Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Eigenschaften verschiedener Ferritkernformen


von Oliver F. (olifri)


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Hallo,

ich bin dabei, einen Flyback zu bauen. P ca. 120W, f zwischen 20khz und 
50khz, Netzbetrieb, Ausgangsspannungen 5V und 30V, eine weitere Wicklung 
für Hilfsspannung des Controllers.

Genauere Werte muß ich mich erst noch durchrechnen.

Jetzt ist mir das (vermutlich) soweit klar, mit Induktivität, 
Windungszahlen, Luftspalt und der ganzen Theorie und Füllfaktor und 
selber wickeln.

Was ich mich frage: Gibt es eigentlich noch signifikante elektrische 
Unterschiede zwischen all den Kernformen wie E, EFD, PM, PQ, RM und 
haste nicht gesehen?

Wenn ich jetzt verschiedene Kernformen finde, die zu meinen Requirements 
passen...gibt's da dann noch elektrische Sachen zu beachten oder kann 
ich mich da dann nur noch auf mechanische Eigenschaften (Bauraum, Höhe, 
was halt geschickt passt) und evtl. Preisunterschiede konzentrieren.

Es wird ein Einzel (oder Zweizelstück) und ich wickle von Hand, wenn ich 
nix fertiges passendes finde.

Welche Auswirkungen hat eine bestimmte Kernform und welche 
Vor/Nachteile, die nicht rein mechanischer Natur sind?

Danke für Eure Hilfe

Oli

von тролхантэр (Gast)


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Ja, das Msaterial. Bei welcher Frequenz absorbiet das Material wieviel. 
Welches ist der Saettigungsfluss.
Geometrie. Wie gross sind die Streufluesse. Wie hoch ist die Kopplung, 
wie hoch ist die Isolation.

Flyback bedeutet Luftspalt.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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тролхантэр schrieb:
> Ja, das Msaterial.

<seufz> Danach hatte der TE nicht gefragt. Ich schließe daraus, daß ihm 
dieser Teil klar ist.

> Flyback bedeutet Luftspalt.

Den benennt er sogar explizit.

Oliver F. schrieb:
> Gibt es eigentlich noch signifikante elektrische
> Unterschiede zwischen all den Kernformen wie E, EFD, PM, PQ, RM und
> haste nicht gesehen?
>
> ... oder kann
> ich mich da dann nur noch auf mechanische Eigenschaften (Bauraum, Höhe,
> was halt geschickt passt) und evtl. Preisunterschiede konzentrieren.

Die Evolution bei den Kernformen zielte auf eine Verbesserung der 
mechanischen oder zumindest mechanisch dominierten Parameter. Ein runder 
Mittelschenkel erlaubt z.B. eine bessere Ausnutzung des Wickelraums. Was 
dann natürlich zu besseren elektrischen Eigenschaften führen kann.

Durch die Form der Außenschenkel kann man Größe und Form des Streufelds 
beeinflussen. Das könnte bei einem Flyback interessant sein.

von тролхантэр (Gast)


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Dann gibt's auch noch Planar-, und Topf- Kerne.
Es gibt nicht alle Kernmaterialien zu allen formen.

Allenfalls ist der flyback oberhalb 100W unpassend geworden, und ein 
Push-pull geeigneter.

Der Poster macht sich keinen Gedanken, dass ein 100W Netzmodul eher 
etwas Sinnloses ist. Bis das passend entwickelt ist hat er 100 
Kommerzielle gekauft.

100W 5V    12 Euro
50W 5V      9 Euro
100W24V    11 Euro

von Mark S. (voltwide)


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Üblich sind in diesem Bereich EC-Kerne, mit rundem Mittelschenkel und 
viel Wickelraum, z.B EC35. Oder die ETD-Kerne. Für Flyback ist ein 
langgestreckter Spulenkörper günstig im Sinne minimaler 
Streuinduktivität.

von Oliver F. (olifri)


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Vielen Dank an Euch, Axel und Mark!

Eure Antworten sind gut, präzise und helfen mir weiter. Ich konnte sie 
aus dem Hintergrundrauschen herausfiltern;-)

Ich werde mich also eher auf die genannten Kernformen fokussieren. 
Mechanische Restriktionen habe ich kaum welche, Platz gibt's eher 
genug;-)

Ich denke, ich muß Euch auch nicht erklären, warum ich lieber was selbst 
entwickeln will, es selbst aufbauen und was dabei zu lernen und stolz 
darauf zu sein...

...weil's Spaß macht und schmeckt!


Liebe Grüße

Oli

von hinz (Gast)


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Oliver F. schrieb:
> Ich denke, ich muß Euch auch nicht erklären, warum ich lieber was selbst
> entwickeln will, es selbst aufbauen und was dabei zu lernen und stolz
> darauf zu sein...

Ohne Erfahrung wirds halt leicht ein Störsender.

von тролхантэр (Gast)


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Die Entstoerung ist das Eine, das Einhalten der Normen das Andere. Ab 
100W wird eine PFC benoetigt.
Was noch kommt, ist dann :
-Ableitstoeme
-Burstfaehigkeit

Was nicht von den Normen her von Interesse ist, aber trotzdem wichtig 
sein kann :
- Rippel an Ausgang
- Powerspektrum am Ausgang.

von Mark S. (voltwide)


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тролхантэр schrieb:
> Die Entstoerung ist das Eine, das Einhalten der Normen das Andere. Ab
> 100W wird eine PFC benoetigt.
> Was noch kommt, ist dann :
> -Ableitstoeme
> -Burstfaehigkeit
>
> Was nicht von den Normen her von Interesse ist, aber trotzdem wichtig
> sein kann :
> - Rippel an Ausgang
> - Powerspektrum am Ausgang.

ja ne is klar, bei so einem Privatprojekt ist der anschließende Besuch 
eines EMV-Labors bis hin zur CE-Konformität ein absolutes Muss!

von тролхантэр (Gast)


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Nein, muss man nicht. Man sollte sich einfach vergewaertigen, das die 
erzeugten Stoerungen auch das eigene Geraet beeinflussen koennen. 
Stoerungen bis 1GHz werden beim Umschalten generiert. Die verseuchen 
alles. Kriegt man schwerlich weg. Die koennen mit einfachen, 
empfindlichen Komponenten trotzdem empfangen und am Eingang 
gleichgerichtet werden. Das ergibt dann Offsetspannungen die sich mit 
den Stoerungen aendern. Ohne die Messmittel merkt man das nicht mal. Die 
Schaltung laeuft einfach nicht stabil & reproduzierbar.
Der Lerneffekt fehlt dann eben.

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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Oliver F. schrieb:
> P ca. 120W
> f zwischen 20khz und 50khz
Willst du das wirklich in dieser Kombination? Und fließt der Strom 
hauptsächlich auf den 5 V, oder den 30 V? Ich würde da eher mit so 
300-500 kHz und aktiver Gleichrichtung anfangen. Das geht auch mit 
Toroidkernen in der Größenordnung 30 mm Durchmesser und größer.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Kevin K. schrieb:
> Oliver F. schrieb:
>> P ca. 120W
>> f zwischen 20khz und 50khz

> Willst du das wirklich in dieser Kombination?

Warum nicht? Er will es ja nicht im industriellen Maßstab bauen. Wird 
halt wegen der 120W und 50kHz (niedriger würde ich nicht gehen) ein 
etwas größerer Kern werden müssen. Aber ist halt so. Dafür muß man nicht 
um jeden mm Leiterbahn feilschen.

> Ich würde da eher mit so
> 300-500 kHz und aktiver Gleichrichtung anfangen.

Aber doch nicht als Einstiegsprojekt.

von scotnot (Gast)


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Axel S. schrieb:
>> Ich würde da eher mit so
>> 300-500 kHz und aktiver Gleichrichtung anfangen.
>
> Aber doch nicht als Einstiegsprojekt.

Die hohe Frequenz eher weniger, aber aktive Gleichrichtung
könnte man schon machen. Vor allem, falls die 5V hier den
Großteil an Leistung abkriegen sollen. Es gibt dafür auch
Conroller-ICs - extra für Flyback-Synchrongleichrichtung.
(Detektieren selbst den Verlauf (U_sec), völlig separat.)

Man könnte sich für 1 (/2) 100W-NT eventuell eine separate
Hilfsspannungserzeugung leisten. Könnte die Trafofertigung
etwas erleichtern, einzig Leistungswicklungen zu machen.

von SaschaFries (Gast)


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Hört denn das Geseufze nie auf?
</seufz>

von Michael K. (Gast)


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Oliver F. schrieb:
> Welche Auswirkungen hat eine bestimmte Kernform und welche
> Vor/Nachteile, die nicht rein mechanischer Natur sind?

Im Grundsatz ist jeder Kern ein Ringkern, d.h. ein geschlossener 
Magnetischer Kreis.
Ringkerne sind doof zu bewickeln, daher hat man den U-kern entwickelt.
Alle anderen Kerne sind nur Abwandlungen davon.

Es geht um Kernmasse, Wickelraum, Bauraum und Kosten.
Der PM Kern dürfte die größte Kernmasse bezogen auf den Bauraum habe und 
schirmt dabei noch die Wicklungen recht gut ab.

Die elektrischen Unterschiede sind marginal.

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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Axel S. schrieb:
> Kevin K. schrieb:
>> Ich würde da eher mit so
>> 300-500 kHz und aktiver Gleichrichtung anfangen.
> Aber doch nicht als Einstiegsprojekt.
Ich selber mache das ja auch schon einige Jahre beruflich und privat. 
Und wüsste auch, dass der direkte Netzbetrieb problematisch ist und dass 
die Trafoauslegung problematisch ist und das...

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