Beräkning av kärna

[Rocky_AL]

Om jag ska vara ärlig så ville jag inte använda som för jag fattar inte hur man lindar på dom.
Ska man linda på stången i mitten eller hur funkar dom?

[bearing]

Ja, på stången i mitten. Man kan linda på en bobbin, så blir det enklare att linda. Sen skjuter man bara in två kärnhalvor i bobbinen och fäster med clips.

Bobbin och clips kostar nästan lika mycket som två kärnhalvor, så jag har funderat på att bara linda tråden över en rundstång med lämplig diameter, sedan skjuta över kärnhalvorna och limma/tejpa.

[blueint]

Risk för att magnetiskt inducerade krafter sliter på tejpen?

[Rocky_AL]

Bara så jag är med. Så det ser ut såhär om man tittar på genomskärningen:

Där de orangea prickarna är koppartråden och den gråa pilen visar hur tråden lindas.

Sen använder man samma formler som i mina tidigare inlägg.

[bearing]

Japp, du verkar helt med.

Luftgapet leder faktiskt lite bättre än formlerna visar eftersom att magnetflödet inte bara går rakt över gapet, utan även går i en bit utanför, så att arean blir större.

Epcos Ferrite Magnetic Design Tool kan räkna ut det mesta om Epcos kärnor.
http://www.epcos.com/web/generator/Web/ ... le=en.html

[Rocky_AL]

Wow! Jag kommer att behöva en helt enorm kärna
Räknade på en ETD 44, N87 kärna , med 1.5mm gap, hela grejen blir 53.0 x 50.0 x 41.0 mm

Med 10 varv får jag ca 20µH och får det till 225 mT
Då är ju kärnan nästan mättad och induktansen lär ha minskat rejält.
Stämmer det här verkligen? Tycker att kärnorna är så himla stora.

[bearing]

Ferritkärnorna mättas väldigt skarpt, dvs de ger nästan full induktans ända tills de mättas. Ferritkärnor blir stora eftersom att de mättas tidigt.

Kanske går att välja en mindre kärna med större gap. Då krävs fler varv koppar. På den tyska SMPS-sidan kan man lägga in egna värden, t.ex. för mindre kärnor med stort gap. ETD39 med 2mm gap skulle nog kunna funka.

En järnkärna behöver bara ungefär 1/3-del av arean för samma prestanda, men klarar generellt inte lika hög flödesvariation p.g.a. förlusterna.

[Rocky_AL]

ETD39 kärna med 2mm gap gav mig 30µH och 300mT

ETD44 kärna med 3mm gap gav mig ca 30µH och 230mT

Var går gränsen egentligen, 230mT kanske kan funka utan att förlora någon induktans eller bli allt för varm.
Men det är ju inte helt säkert känns det som.

[kimmen]

Enligt databladet mättas N87 vid 390mT så det ska inte vara något problem. Med ett delta-I på c:a 10% så får du ett delta-B på 10%, dvs max c:a 40mT vilket är 20mT enligt den konvention för kärnförluster som används i databladens grafer. Kärnförlusterna blir alltså i princip försumbara, men se upp med resistansförlusten i lindningen och håll gärna tråden långt bort från luftgapet för att undvika virvelströmsförluster.

20% delta-I är inte heller något problem ur kärnförlustsynpunkt vid 100kHz och N87.

Nästa fråga är väl om lindningen får plats. En vanlig tumregel är 4,5A/mm^2 och med den borde man hamna ganska rätt även om det går att göra mer optimala konstruktioner.

http://www.epcos.com/web/generator/Web/ ... DF_N87.pdf

[bearing]

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_ ... mps_e.html har standardvärdet dI = 0,4*I_avg

40% alltså. Det borde gå bra med en ferritkärna, men jag tror inte en järnpulverkärna skulle klara det.

[kimmen]

Här finns förresten ett praktiskt program för att konstruera med järnpulverkärnor:
http://www.micrometals.com/software_index.html

För 50µH 20A från 12V till 48V föreslås t.ex. en T184-26 med 25 varv. Induktansen är c:a 100µH vid låg ström och faller av till 50µH vid 20A för det alternativet enligt kurvan programmet kan visa. Kärnan finnas/fanns på ELFA vad jag minns.

Om du provar programmet:
I "PARAMETERS" kan man välja att använda millimeter i stället för tum.
Välj "DC BIASED" och mata in dina parametrar. Spänningarna bygger på buck-omvandlare så man får mata in bakvänt med inspänning i "DC OUTPUT VOLTAGE" och skillnad mellan utspänning och inspänning i "PEAK INDUCTOR VOLTAGE". Med 36V i peakrutan och 12V i outputrutan så säger den 1.8A pk-pk längst ned vilket är det väntade.

edit:
Bearing, nej just det, vid +-20% vid 100kHz och det vanligtvis använda #26-materialet blir det rätt så höga kärnförluster. Det finns dock järnpulvermaterial med lägre förluster och liknande material, t.ex. MPP, som också har låga förluster. För ferrit ska det inte vara något problem, topp-till-topp blir inte mer än en tredjedel av mättnadsflödestätheten och +-65mT ger inte särskilt höga kärnförluster vid 100kHz i moderna material.

[Rocky_AL]

Trasig länk bearing tror jag, om du ville visa en koppling?
Får bara upp sidan utan ifyllda värden.

Men jag behöver alltså 2~3mm tjock koppartråd för det här?


Kimmen: Jo jag tittade i elfas tryckta katalog från 2009 och T184-26 finns där. Lite konstigt att de har tagit bort hela järnpulversortimentet.
Att induktansen ökar med lägre ström är ju också bra i min applikation där strömmen långsamt kommer att minska (man vill ju inte att strömen genom spolen ska gå ner till 0)

Edit: Programmet kimmen länkade till säger att kärnförlusten vid 100kHz, 50µH är under 1W
Förlusten i kopparen är på ca 4W om man har 2mm tjock tråd.
Det är försumbart tycker jag, så en kärna av järnpulver är nog att föredra pga de mindre dimensionerna.

[kimmen]

De fanns då i den gamla internetbutiken hos ELFA, det vill säga bara för några veckor sedan.

Ja det blir ju rätt grov tråd vid 20A och det är kanske lättare att använda flera parallellkopplade tunnare trådar. Och sedan så är 4,5A/mm^2 ganska pessimistiskt om bobbinen inte är fullproppad. Programmet från Magnetics räknar till exempel ut att 25 varv med dubbla 1,4mm trådar på en T184-26 ger kopparförlust 4,0W och kärnförlust på 0,7W i din tillämpning vilket beräknas ge en temperaturstegring på c:a 34 grader vilket är rätt okej. Med 3 parallella trådar får man ner det till 26 grader och då är "fönstret" (hålet) 25% fullt.

I ferritkärnefallet kan det också vara bra att räkna på de faktiska förlusterna i stället för att använda en tumregel för strömtäthet. Det visar sig säkert att du kan komma undan med mycket mer än 4,5A/mm^2.

Med fläktkylning blir det ännu lättare om man nu vill använda det.

[Rocky_AL]

Elfa har tydligen bestämt sig för att radikalt minska på sortimentet lackisolerad koppartråd. Det tjockaste de har nu är 0.94mm^2
Kommer ihåg att de på den gamla sidan hade uppåt 4mm^2 tjock. De har verkligen satsat på att bli dåliga

Om man ska linda parallella trådar, hur lindar man då? Först den ena och sedan nästa ovanpå, eller lindar man alla samtidigt som om det var en tråd så de hamnar brevid varandra?

I ferrit fallet så har jag ingen aning om hur man räknar på förlusterna (ej heller i järnpulverfallet, men kimmens simuleringsprogram gör det åt mig)
Eller rättare sagt, jag vet hur man räknar på kopparns förluster, det är resistans gånger ström i kvadrat. Kärnförluster har jag däremot ingen aning om.

Edit: 58-705-89 Får dock öka på frekvensen till 200kHz för att hålla ripplet lika lågt som för 50µH men det kan nog gå.

[subbahenke]

2mm 55-190-38

Mvh H