaft sondern immer Abwägungssache.

Der Luftspalt muß groß genug sein um die Kernsättigung zu verhindern und 
klein genug damit noch vernünftige Induktivitätswerte dabei rauskommen.

Je nach Temperatur, Srom und Fertigungstoleranzen ändert sich die 
Induktivität. Das spielt aber keine große Rolle weil Dein Schaltregler 
IC das bestimmende Element ist.
Bei einer schlecht designten Induktivität kannst Du nicht die max. 
Leistung übertragen, mehr nicht. Das zu optimieren ist Teil des 
Entwicklungsprozesses aber dazu mußt Du aber erst mal genug Funktion 
haben um messen zu können.

Wird der Kern zu heiss, ist die Frequenz und / oder die Magnetisierung 
zu hoch. Da kann man dann versuchsweise den Luftspalt etwas größer 
machen.
Bietet der Kern noch Reserven kann man den Spalt verkleinern und dafür 
im nächsten Step auch ein paar Windungen abwickeln.

Die Wicklungsanordnung ist wichtiger als im ersten Anlauf den Spalt auf 
den nm genau zu bestimmen.
Gute pri / sek Isolierung oder gute Kopplung, man muß sich entscheiden.
Die Wicklungskapazität und die Streuinduktivität zu optimieren wird Dir 
mehr Problem machen als mal eben eine extra Lage Tesafilm zwischen die 
Hälften zu kleben.

Du must jeden Peak, jeden Hubbel und jede Delle einer Bauteileigenschaft 
zuordnen können und erkennen wenn das Oszi Dinge anzeigt die real nicht 
da sind.
Das Spaltmass Deines Kerns wird wirklich das allerkleinste Problem und 
auch am schnellsten zu ändern sein.
Reale Bauteile haben alle einen RCL Anteil, auch die bei denen Du das 
nicht gebrauchen kannst. Damit zu leben und es durch ein grottigen 
Layout nicht noch viel schlimmer zu machen ist die eigentliche Arbeit.

von Simon (Gast)


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Na gut, dann schonmal vielen Dank und ich werde es mit bischen 
unterlegen Probieren und sehen was passiert :-)

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