Forum: HF, Funk und Felder biased inductor mit Permanentmagneten


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von Alexander H. (alexander_h732)


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Hallo Leute,

ich las von einer interessanten Möglichkeit, das Magnetfeld eines 
Ferritkerns effizienter zu nutzen. Durch eine absichtliche 
DC-Vormagnetisierung mit einem Permanentmagneten in der Nähe des 
Luftspaltes soll es theoretisch möglich sein, höhere Leistungen bei 
kleinerer Bauform zu realisieren.

https://odr.chalmers.se/server/api/core/bitstreams/580a7ffc-3628-4f96-b434-92248734edb1/content

Ich wollte das Prinzip mal bei einem kleinen 1W Flybackwandler 
testen(RM-Kern mit Luftspalt T38/N48 mit Mittelloch).
Wo müsste ich den Permanentmagneten anbringen und wie genau müsste 
dieser gepolt sein?
Wie stark müsste der Magnet sein?
Kann/sollte es ein Ferritmagnet sein, oder würde man besser 
Neodymmagneten nehmen?
In der Praxis habe ich nur größere E-Kerne mit der biased inductor 
Anordnung gefunden.
Angeblich soll früher in TV-Flybackwandlern dieser Trick zum Einsatz 
gekommen sein.

Wer hat sowas schon mal getestet und wie waren die Ergebnisse?

Viele Grüße und schon mal vielen Dank für Eure Hilfe. Ich wünsche Euch 
allen eine schöne Weihnachtszeit.

Alexander

von Purzel H. (hacky)


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Das Paper hat doch ein paar Bilder plus Simulationen. Wo liegen die 
Schwierigkeiten ?

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Alexander H. schrieb:
> Angeblich soll früher in TV-Flybackwandlern dieser Trick zum Einsatz
> gekommen sein.

Neee, da gabs hoechstens mal eine abgleichbare Spule mit nem Magnet 
dran, die war aber eher fuer horizontale Linearitaet iirc.

Gruss
WK

von Alexander H. (alexander_h732)


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Ja, das kann eigentlich nicht so schwer sein.
Das Prinzip lässt sich dann einfach so vom E-Kern auf den RM-Kern 
übertragen(nur um 90 Grad gedreht)?

Meine Testaufbau wäre momentan wie folgt: zwei dünne Streifen, jeweils 
halber Durchmesser (gegensätzlich gepolter) Ferrit-Permanentmagnet 
(Kühlschrankmagnet) in der Mitte des RM-Kerns einlegen und testen.
Dabei würde aber ein sehr großer Luftspalt entstehen, daher glaub ich 
nicht, dass das so funktioniert.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Dergute W. schrieb:
> die war aber eher fuer horizontale Linearitaet iirc.

Kenn ich auch noch von OW Spulen. Manchmal auch in den alten TV, bei 
denen man noch Konvergenz einstellen musste.

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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ja, das ist ein alter "Trick".
Ein Allheilmittel ist das aber nicht.

1. sind Permanentmagneten meist "unglücklich", wenn sie zu viel äußeres 
Feld in der "falschen" Richtung sehen.
2. ist man verführt damit größere deltaI bei den Schaltregler zu nehmen. 
Das ist dann thermisch ein Problem.
3. sind so dünne Permantentmagneten/Kerne mit entsprechenden Gap nicht 
gängig

Also ja, es funktioniert.
Ja, mir sind Designs bekannt, bei denen eine Drossel in einem Booster 
sowas verwendet.

Bei einer 1W "Testschaltung" sehe ich da aber "Probleme", weil sich das 
einfach nicht "auszahlen wird". Man wird den Effekt also nicht 
ausgeprägt sehen.

Du könntest aber probieren, bei einem E-Kern ohne Gap außen 2 dünne 
Magneten reinzumachen. 1mm Spalt ist viel, aber wenn du so 100-200W 
drüber laufen lässt, wirst du wahrscheinlich den Unterschied sehen.

73

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Und wieviel Gewinn hat man mit dem Trick vs. teurem Magneten?

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Halbes Volumen/Gewicht in etwa.

Du nutzt die B-H Kurve halt wesentlich besser aus. Man startet quasi bei 
"negativer Sättigung" und kann dann bis zur "positiven Sättigung" 
aussteuern.

Ist bei sowas immer Volumen/Gewicht vs. Preis vs. Temperatur vs. ...
Zu 80-90% wirst du aber sowas nicht einsetzen, weil du z.B. ohnehin 
einen größeren Kern brauchst, damit du das notwendige Kupfer 
unterbringst, oä.
Es wird aber tatsächlich (in custom-magnetics) auch eingesetzt.

73

von Norbert (Gast)


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von Res (resmon)


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Alexander H. schrieb:

> Ich wollte das Prinzip mal bei einem kleinen 1W Flybackwandler
> testen(RM-Kern mit Luftspalt T38/N48 mit Mittelloch).
> Wo müsste ich den Permanentmagneten anbringen und wie genau müsste
> dieser gepolt sein?

Die beschriebene Technik geht nur mit unipolaren Feldern, nicht mit 
Wechselfeldern.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Interessant. Klingt nach Apollo 42 zum Mars.

von Alexander H. (alexander_h732)


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Res schrieb:
> Alexander H. schrieb:
>> Ich wollte das Prinzip mal bei einem kleinen 1W Flybackwandler
>> testen(RM-Kern mit Luftspalt T38/N48 mit Mittelloch).
>> Wo müsste ich den Permanentmagneten anbringen und wie genau müsste
>> dieser gepolt sein?
>
> Die beschriebene Technik geht nur mit unipolaren Feldern, nicht mit
> Wechselfeldern.

Der Flybackwandler ist doch unipolar, soweit ich das verstanden habe.

Bei zu großem Luftspalt steigt beim Flyback der Primärstrom stark an. 
Irgendwann läuft der Wandler nicht mehr an.
Hat ein Magnet zwischen den Kernhälften überhaupt den gleichen Effekt 
wie ein großer Luftspalt, oder überbrückt er das Magnetfeld ähnlich wie 
Ferrit-Kernmaterial?
Die üblichen Neodymmagnete beginnen bei 0,5mm, Ferritmagnete gibts evtl. 
auch kleiner, leider sind die schwächer.
Die Metallummantelung der Neodymmagnete soll wohl nicht optimal sein.
Wie kann ich eigentlich die für den DC bias ungefähr nötige Magnetstärke 
ermitteln?

Kann ich Ferritkerne (T38, N48) durch (starke) Magnete schädigen?
Bei Ferrit-Übetragern im Audiobereich las ich von der Möglichkeit, dass 
diese von Gleichstrom magnetisiert werden können und dann einen anderen 
Frequenzgang aufweisen können.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Es gibt ein paar hochgezüchtete japanische Ferrite für Funkanwendungen, 
die keine Magnete vertragen. Sollten aber die absolute Ausnahme sein.

von Mark S. (voltwide)


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Res schrieb:
> Die beschriebene Technik geht nur mit unipolaren Feldern, nicht mit
> Wechselfeldern.

Ja, und damit bei sämtlichen Sperrwandlern.

von Alexander H. (alexander_h732)


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Ok, dann frag ich mich noch, wieviele Magnete Sinn machen.
Je einer auf Ober- und Unterseite des Kerns oder besser zwei mit 
umgekehrter Polung, so wie auf dem Bild (aus dem Link) zu sehen:
https://soar-ir.repo.nii.ac.jp/record/12701/files/HPT(IEEE,2005).pdf

Hier ein interessantes Video zum Thema:
https://m.youtube.com/watch?v=QTItqoZMUT8&pp=ygUjVGhlIGluZmx1ZW5jZSBvZiBhIHBlcm1hbmVudCBtYWduZXQ%3D

von Michael O. (michael_o)


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Es ist zwar jetzt deutlich über 50 Jahre her das ich eine vollständige 
Konvergenzeinheit auseinander genommen habe, aber bei Blaupunkt war da 
kein einziger Magnet als Kern drin. Wenn ich es richtig in Erinnerung 
habe erklärte mir mein Vatrr das die Kern je nach Material die Güte der 
Spulen erhöhen oder verschlechtern können je nachdem was gebraucht 
wurde. Ist aber verdammt lange her - Anfang der 1970ger Jahre

MfG
Michael

von Arno M. (morri65)


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Transduktor heißt das Zauberwort. Statt Permanentmagnet wird die 
Vormagnetisierung über Strom erzeugt.

von Mark S. (voltwide)


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Nicht wirklich. Transduktoren wurden in Magnetverstärkern eingesetzt, 
aber nicht in einfachen Sperrwandlern.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Mark S. schrieb:
> Nicht wirklich. Transduktoren wurden in Magnetverstärkern eingesetzt,
> aber nicht in einfachen Sperrwandlern.

Ja, aber vor 1000 Jahren auch in der 
Konvergenzeinstellung/Kissenentzerrung von Farbfernsehern.

Gruss
WK

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