Moin Zusammen
Zuerst mal möchte ich mich beim Author des Kapitel Transformatoren und
Spulen hier auf der Seite bedanken. Endlich mal eine praktische
Auflistung der Fakten und nützliche Berechnungsbeispiele. Teilweise geht
das Thema Ferrit etc. ja schon fast ins Esoterische, je nachdem wo man
sich da informiert :p
Allerdings habe ich zwei Fragen bei denen ich etwas auf dem Schlauch
stehe.
1. Es wird beschrieben das gängige Ferrit Materialien ca. 12mT belasten
kann. Schaue ich mir aber mal ein Datenblatt an, Konkret: 4C65 von
Ferroxcube, sehe ich, das man eigentlich gegen 300mT erreichen kann ohne
Sättigung. Ich nehme an das Sich der Kern höhere Flussdichte aber sehr
stark erwärmen würde und man darum einfach sagt 12mT sei OK. Sehe ich
das Richtig? Aber ist da 12mT Flussdichte nicht etwas sehr klein? Wie
ist da der Zusammenhang? Sind das Erfahrungswerte? Oder ist das so da
sich bei diesen kleiner Flussdichte die Verzerrungen gering halten?
2. Je nachdem wo man nachliest steht die Impedanz 4 bis 10 höher sein
soll, also 2pi*omega*L, als die Sys. Impedanz (meist 50 Ohm). Um so
einen einen kleinen Einfluss zu haben (Parallelschaltung zweier
Komplexen Widerständen). Die Idee verstehe ich aber irgendwie sehe ich
folgendes nicht ganz ein:
2.1 Sagen wir eine Quelle Mit 50 Ohm realen Innenwiderstand ist an einen
HF Trafo angeschlossen. Hat der Trafo jetzt j500 Ohm komplexe induktive
Last ist das ja alles andere als Leistungsanpassung? Entstehen hier
nicht Reflektionen? Das wäre ja wie wenn man die Quelle ohne Last
betreibst.
2.2 Das mit vielfachen ind. Impedanz stimmt auch nur wenn der Trafo als
Spg. Wandler betrieben wird. Bei einem Strom Wandler, z.B HF Sampler,
möchte man doch möglichst wenig Induktivität in Serie, da die
Serieleitung durch einen Ringkern geht (1. Wicklung). Sind da jetzt paar
uH gibt das bei den oberen HF Bänder bereits eine ordentliche Sperrung
bzw. Impedanz Veränderung. Sehe ich das richtig? Irgendwie wird da nicht
so klar unterschieden.
Für ein paar aufklärende Worte wäre ich sehr dankbar.
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Mischa
Hi, Mischa,
die von Dir mit "Impedanz des Ferrits" zitierte Betrachtungsweise ist
mir fremd.
Die mir geläufige Betrachtungsweise kennt die Primärinduktivität, die
Sekundär- und die Streuinduktivität sowie die Gegeninduktivität durch
den sekundären Strom auf die primäre Seite.
Ein Trafo soll die Energie von der Primär- auf die Sekundärseite
koppeln, natürlich mit minimalen Verlusten und Verzerrungen.
Natürlich sollen auch die Verluste in der Primärwicklung klein sein. Der
Strom dort wird aber nicht nur durch die Wicklungszahl der
Primärwicklung bestimmt, sondern eben auch von der Gegeninduktivität.
Beispiel: Als kleine Steckernetzteile noch einen Eisenkern hatten
anstelle eines Schaltregelers, da wurden die zu knapp ausgelegten bei
Leerlauf wärmer als bei Vollast. Weil der Kern wegen des fehlenden
Sekundärstroms in die Sättigung geriet.
NXP gibt im "Soft Ferrites and Accessories Data Handbook" von 2013 für
Eisenpulverkerne einen "saturation level" von 1,5 Tesla an - mehrere
Größenordnungen über dem, was Deine Quelle angibt.
Manchmal lösen sich Fragen nach einem Wechsel der Betrachtungsweise.
Ciao
Wolfgang Horn
Mischa schrieb:> ist das so da> sich bei diesen kleiner Flussdichte die Verzerrungen gering halten?
In der Tat ein wichtiger Gesichtspunkt, sowie die Konstanz der
Induktivität.
Für Leistungsübertrager nimmt man aber auch eher FXC3-Sorten.
Mischa schrieb:> Sagen wir eine Quelle Mit 50 Ohm realen Innenwiderstand ist an einen> HF Trafo angeschlossen. Hat der Trafo jetzt j500 Ohm komplexe induktive> Last ist das ja alles andere als Leistungsanpassung? Entstehen hier> nicht Reflektionen? Das wäre ja wie wenn man die Quelle ohne Last> betreibst.
Wenn du du den Trafo ohne Last laufen lässt, ist das auch so.
Aber das ist nicht der Normalfall, sondern man belastet die
Sekundärseite, und diese Last erscheint, entsprechend transformiert, auf
der Primärseite.
Die parallel liegende hochohmige Induktivität bewirkt dann nur eine
geringe Fehlanpassung.
Darüber hinaus kann man in schmalbandigen Anwendungen diesen
Blindleitwert durch Parallelschalten einer Kapazität kompensieren.
Mischa schrieb:> Sind da jetzt paar> uH gibt das bei den oberen HF Bänder bereits eine ordentliche Sperrung> bzw. Impedanz Veränderung. Sehe ich das richtig?
Wo sollen denn die µH herkommen?
Bei Stromwandlern wird die Sekundärwicklung nahezu mit einem Kurzschluß
belastet und entsprechend niedrig ist die Primärimpedanz, die fast nur
aus Streuinduktivität besteht, also Magnetfeldlinien, die nicht durch
die Sekundärwicklung gehen.
Vielen Dank für Eure Antworten.
Sorry wenn ich mich nicht ganz klar ausgedrückt habe. In der Tat sprach
ich von Ferriten in Zusammenhang mit HF Anwendungen. Also grösser 1.8
MHz. Da kann man durchaus von Impedanzen sprechen wenn man eine
induktive Last hat :)
Hp M. schrieb:> Wenn du du den Trafo ohne Last laufen lässt, ist das auch so.> Aber das ist nicht der Normalfall, sondern man belastet die> Sekundärseite, und diese Last erscheint, entsprechend transformiert, auf> der Primärseite.
Danke! Macht absolut Sinn. Weiss nicht warum ich da nicht selbst drauf
gekommen bin. Jetzt kann ich wieder beruhigt schlafen :)
Hp M. schrieb:> Wo sollen denn die µH herkommen?
Je nach Ferrit Material. Mehrere uH sind natürlich übertrieben. Aber
wenn man z.B. ein FT140-43 anschaut, hat man pro. Windung 760nH (ein
Stromwandler hat ja eigentlich 1 Windung). Wenn man den jetzt als
Stromwandler nehmen würde wäre das schon eine ziemlich gute Sperre für
den oberen KW Bereich.
Hp M. schrieb:> Bei Stromwandlern wird die Sekundärwicklung nahezu mit einem Kurzschluß> belastet und entsprechend niedrig ist die Primärimpedanz, die fast nur> aus Streuinduktivität besteht, also Magnetfeldlinien, die nicht durch> die Sekundärwicklung gehen.
Klingt logisch. Der Spg. Abfall über der Stromkopplung ist ja durch den
Strom * 2pi*omega*L bestimmt. Ist L zu gross hat man viel Spg. Abfall
(zunehmend mit Frequenz) über dem Wandler jedoch wäre das Impedanzmässig
natürlich besser. Jedoch von Vorteil ist, wie du erwähnt hast, das man
eine kleine Flussdichte hat (nur eine Windung). Wenn mans durchrechnet
kann man da ordentlich Dampf messen mit vergleichsweise kleinen
Ferriten. Ich muss da mal ein paar Messungen mit dem NWA machen um etwas
das Gefühl zu bekommen :)
Noch etwas ist mir noch nicht ganz klar. Die geringe Flussdichte von
12mT ist also lediglich um die Verzerrungen zu minimieren? Obwohl die
Ferrit Materialen viel höher in die Sättigung kommen. Ich nehme an da
gibts keine Formel o.ä.?
Besten Dank
Mischa schrieb:> Der Spg. Abfall über der Stromkopplung ist ja durch den> Strom * 2pi*omega*L bestimmt.
Ist falsch. omega = 2*pi*f
Also entweder X = 2*pi*f*L oder X= omega*L
Mischa schrieb:> hat man pro. Windung 760nH (ein> Stromwandler hat ja eigentlich 1 Windung).
Wenn der Stromwandler leer läuft, was er aber nicht tut.
Die Streuinduktiviät ist viel geringer, und sie entscheidet zusammen mit
dem transformierten Lastwiderstand über den Spannungsabfall im zu
messenden Leiter.
Die Induktivität gemäß dem AL-Wert von 760 entscheidet über die untere
Einsatzfrequenz, weil sich darüber der induktive Nebenschluß zu dem
Lastwiderstand definiert.
Mischa schrieb:> Die geringe Flussdichte von> 12mT ist also lediglich um die Verzerrungen zu minimieren?
Ich weiß nicht, wo du diese Zahl her hast.
