Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bastelei am Wochenende: Was für ein Kernmaterial für 1:1:1 Gate Impuls Übertrager


von Frickel (Gast)


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Hallo Leute,

kann mir jemand sagen, was für ein Kernmaterial man am besten für einen 
Impulsübertrager für Gate-Treiber nehmen sollte und ob dieser einen 
Luftspalt braucht?

Ich habe zig Ferrit und Fero in diversen großen Ringkerne als auch E-I 
Kerne mit und ohne Luftspalt hier, finde aber auf die Schnelle keine 
Infos, aus was der Kern bestehen sollte.

Danke

von ArnoR (Gast)


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Einen Luftspalt braucht der Kern nicht, du willst ja Energie übertragen 
und nicht speichern.

Wenn es um wirklich schnelle Impulse geht, nimm einen NiZn-Ferrit, sonst 
MnZn. Die Windungszahlen so, dass der Kern bei der maximalen 
Spannungs-Zeit-Fläche nicht sättigt bzw. bei der Schaltfrequenz zu große 
Verluste macht.

von Falk B. (falk)


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Frickel schrieb:
> kann mir jemand sagen, was für ein Kernmaterial man am besten für einen
> Impulsübertrager für Gate-Treiber nehmen sollte

Das richtige ;-)

>und ob dieser einen
> Luftspalt braucht?

NEIN! Gerade Trafos für schnelle Pulse müssen eine MINIMALE 
Streuinduktivität haben!

Siehe Transforatoren und Spulen

> Ich habe zig Ferrit und Fero in diversen großen Ringkerne als auch E-I
> Kerne mit und ohne Luftspalt hier, finde aber auf die Schnelle keine
> Infos, aus was der Kern bestehen sollte.

Die meisten Gateübertrager oder andere HF-Trafos haben Ferritkerne aus 
mittel-bis hochpermeablem Material. Die Windungszahlen sind eher klein, 
so um die 10-50. Die Streuindukltivitäten liegen meist im einstelligen 
uH-Bereich, die Hauptinduktivitäten bei 100-1000uH. Daraus kann man 
einen Kern auswählen.

Was für Kerne hast du denn da? Kannst du die Induktivität messen? Denn 
ohne diese Information wird das ein Blindflug, der meistens krachend 
scheitert.

Wenn du kein LCR-Meter hast, musst du MINDESTENS mittels Pulsgenerator 
und Oszi was messen, sprich, Stromanstieg über Spannung und Zeit -> 
Induktivität. Dabei kann man auch die Sättigung messen.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Spule#Kerne_recyceln

Beitrag #5846854 wurde von einem Moderator gelöscht.
von hinz (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Gerade Trafos für schnelle Pulse müssen eine MINIMALE
> Streuinduktivität haben!

Deshalb bevorzugt man dafür Ringkerne.

von fd (Gast)


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Hat man einen Ferrit-Leistungstrafo, ist die Wahl evtl. einfach:
Anforderungen praktisch genau wie beim Leistungsübertraeger.

(Funktioniert gut mit einem zur Frequenz passenden Power-Ferrit.)

Nur falls es sich um die Highside Ansteuerung eines 2-Transistor
Flyback (Speichertrafo) oder eines Buck Converters (nur Drossel)
handelt könnte evtl. gar kein Ferrit verwendet worden sein.

(Speicherdrosseln/"Speichertrafos" = gekoppelte Speicherdrosseln
können auch aus - für Gate Drive Transformer nicht besonders gut
geeigneten - Eisenpulver-Materialien gemacht sein.)

hinz schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Gerade Trafos für schnelle Pulse müssen eine MINIMALE
>> Streuinduktivität haben!
>
> Deshalb bevorzugt man dafür Ringkerne.

Das muß bei der Eigenanfertigung daheim nicht genau so sein.

Bevorzugen tut man diese, klar. Bei den (heutzutage verwendeten)
höheren Frequenzen ist auch daheim die Anfertigung mit einem
Ringkern leicht möglich, weil nur wenige Windungen nötig.

Bei etwas niedrigeren Frequenzen ist die einfachere Bewicklung des 
Spulenkörpers ein echter Vorteil. Wenn nicht ganz so steilflankig 
geschaltet werden muß (wie gesagt niedrige f_S), stört die etwas
höhere Streuung auch nicht unbedingt so extrem.

Welche Schaltfrequenz wird denn angepeilt?

von Peter D. (peda)


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Gegentakt Treibertrafos sollte man kaufen. Der Selbstbau ist gar nicht 
so einfach. Die Ausgänge dürfen an den Flanken nicht ausschwingen, sonst 
leiten beide Transistoren gleichzeitig und der magische Rauch entweicht.
Allerdings hat mich der Würth-Vertriebler irgendwie nicht verstanden und 
mir ein Muster mit 0,5mm Pinabstand geschickt. Ich hab ihn gar nicht 
erst am 400V Zwischenkreis probiert, sondern gleich weggeschmissen.
Ich hab dann einen von Pulse Electronics genommen (15mm Abstand, 3,75kV 
Prüfspannung). Die Rechtecke sehen auf dem Oszi super aus.
https://www.mouser.de/datasheet/2/336/P507-1526764.pdf

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Gegentakt Treibertrafos sollte man kaufen. Der Selbstbau ist gar nicht
> so einfach.

Milliarden CFL-EVG und Halogentrafos sind anderer Meinung.

von Frickel (Gast)


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Hi,

leider blieb mir das "frickeln" am Wochenende verwehr, dennoch habe ich 
immer noch Interesse an dem Thema!

Falk B. schrieb:
> Was für Kerne hast du denn da? Kannst du die Induktivität messen? Denn
> ohne diese Information wird das ein Blindflug, der meistens krachend
> scheitert.

Noch besser, ich habe lauter jungfräuliche mit genauer Bezeichnung und 
Datenblatt

Folgende Ringkerne habe ich da - bin selber erstaunt, was sich alles 
angesammelt hat :-o
--------------------------
Epcos/TDK B64290L0038X037 mit T37 Material; AL: 2.66µH
Epcos/TDK B64290L0044X027 mit N27 Material; AL 1,02µH
Ferroxcube TN7,5/4,1/3 mit 2P80 Material; AL: 30nH
Ferroxcube TN10/6/4 mit 3F3 Material; AL: 740nH
Ferroxcube TN10/6/4 mit 3E25 Material; AL: 2250nH
Ferroxcube TN16/6,6/6,3 mit 3E25 Material; AL 3540nH
Ferroxcube TN16/9,6/6,3 mit 3F3 Material; AL 1160nH
Ferroxcube TN25/15/10 mit 3F3 Material; AL 1840nH
Ferroxcube TN29/19/7,5 mit 3C90 Material; AL 1460nH
Ferroxcube TX10/6/4 mit 3E5 Material; AL: 3470nH
Ferroxcube T10X4X6 Ni-Zn (wohl nur für Entstörungen geeignet)
Arnold HF-080160-2
Arnold MS-090125-2
Arnold T60-52
Arnold T60-2
Arnold T68-52A
Arnold T106-52

Und folgende zweiteilge Kerne (samt Spulenhalter) habe ich (welche doch 
keine E-I Kerne waren)
--------------------------
EF16/027/9 mit N87 Material und 0,25mm Luftspalt AL 120nH
EF20/015/9 mit N67 Material ohne Luftspalt; AL 1350nH
EF20/023/9 mit N87 Material und 0,5mm Luftspalt; AL103nH
ETD29/025/9 mit N87 Material und 0,5mm Luftspalt; AL 201nH

Ich habe die Liste komplett aufgeführt, auch wenn ich jetzt schon weiß, 
das die Kerne mit Luftspalt ungeeignet sind.

Was (oder besser gesagt wie) legt denn den Wert der Hauptinduktivitäten 
fest? 100-1000µH ist gefühlt eine weite Spanne...

von Автомат К. (dermeckrige)


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Falk B. schrieb:
>>und ob dieser einen
>> Luftspalt braucht?
>
> NEIN! Gerade Trafos für schnelle Pulse müssen eine MINIMALE
> Streuinduktivität haben!

Das eine schließt das andere nicht aus. Und ein bisschen 
Magnetisierungsstrom kann anschließend beim Abschalten helfen.

: Bearbeitet durch User
von Bernd G. (Gast)


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Ich müsste noch ein paar Stück herumliegen haben. Vacuumschmelze ZKB 472 
irgendetwas. 1:1:1.
Die sind von einer Entwicklung eines Halbbrückenflusswandlers 
übriggeblieben und haben sich dort bestens bewährt. Näheres dazu morgen.

von Sven P. (Gast)


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Frickel schrieb:
> Epcos/TDK B64290L0038X037 mit T37 Material; AL: 2.66µH
> Epcos/TDK B64290L0044X027 mit N27 Material; AL 1,02µH

Die sind ok für sowas.

von Frickel (Gast)


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Sven P. schrieb:
> Frickel schrieb:
>> Epcos/TDK B64290L0038X037 mit T37 Material; AL: 2.66µH
>> Epcos/TDK B64290L0044X027 mit N27 Material; AL 1,02µH
>
> Die sind ok für sowas.

Woran machst du das fest?

von fd (Gast)


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fd schrieb:
> Anforderungen praktisch genau wie beim Leistungsübertraeger.
>
> (Funktioniert gut mit einem zur Frequenz passenden Power-Ferrit.)

von Sven P. (Gast)


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Frickel schrieb:
> Sven P. schrieb:
>> Frickel schrieb:
>>> Epcos/TDK B64290L0038X037 mit T37 Material; AL: 2.66µH
>>> Epcos/TDK B64290L0044X027 mit N27 Material; AL 1,02µH
>>
>> Die sind ok für sowas.
>
> Woran machst du das fest?

N27 ist son Standard-Ding in preiswert, N87 wäre dieses in etwas 
hochwertiger, sprich weniger Kernverluste bei höheren Frequenzen.

T37/T38 ist/war w.i.m.r.e. der klassische Impulsübertrager für 
Netzwerkleitungen.

von fd (Gast)


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N27 Power-Ferrit ist gut genug, bei richtiger Auslegung (bezüglich der 
übertragenen Leistung etwas mehr überdimensioniert) ist aber T37
sogar überlegen - als sogenanntes "Breitband Puls Transformaor Material" 
ist es zur Übertragung von Rechteckpulsen super geeignet.

von fd (Gast)


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fd schrieb:
> Welche Schaltfrequenz wird denn angepeilt?

Und welche Topologie, wlche Gatekapazitaeten, ...

Das Material alleine ist es nicht, der Kern muß schon auch
groß genug sein für den Zweck (ist nicht schwer, aber...)

von fd (Gast)


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von Frickel (Gast)


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Super, bei mir gehen immer mehr Lämpchen an! Danke für die Erklärungen!

fd schrieb:
> fd schrieb:
>> Welche Schaltfrequenz wird denn angepeilt?
>
> Und welche Topologie, wlche Gatekapazitaeten, ...

Angepeilt sind Halbbrückentreiber >= 50kHz (bis max. 100kHz)
Der Dickste FET hat z.Z. 170nC Total Gate Charge.

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