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Forum: Platinen Multilayer PCB Spulen


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Autor: Mike S. (pakoria)
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Moin,

Ich konstruiere eine Multilayer PCB Spule in dessen Mitte ein Ferritstab 
mit der Permeabilität von 300 steckt. Da aber die Windungen 
unterschiedlich weit von dem Ferrit entfernt sind würde Ich ganz gerne 
wissen ob es eine Möglichkeit zur Berechnung der Gesamtpermeabilität 
gibt bzw. generell Infos wie sich so ein Ferritstab in einer PCB Spule 
verhält.

Eine bereits bestellte Platine hat gemessen eine Verstärkung von 3,36 
gebracht, was aber nicht wirklich Sinn gemacht hat!

Gruß Mike

Autor: Gert (Gast)
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Feldsimulation mit CST?

Autor: bernte (Gast)
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oder FEM

Autor: PSblnkd (Gast)
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@Mike S.
Ich hatte vor Jahren mal meinen Planarspulen-Baukasten -> 
http://www.ps-blnkd.de/Planarspulen-1.pdf vorgestellt. Da sich aber 
(fast) keiner dafür interessierte, habe ich das Thema nicht weiter 
bearbeitet ...
Viele Grundlagen-Dokumente - auch zur Berechnung - liegen mir noch vor.

Grüsse aus Berlin

PSblnkd

Autor: georg (Gast)
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PSblnkd schrieb:
> Da sich aber
> (fast) keiner dafür interessierte, habe ich das Thema nicht weiter
> bearbeitet ...

Seitdem es keine Antennenverstärker für terrestrisches Fernsehen mehr 
gibt, sind Planarspulen selten geworden, ich habe schon lange keine mehr 
gesehen.

Wir haben mal Trafokerne gefertigt aus Multilayer in Ferritkernen, für 
Planartrafos. Das ist aber eine etwas andere Baustelle.

Georg

Autor: Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite
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Hallo Georg und PSblnkd.

georg schrieb:
> PSblnkd schrieb:

> Wir haben mal Trafokerne gefertigt aus Multilayer in Ferritkernen, für
> Planartrafos. Das ist aber eine etwas andere Baustelle.

PSblnkd schrieb aber in dem Verlinkten PDF etwas von Epcos/TDK ELP 
Kernen, für die die ausgelegt sind. Scheint also eine ähnliche Baustelle 
zu sein. :O)

Link auf ein Datenblatt für ELP Kerne:
https://en.tdk.eu/inf/80/db/fer/elp_64_10_50.pdf

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

Autor: georg (Gast)
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Bernd W. schrieb:
> Link auf ein Datenblatt für ELP Kerne:

Ja, sowas meinte ich, aber da liegen die Spulenwindungen innerhalb des 
Ferrits wie bei einem normalen Schalenkern, und da dürfte es meiner 
Meinung nach so gut wie keine Rolle spielen, wie weit die Windungen vom 
Mittelpunkt entfernt sind, ist ja bei gewickelten Trafos auch so.

Der TO schreibt allerdings was von einem Ferritstab, da mag das anders 
sein, oder vielleicht auch nicht. Normalerweise rechnet man ja mit AW = 
Amperewindungen. Hängt sicher auch von der Geometrie ab, einen 10 mm 
Ferritstab interessiert wohl eine Windung in 1 m Abstand nicht.

Georg

Autor: Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite
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Hallo Georg.

georg schrieb:

> Ja, sowas meinte ich, aber da liegen die Spulenwindungen innerhalb des
> Ferrits wie bei einem normalen Schalenkern, und da dürfte es meiner
> Meinung nach so gut wie keine Rolle spielen, wie weit die Windungen vom
> Mittelpunkt entfernt sind, ist ja bei gewickelten Trafos auch so.

Nun, wenn es in die Extreme geht, fängt das schon an, eine Rolle zu 
spielen.

z.B.
1) Wenn Du lokal ein Eckchen des Kerns lokal in die Sättigung treibst, 
durch eine etwas ungeschickte Geometrie.

2) Das hat durchaus Einfluss auf parasitäre Kapazitäten z.b. zwischen 
Primär- und Sekundärwicklung oder beider Wicklungen gegenüber dem Kern 
(sofern dieser genügend leitfähig ist)


> Der TO schreibt allerdings was von einem Ferritstab, da mag das anders
> sein, oder vielleicht auch nicht. Normalerweise rechnet man ja mit AW =
> Amperewindungen. Hängt sicher auch von der Geometrie ab, einen 10 mm
> Ferritstab interessiert wohl eine Windung in 1 m Abstand nicht.

Ja eben. So wie der TO das beschreibt könnte es ein sehr exotischer Fall 
sein, und dann hilft ihm nur ein Experiment in der Realität oder eine 
Simulation weiter.
Die "Standardformeln" greifen nur bei Standardfällen.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

Autor: Mike S. (pakoria)
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Moin,

Es handelt sich hierbei um eine Rund gewickelte Spule die sich auf einem 
Layer befindet und dann mit einem anderen Layer und einer exakt gleich 
gewickelten Spule verbunden ist (gleicher Wicklungssinn).

Schaut man sich zB. die 1 Windung an, so ist diese ja quasi direkt am 
Ferrit d.h die Induktivität wird um die Permeabilität verstärkt. Eine 
Windung weiter haben wir schon eine Distanz zum Ferrit und somit nicht 
mehr eine reine Verstärkung der Induktivität um den Faktor der 
Permeabilität.

Daher rührt nun meine Frage, den Zusammenhang zwischen Verstärkung der 
Induktivität und Windungsabstant zu bestimmen!

https://www.conrad.de/de/ferrit-stabkern-o-x-l-8-mm-x-50-mm-tru-components-1-st-1565952.html?WT.mc_id=google_pla&WT.srch=1&ef_id=Wt3kGAAAALIo4RAl:20180531144529:s&gclid=EAIaIQobChMIuYz3pJiw2wIVx4eyCh0DyQ2nEAYYASABEgKwCvD_BwE&hk=SEM&insert_kz=VQ&s_kwcid=AL!222!3!265716758058!!!g!!

Das ist der verwendete Ferrit.

Gruß
Mike

Autor: Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite
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Hallo Mike.

Mike S. schrieb:

> Daher rührt nun meine Frage, den Zusammenhang zwischen Verstärkung der
> Induktivität und Windungsabstant zu bestimmen!
>
> 
https://www.conrad.de/de/ferrit-stabkern-o-x-l-8-mm-x-50-mm-tru-components-1-st-1565952.html?WT.mc_id=google_pla&WT.srch=1&ef_id=Wt3kGAAAALIo4RAl:20180531144529:s&gclid=EAIaIQobChMIuYz3pJiw2wIVx4eyCh0DyQ2nEAYYASABEgKwCvD_BwE&hk=SEM&insert_kz=VQ&s_kwcid=AL!222!3!265716758058!!!g!!
>
> Das ist der verwendete Ferrit.

ok.

Also....das übliche Formelmaterial gibt dazu nicht soooviel her, weil 
Deine Geometrie schon recht extrem ist.
Eine Überschlägige grobe Aschätzung damit sollte aber möglich sein, so 
dass Du in die Nähe der Größenordnung kommst.
Setzte einfach für erste Versuche mal die Leiterplattenspule wie eine 
"normale" an.

Funktionierern wird das ganze, vorausgesetzt es passen noch einige 
andere
Randbedingungen....die Effizienz wird vermutlich nicht so toll sein. Ich 
denke mir mal, Du fängst Dir eine enorme Streuinduktivität ein.

Am besten wäre, wenn Du das ganze ausprobierst, durchmisst, und dann 
eine Abschätzung dafür gewinnst, wie weit Du eine Standardformel dafür 
modifizieren kannst.

Berechnen mit einer FEM Simulation ist, bis Du aus dem Stegreif alles 
zusammen hast, vermutlich aufwändiger als ein Testaufbau.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de



>
> Gruß
> Mike

Autor: georg (Gast)
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Bernd W. schrieb:
>> Das ist der verwendete Ferrit.
>
> ok.

Es gibt ja solche Ferritstäbe mit Spulen drauf für Langwellenempfang wie 
DCF77. Dafür gibt oder gab es sicher Formeln, ich bin mir aber halbwegs 
sicher, dass da auch nur die Windungszahl eingeht. Radiobastler aus der 
Nachkriegszeit könnten da mehr wissen.

Georg

Autor: ichbin (Gast)
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Ohne jetzt nachgesehen zu haben könnte der Raakerechner, der eigentlich 
für die Berechnung von Teslaspulen gedacht ist, etwas mitbringen.

Ichbin

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