Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Filterspule bei Class D


von Gee (Gast)


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Ich bin gerade etwas verwirrt. Die Skin tiefe bei 384kHz liegt ja bei 
0,108 mm. Sollte man da für Class D Filterspulen welche mit HF Litze 
verwenden ? Ich meine ich habe bissher imemr Starrdrähtige Spulen 
verwendet und das Funktioniert auch bei höheren Leistugnen (einige 
100Wrms). Aber wäre es theoretisch besser?

von hinz (Gast)


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Die Drosseln sollen doch gerade HF sperren.

von HansImLot (Gast)


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Was soll die Filterspule denn machen? Hohe Frequenzen (PWM Arbeitstakt 
und harmonische davon) sperren, also in Wärme umwandeln.

Gleichzeitig sollen niedrigere Frequenzen durchgelassen werden, abhängig 
von deiner Anwendung/Verbraucher muss dieser Strom ja durch den Draht.
Da kommt dann auch eine Erwärmung zustande, wenn der DCR nicht klein 
genug ist. Und wenn deine Anwendung Audio Subwoofer ist, kommt der 
Dämpfungsfaktor des Verstärkers nicht hoch.

von mch (Gast)


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HansImLot schrieb:
> wenn der DCR nicht klein genug ist (und folgendes)

...was Dir mit HF-Litze wohl leicht passieren würde, denn
die benutzt man z.B. für SNT-Trafos hoher Betriebsfrequenz,
da ist vor allem niedriger ACR gefragt.

Es ist also unnötig, viel aufwendiger (müßte wohl sogar der
Kern deutlich größer werden - selbst gewickelt vs. Miniatur-
Hochstrom-Spulen mit Eisenpulverkern (werden oft benutzt)),
und im Grunde sogar kontraproduktiv.

von Gee (Gast)


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ok gut also kann ich die Spule so lassen wie sie ist ohen schlechtes 
Gewissen zu haben

von mch (Gast)


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Gee meinte im Beitrag #6473196:
> also kann ich die Spule so lassen wie sie ist,

Genauer gesagt: Du solltest (*) sie sogar so lassen.

> ohne ein schlechtes Gewissen zu haben

Du bist doch nicht schuld an evtl. Fehlern anderer. :)

(* Einziges Argument für einen Bauteiltausch könnte eine
relativ heiße Spule sein - nur falls temperatursensitive
Bauteile nahe dran sind, der Spule selbst ist das egal.

Aber wenn, unbedingt alle Parameter (I_av, I_max, sowie
die parasitäre Kapazität der "Austauschspule") beachten.)

von H. B. (Gast)


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Gee schrieb:
> Ich bin gerade etwas verwirrt. Die Skin tiefe bei 384kHz liegt ja bei
> 0,108 mm. Sollte man da für Class D Filterspulen welche mit HF Litze
> verwenden ? Ich meine ich habe bissher imemr Starrdrähtige Spulen
> verwendet und das Funktioniert auch bei höheren Leistugnen (einige
> 100Wrms). Aber wäre es theoretisch besser?

NEIN

Ich hab vor paar Wochen ein wenig mit den Ausgangsfiltern von einem 600W 
Class-D Verstärker herumexperimentiert.
Die besten Werte hatte ich dann mit einer Flachdrahtspule mit sehr 
niedrigem RDC.

von HansImLot (Gast)


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H. B. schrieb:
> Die besten Werte hatte ich dann mit einer Flachdrahtspule mit sehr
> niedrigem RDC.

Die Frage wäre nun: Um welche Werte ging es denn?

Aus dem einen Blickwinkel ist es nur eine Spule.
Aus dem anderen Blickwinkel sind die Einflüsse:
- Erwärmung der Spule / Größe und Kosten der Spule bzgl. der Leistung
- L über I Kennlinie (Sättigungsstrom, hat Einfluss auf das THD bei 
hohen Leistungen)
- Kernmaterial bzgl. Ummagnetisierungsverlusten
- Wert der Induktivität (Einfluss auf die Ü-Fkt. am oberen Ende des 
Audio Bandes)

von Praktiker (Gast)


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Hallo

HansImLot schrieb:
> Was soll die Filterspule denn machen? Hohe Frequenzen (PWM Arbeitstakt
> und harmonische davon) sperren, also in Wärme umwandeln.

Schön das du das mal so deutlich geschrieben hast, denn wofür oder 
besser wegen welchen Effekt diese Filterspulen verwendet werden wird 
viel zu selten erwähnt bzw. wird das Wissen einfach vorausgesetzt.
Wie ich es aber kennenlernen durfte und auch immer wieder wahrnehme ist 
alles was mit Induktivitäten, Spulen und Kernmaterial zusammenhängt eben 
kein "Allgemeinwissen" im E-Technikbereich.
Bei Ohmschen Widerständen, den Großteil der Kondensatoren und deren 
Anwendungen, selbst bei Halbleitern sieht das ganz anders aus und man 
kann (meist) Problemfrei vieles weglassen bzw. als bekannt voraussetzen 
wenn man sich an "E-Techniker" wendet, aber bei alles was Induktiv ist 
und wo sich verändernde Magnetfelder und Energiespeicherung in solchen 
Feldern (im Kernmaterialien) von praktischen belang sind sieht es nach 
meinen "Beobachtungen" ganz anders aus.
Das alles kann man halt nicht so einfach messen und wird oft auch recht 
schnell und oberflächlich in der "Ausbildung" (unabhängig ob eine echte 
offizielle oder halt ein Selbststudium, ein Experimentierkasten, ein 
Onlinetutorial...) abgehandelt bzw. an Beispielen vorgeführt die wenig 
mit der Parxis gemein haben - mehrere Henry große Spulen die optisch an 
einen "dicken" Trafo erinnern und Analoge riesige Messinstrumente, aber 
eben nicht das Schaltnetzteil, der Filter, die Effekte bei 
veränderlichen Wechselspannungen,  in der Praxis an echten Anwendungen 
(!) vorführen wie Sättigung stattfindet und was dann passiert, vorführen 
welche Auswirkungen verschieden Kernmaterialien haben und wo welches 
Kernmaterial gar nicht (bzw. nur) "geht".

Praktiker

von H. B. (Gast)


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HansImLot schrieb:
> H. B. schrieb:
>> Die besten Werte hatte ich dann mit einer Flachdrahtspule mit sehr
>> niedrigem RDC.
>
> Die Frage wäre nun: Um welche Werte ging es denn?

Es ging ursprünglich um die Frage ob eine mit HF-Litze gewickelte Spule 
als Class-D Filterspule irgendwelche Vorteile hat.

von HansImLot (Gast)


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H. B. schrieb:
> HansImLot schrieb:
>> H. B. schrieb:
>>> Die besten Werte hatte ich dann mit einer Flachdrahtspule mit sehr
>>> niedrigem RDC.
>>
>> Die Frage wäre nun: Um welche Werte ging es denn?
>
> Es ging ursprünglich um die Frage ob eine mit HF-Litze gewickelte Spule
> als Class-D Filterspule irgendwelche Vorteile hat.

Mich würde nach deiner Äußerung aber interessieren, welche "Werte" denn 
dadurch dann am besten waren.
THD Messungen? Höreindruck?

von H. B. (Gast)


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HansImLot schrieb:
> H. B. schrieb:
>> HansImLot schrieb:
>>> H. B. schrieb:
>>>> Die besten Werte hatte ich dann mit einer Flachdrahtspule mit sehr
>>>> niedrigem RDC.
>>>
>>> Die Frage wäre nun: Um welche Werte ging es denn?
>>
>> Es ging ursprünglich um die Frage ob eine mit HF-Litze gewickelte Spule
>> als Class-D Filterspule irgendwelche Vorteile hat.
>
> Mich würde nach deiner Äußerung aber interessieren, welche "Werte" denn
> dadurch dann am besten waren.
> THD Messungen? Höreindruck?

In meinem Fall wird der Class-D Baustein verwendet um eine Magnetröhre 
im Medizinbereich anzusteuern. Kann also nicht mit Eindrücken zum 
Hörbereich dienen :)

Mit der eingesetzten Drossel hatte ich bei Wirkungsgrad, THD, Erwärmung, 
Platzbedarf/Gewicht, Geräuschentwicklung (da ich auch bis Frequenzen im 
infraschallbereich Arbeite), Clipping, Sättigunsgstrom, Abschaltverhlten 
bei Überlast/Kurzschluss, die bisher besten Werte.

von GHz N. (ghz-nerd)


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HansImLot schrieb:
> Was soll die Filterspule denn machen? Hohe Frequenzen (PWM Arbeitstakt
> und harmonische davon) sperren, also in Wärme umwandeln.

sperren heisst nicht zwingend in Wärme umwandeln... Die Funktion der 
Filterspule ist die hohen Frequenzen gar nicht erst durchzulassen! Die 
Spule wirkt beim PWM Arbeitstakt als hohe Impedanz. Bei dieser Frequenz 
fliessen daher idealerweise nur ganz kleine Ströme durch die Spule. 
Sonst würde sie sich in der Tat sehr schnell sehr stark erwärmen.
Der Hauptstrom fliesst bei den Audiofrequenzen, d.h im Bereich wo die 
Spule eine niedrige Impedanz aufweisen und Wirkleistung zum Lautsprecher 
durchlassen soll.

HF-Litze ist dann iteressant, wenn hohe HF Ströme fliessen sollen. 
Beispiele sind induktive Herdplatten (HF-Magnetfeld soll erzeugt werden) 
oder bei Resonatoren, gestimmte Antennen etc. wo man auf das damit 
verbundene hochfrequente Magnetfeld angewiesen ist.

von Klaus R. (klara)


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Gee schrieb:
> Ich bin gerade etwas verwirrt. Die Skin tiefe bei 384kHz liegt ja
> bei
> 0,108 mm. Sollte man da für Class D Filterspulen welche mit HF Litze
> verwenden ? Ich meine ich habe bissher imemr Starrdrähtige Spulen
> verwendet und das Funktioniert auch bei höheren Leistugnen (einige
> 100Wrms). Aber wäre es theoretisch besser?

Schau mal bei Coilcraft die Serie VER2923 an.

VER2923 Series power inductor, along with HA3588, is designed for 
high-efficiency power supplies requiring high current and high 
inductance.

https://www.coilcraft.com/en-us/products/power/shielded-inductors/high-current-flat-wire/agp-ver/ver2923/

Kompaktere Induktivitäten habe ich noch nicht gesehen. Ich habe mal 6,8 
µH Induktivitäten benötigt. Nach dem Wickeln des ersten Ringkernes habe 
ich  genau die selben bei Fastrun gesehehen und die gekauft. Leider 
kamen die von Coilcraft etwas später auf dem Markt.

6.8 µH
2,3 mOhm
25.0 MHz Eigenresonanz
48 A Isat(DC)@10%
20 A Irms

Und das bei 26,9 mm Länge.

PS.: Gerade im Datenblatt gesehen.
Flat wire windings provide extremely low DC and AC resistance

mfg Klaus

: Bearbeitet durch User
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