Planar Trafo & mechanische Toleranzen

[E. Kern (18) (Gast)]

Geschätzte Tippgeber,

folgende Situation: Ich möchte in einem PCB einen Planartrafo mittels 
E-Kern implementieren. Mit Draht bewickelt habe ich das auch schon 
getestet und es funktioniert mit einem E18 Kern ganz gut. Nun geht es 
darum den PCB-Stackup zu definieren und da habe ich meine liebe Mühe mit 
den Toleranzen.
Aufgrund der Boardgrösse / aus Stabilitätsgründen würde ich gerne 2mm 
verwenden. Schaut man einen Standardaufbau von Würth an (siehe Beispiel 
im Anhang), dann komme ich auf folgende maximale Dicke:
B00 - 2x 35um = 2.02mm (weil kein Kupfer/Lötstop auf Aussenlage im 
Bereich des Trafos)
Der Kern hat Platz für mindestens:
1.9mm
Passt also nicht zusammen bzw. es entsteht ein Luftspalt. Nun meine 
Fragen:

a) Das PCB sollte maximal so dick sein wie der minimale Platz im E-Kern? 
Oder funktioniert das auch mit den nominalen Massen? (meine Erfahrung 
aus dem elektrischen sagt nein)

b) Gibt es eine Möglichkeit zwei E-Kerne zu verwenden? Also nicht ein 
E-Kern und eine Platte. Kleben möchte ich nicht, da keine Erfahrung und 
wieder ein Luftspalt.

c) Mit einem "worst case" Luftspalt die Messungen/Versuche nochmals 
machen? Oder würdet ihr diese Variante z.B. wegen brechender Kerne 
(Klammer spannt Kern an frei schwebender Position) nicht machen?

d) Bleibt wirklich nur: dünneres PCB / nächst grösseren Kern?
Ich wäre froh um weitere/alle Inputs von erfahrenen Planartrafobauern.

Datenblatt E18: 
https://www.ferroxcube.com/upload/media/product/file/Pr_ds/E18_4_10%20+%20PLT18_10_2.pdf

[Bauform B. (bauformb)]

Vielleicht hilft Z-Achsen-Fräsen. Also von der Toleranz her, gegen zu 
dicke Platinen hilft es ja auf jeden Fall.

[Axel R. (axlr)]

Muss es denn beim "erst'n Schuss" sitzen?
Sonst: ausprobieren, wird schon passen.
Selbst, wenn das mit'm halben zehntel im Kern "klappert", Hauptsache 
ist, dass der Kern selbst in sich geschlossen ist. Wird die Platine zu 
dick, wird es schwierig. Das stimmt. wird sie aber nicht: Ferroxcube 
baut das schon so, dass man dort ne halbwegs genormte Platine 
hineinbekommt. Die werden ihre Kern ja sonst nicht los, oder?
Z-Fräsen war auch kurz ein Gedanke, aber auf den Außenlagen werden ja 
auch Spulenwindungen sein, deshalb macht das ja. Von daher ->blöd...

[Zero V. (Firma: Freelancer) (gnd)]

E. Kern (18) schrieb:
> a) Das PCB sollte maximal so dick sein wie der minimale Platz im E-Kern?
> Oder funktioniert das auch mit den nominalen Massen? (meine Erfahrung
> aus dem elektrischen sagt nein)
1.6mm Platinendicke sollte funktionieren

> b) Gibt es eine Möglichkeit zwei E-Kerne zu verwenden? Also nicht ein
> E-Kern und eine Platte. Kleben möchte ich nicht, da keine Erfahrung und
> wieder ein Luftspalt.
Bleib mal bei E-Kern und I-Kern

> c) Mit einem "worst case" Luftspalt die Messungen/Versuche nochmals
> machen? Oder würdet ihr diese Variante z.B. wegen brechender Kerne
> (Klammer spannt Kern an frei schwebender Position) nicht machen?
Nicht machen.

> d) Bleibt wirklich nur: dünneres PCB / nächst grösseren Kern?
> Ich wäre froh um weitere/alle Inputs von erfahrenen Planartrafobauern.
dünneres PCB

[Georg (Gast)]

E. Kern (18) schrieb:
> Schaut man einen Standardaufbau von Würth an

Der ist für einen Planartrafo ziemlich ungeeignet. Es kommt auf einen 
möglichst hohen Füllgrad an, bei gewickelten Trafos mit Cu-Lackdraht ist 
der ja sehr hoch, beim Würth-Aufbau aber recht jämmerlich. Für 
Planartrafos wählt man einen Layerstack mit möglichst viel Cu und 
möglichst wenig Isolierlagen.

Beim gewählten Aufbau liegt der Füllgrad unter 30%. Das doppelte sollte 
erreichbar sein.

Georg

[E. Kern (18) (Gast)]

Bauform B. schrieb:
> Vielleicht hilft Z-Achsen-Fräsen. Also von der Toleranz her, gegen zu
> dicke Platinen hilft es ja auf jeden Fall.

Axel R. schrieb:
> Z-Fräsen war auch kurz ein Gedanke, aber auf den Außenlagen werden ja
> auch Spulenwindungen sein, deshalb macht das ja. Von daher ->blöd...

Auf den Aussenlagen (zumindest auf einer) könnte ich sogar auf Kupfer 
verzichten, so dass es theoretisch möglich wäre. Aber ist das ein 
"Standardprozess" oder muss das PCB dann erst noch in eine andere 
Stätte? Das würde ich lieber umgehen...

@ Zero V. (gnd): das sind genau die Antworten, die ich mir selber schon 
ausgemalt und befürchtet habe. Aber so ist es halt...

@ Georg (Gast): das ist ohnehin ein inhärentes Planartrafo-Problem, dass 
der Füllgrad lausig ist. Den selbstgewickelten habe ich mit dem dünnsten 
rumliegenden Lackdraht gewickelt und es war OK. Die Ströme sind im 
Bereich unter 1A so dass die Erwärmung sicherlich kein Problem ist. 
Wobei ich den Skineffekt mit meinerm Versuch wohl nicht korrekt 
abgebildet habe.