DCDC Wandler mit Luftspule

OP Persönliche Seite #4512572
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Hallo,

in kleinen DCDC Wandlern werden häufig Speicherdrosseln oder 
Ringkernspulen eingesetzt. Als Kernmaterialien dient entweder 
Eisenpulver oder Ferrit.

Gerade bei kleineren Induktivitätswerten (bis 10µH) wäre eine Luftspule 
ja durchaus denkbar. Was könnte das für Vor- und Nachteile haben?

Vorteile:
-keine Sättigung
-lineare Magnetisierungskennlinie
-durch mehrere dünne Leiter/HF Litze relativ niedriger Widerstand 
erreichbar trotz Skineffekt
-unkomplizierte Herstellung, weil kein Kern erforderlich

Nachteile:
-Platz
-Streufluss
-Verluste

Mich interessiert vor allem wie hoch die Verluste (durch Streufluss) 
sein können. Könnte das jemand in etwa beziffern? Z.B. anhand eines 
kleinen Beispiels.

Gruß Daniel
#4512637
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Daniel B. schrieb:
> relativ niedriger Widerstand
> erreichbar

Das dürfte schwierig werden, weil man sehr, sehr viel mehr Windungen 
braucht.

Daniel B. schrieb:
> Könnte das jemand in etwa beziffern?

Leider nicht. Kann nur sagen, daß der Unterschied wirklich bedeutend 
sein dürfte. Wobei die Abstrahlung/der Verlust in Betrachtung als 
emittierte "Sendeleistung" wohl noch problematischer ist...

Für die dahingehend sinnvollste Form halte ich eine Luftspule in Form 
eines Toroids (bekannte Ausführung "Ringkernform"), und zwar völlig mit 
Windungen eingeschlossen, da hier der allergrößte Teil des Magnetfeldes 
innerhalb der Wicklung "geführt" werden kann.
Gast #4512820
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Naja das µr der Kernmaterialien liegt bei mehreren Hundert bis weit über 
1000.

Wenn µr also jetzt 1 wird, muss N^2 das kompensieren, heisst Windugszahl 
geht rauf. Das geht schon, aber die ohmschen Verluste addieren sich.

Der Vorteil der fehlenden Sättigung ist gar nicht so groß: Wenn man den 
Strom erhöht bekommt man nicht nur Sättigung im Kern sondern auch 
erhöhte ohmsche Verluste wegen P = I^2 * R.

Ergo ist eine einzelne Induktivität ab einem gewissen Strom mit oder 
ohne Kern nicht mehr sinnvoll. Aus diesem Grund sind zum Beispiel die 
Spannungswandler von PC Mainboards mehrphasig ausgeführt, bis zu 8 
Step-Down Wandler nebeneinander. Da können auch mal 100A fließen. Bei 
100^2 brennt die Induktivität, mit Kern und ohne.

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