Hallo,
ich habe mir noch nie selber eine Induktivität mittels einer
Leiterplatte gebaut, dachte aber mal, dass es an der Zeit wäre.
Für einen Abwärtswandler bräuchte ich eine Induktivität von etwa 500 µH
bei einem Strom von 2 A.
Falls meine Berechnungen richtig sind, käme dafür ein E25-13-7 Kern mit
einem Al-Wert von 91 nH in Frage (B66317G1000X187).
Das Tool von Schmidt-Walter meint auch, dass ein E25_13_7 gut geeignet
wäre.
Mein Problem ist aber, dass dafür 75 Windungen benötigt würden und die
Fläche der Leiterbahn beträgt bei einer Stromdichte von 5 A / mm^2 etwa
0,4 mm^2, was bei einem E25-Kern doch ziemlich viel ist bei 75
Windungen.
Bei einer Leiterbahnbreite von 0,5 mm würde man etwa 4 Windungen pro
Lage schaffen.
Da ich aber Platz für 2 E25-Kerne habe, wollte ich fragen, ob die nicht
sozusagen quasi ohne Luftspalt nebeneinander packen könnte, um so die
Anzahl der Windungen um die Hälfte zu reduzieren?
Oder sollte ich einen anderen Kern nehmen?
Grüße
Tom
Tom schrieb:> Falls meine Berechnungen richtig sind, käme dafür ein E25-13-7 Kern mit> einem Al-Wert von 91 nH in Frage (B66317G1000X187).> Das Tool von Schmidt-Walter meint auch, dass ein E25_13_7 gut geeignet> wäre.
Ja, mit CuL oder HF-Litze mag das auch gehen. Falls Du denn richtig
gerechnet hast, bzw. Parameter korrekt eingegeben beim Tool - uns
verschwiegst Du bis auf den (irgendeinen, wer weiß welchen) Strom
und die scheinbar benötigte Mindest-Induktivität alle Daten.
> ich habe mir noch nie selber eine Induktivität mittels einer> Leiterplatte gebaut
Dürfte kaum jemand je versucht haben.
Ich kenne leider nur ~400VDC-gespeiste Hochleistungstrafos von LLCs,
- Primärwicklung aus HF-Litze ;-) - bei denen die mit X00 kHz bis X
MHz aktiv gleichgerichtete(n) Sekundärwicklung(en) aus PCB bestehen
können - Mosfets gleich mit dran/drauf, DC-seitig parallelisierbar.
Simple Drosseln baut m.W. niemand so: Keinerlei Vor-, nur Nachteile.
Kauf Dir fertige Drosseln. Oder nutze wie andere auch CuL & HF-Litze
(vielleicht noch Kupferband) für Drossel- und Trafo-Eigenbauten mit
gewöhnlichen Ferritkernen.
...oder solltest Du auf Deiner "Idee" beharren: Such nach planaren
E/EI Kernen, so könntest Du wenigstens irgendwas halbwegs Nutzbares
(bei nicht übertriebenem Volumen, Gewicht und R_ser) schaffen. Aber
stell Dich zumindest auf deutlich unter 5A/mm² ein.
Tom schrieb:> Oder sollte ich einen anderen Kern nehmen?
Klingt, als ob du statt Draht zum Wickeln da einen Stapel
Multilayerplatinen in den Kern legen willst.
Dafür ist der Kern nicht gedacht, du bekommst nicht das Berechnete
unter, denn die Rechnung geht natürlich von Kupferlackdraht aus.
Hallo,
mein Abwärtswandler soll mit 100 kHz betrieben werden und soll maximal
die Eingangsspannung von 60 V auf 12 V herunterwandeln bei einem Strom
von 2 A.
Da ich keinen großen Stromrippel möchte, max 0.2 A, kommt man bei diesen
Daten auf eine Induktivität von 502 µH.
Eigentlich möchte ich etwas planares bauen, ich dachte der E25/13/7 wäre
mit dem E-Stück ein planarer Kern.
Tom schrieb:> ich dachte der E25/13/7 wäre> mit dem E-Stück ein planarer Kern.
Das sind klassische E-Kernhälften.
Tom schrieb:> Welchen Planarkern würdet ihr mir empfehlen?
Wie angedeutet: EIGENTLICH gar keinen, weil schwierigst, mit dem
Konzept was Brauchbares hinzukriegen.
MaWin schrieb:> Klingt, als ob du statt Draht zum Wickeln da einen Stapel> Multilayerplatinen in den Kern legen willst.
Das wäre aber zumindest noch besser als zwei- oder nur einseitige.
Da ginge auch bei seinen 0,8mm (laut obiger Rechnung mit den 0,5mm
Leiterbahnbreite müßte er ja sowas haben - für 5A/mm² ...) nichts.
@Thomas: WAS GENAU planst Du WIRKLICH in Deinen Planarkern zu tun?
Die Chance hätte er so auch - aber diese >=500µH kriegte er nur mit
viel zu großem Kern hin. Oder halt kleineren seriell. Übertrieben,
es ist doch Quatsch, nur weil "ich möchte..." eine Materialschlacht
anzuzetteln.
Allerdings: Sich beim (anzunehmen) allerersten Schaltregler gleich
auf 600kHz oder was stürzen zu wollen kommt auch nicht sehr gut.
Empfehle daher: CuL / HF-Litze auf passendem E(TD)-Kern.
Vielen Dank schon mal für eure Antworten.
Mein eigentliches Ziel ist es einfach etwas dazuzulernen.
Ich habe schon viele Schaltregler, gesteuert mit Mikrocontrollern, FPGAs
und ICs, im Bereich zwischen 10 W und 50 W gebaut, auch mit höheren
Frequenzen. Einmal auch mit GaN-FETs und 1 Mhz, wäre sicher noch mehr
gegangen, aber egal.
Ich könnte es mir natürlich einfach machen und zum Beispiel vom Würth,
Coilcraft, ..., oder wie oben eine von Murata kaufen, aber das will ich
nicht mehr.
Was ich bisher aber noch nicht gemacht habe ist, eine Spule selber zu
wickeln oder Leiterbahnen mit Ferritkern außenherum als Induktivität zu
benutzen oder einen Planar-Transformator zu bauen, was das nächste Ziel
für mich wäre.
Daher wollte ich nicht gleich mit so hohen Frequenzen arbeiten und
langsam anfangen.
Am Anfang wäre ich natürlich auch bereit einen höheren Stromrippel
zuzulassen, müssen ja nicht unbedingt 10 % sein, die üblichen 40 % wären
auch in Ordnung.
Dann wären es nur noch etwa 125 uH.
Für mich klingt es prinzipiell sehr verlockend Leiterbahnen als
Windungen zu benutzen, daher dachte ich, dass es eigentlich eine schöne
Idee wäre, das ganze mal auszuprobieren und um ehrlich zu sein, will ich
auch nicht besonders in die Höhe bauen, wenn es nicht unbedingt sein
muss.
Grüße
Tom
Tom schrieb:>> Daher wollte ich nicht gleich mit so hohen Frequenzen arbeiten und> langsam anfangen.> Am Anfang wäre ich natürlich auch bereit einen höheren Stromrippel> zuzulassen, müssen ja nicht unbedingt 10 % sein, die üblichen 40 % wären> auch in Ordnung.> Dann wären es nur noch etwa 125 uH.>
Was versprichst du dir den von den 10% Stromripple? Manche Schaltregler
geben einen Mindestripple an.
.... schrieb:> Was versprichst du dir den von den 10% Stromripple? Manche Schaltregler> geben einen Mindestripple an.
Hallo,
ich verspreche mir dadurch weniger Ripple auf der Ausgangsspannung.
Da ich den Wandler mit einem FPGA ansteuere, habe ich zum Glück keine
Probleme mit dem Timing, auch wenn es nur ein eher schwacher, aber
vollkommen ausreichender Lattice ICE40 ist, von denen ich noch etliche
da habe.
Grüße
Tom
Tom schrieb:> Leiterbahnen mit Ferritkern
Die benutzt man erst, seit dem Schaltreglerfrequenzen so hoch wurden,
dass die geringe Induktivität dieser Art ausreichte.
500uH sind zu viel für die Technik, eher 50uH.
Und übrigens, man benutzt sie selbst dann nicht. Das war mal eine Idee
der Leiterplattenhersteller um ihre Technologie zu pushen, aber selbst
Hybridschaltregler oder solche im SOT Gehäuse mit übergestülptem
Ferritkern nutzen Draht. Weil's besser ist und nicht teurer.
Peter D. schrieb:> Drosseln wickelt man nicht mehr selber.
Doch, natürlich, Spulen sind die am einfachsten herzustellenden
Bauelemente, und gerade der Bastler mit Einzelstücken kann die gut und
leicht selber anfertigen.
Man fertigt auch einfache Platinen selber und kocht sich sein Essen
selber, statt sich vom Pizzabringdienst alles liefern zu lassen.
Nur DU nicht, aber warum willst du deinen mickrigen Lebensstil in dem
man nichts mehr kann sondern sich alles machen lässt anderen
vorschreiben ?
MaWin schrieb:> Doch, natürlich, Spulen sind die am einfachsten herzustellenden> Bauelemente, und gerade der Bastler mit Einzelstücken kann die gut und> leicht selber anfertigen.
Wenn Du unbedingt mit viel Aufwand größere Abmessungen und schlechtere
Parameter haben willst, nur zu.
Ich benutze aber lieber das Optimum. Es gibt reichlich Anbieter von
effizienten Drosseln. Ich setze vorzugsweise Vishay ein, die gehen bis
2..5MHz.
Peter D. schrieb:> Wenn Du unbedingt mit viel Aufwand größere Abmessungen und schlechtere> Parameter haben willst, nur zu.> Ich benutze aber lieber das Optimum.
Im Gegenteil, Spulen höchster Güte bekommst du nicht industriell, da
gibt es nur den billigsten Scheiss (wie bei industriellem Fertigessen
das prinzipiell aus minderwertigsten Zutaten vor allem bei
Markenherstellern besteht).
Eine Honeycomp-Wabenspule aus HF-Litze musst du selber anfertigen, so
was von so hoher Güte gibt es nicht von der Stange.
Der Boom fertig konfektionierter Spulen begann erst, als Halbleiter
ausreichende Verstärkung lieferten um die Nachteile der billigen
Qualität wett zu machen.
Tom schrieb:> Was ich bisher aber noch nicht gemacht habe ist, eine Spule selber zu> wickeln oder Leiterbahnen mit Ferritkern außenherum als Induktivität zu> benutzen oder einen Planar-Transformator zu bauen, was das nächste Ziel> für mich wäre.MaWin schrieb:> Tom schrieb:>> Leiterbahnen mit Ferritkern>> Die benutzt man erst, seit dem Schaltreglerfrequenzen so hoch wurden,> dass die geringe Induktivität dieser Art ausreichte.>> 500uH sind zu viel für die Technik, eher 50uH.>> Und übrigens, man benutzt sie selbst dann nicht. Das war mal eine Idee> der Leiterplattenhersteller um ihre Technologie zu pushen, aber selbst> Hybridschaltregler oder solche im SOT Gehäuse mit übergestülptem> Ferritkern nutzen Draht. Weil's besser ist und nicht teurer.
Genau. Die einzige mir bekannte Anwendung mit Vorteilen ist eben:
Alfred B. schrieb:> ~400VDC-gespeiste Hochleistungstrafos von LLCs,> - Primärwicklung aus HF-Litze ;-) - bei denen die mit X00 kHz bis X> MHz aktiv gleichgerichtete(n) Sekundärwicklung(en) aus PCB bestehen> können - Mosfets gleich mit dran/drauf, DC-seitig parallelisierbar
Guck doch mal hier:
https://vtechworks.lib.vt.edu/handle/10919/28128https://vtechworks.lib.vt.edu/handle/10919/28982
Dabei sollte Dir klar werden, daß und warum das so ist. Einfache
Speicherdrosseln so fertigen zu wollen ist exakt was MaWin sagte,
und auch ich weiter oben schon:
> Keinerlei Vor-, nur Nachteile.> Empfehle daher: CuL / HF-Litze auf passendem E(TD)-Kern.
Welche Last(en) gedenkst Du überhaupt "rippelarm" zu versorgen?
Dann könnte man wenigstens sagen, ob Dein Ansatz über viel höhere
L der Drossel was taugte - oder, wie statistisch zu 95% der Fälle,
wobei das wer machen will: Alles einfacher und besser durch recht
kleines LC Postfilter lösbar.
Tom schrieb:> .... schrieb:>> Was versprichst du dir den von den 10% Stromripple? Manche Schaltregler>> geben einen Mindestripple an.>> Hallo,>> ich verspreche mir dadurch weniger Ripple auf der Ausgangsspannung.>> Da ich den Wandler mit einem FPGA ansteuere, habe ich zum Glück keine> Probleme mit dem Timing, auch wenn es nur ein eher schwacher, aber> vollkommen ausreichender Lattice ICE40 ist, von denen ich noch etliche> da habe.>> Grüße> Tom
Dir ist aber schon klar, dass man den Ripple durch andere Maßnahmen
reduziert. Für mich hört sich das so an, als dass du versuchst die
möglichst billigste Lösung zu finden bzw. zu fahren. Meine Erfahrung hat
mir gezeigt, dass es keine gute Idee ist, an der Spannungsversorgung zu
sparen, geht immer auf Kosten der gesamten Baugruppe. Egal wie gut der
Rest der Elektronik ist oder wie clever die Software programmiert wurde,
ist die Spannunsversorgung instabil, läuft der Rest ebenfalls nicht
richtig.
