Unbekannter EC Kern aus SNT

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Autor
Unbekannter EC Kern aus SNT

    







BID = 477849

rotter

Neu hier



Beiträge: 20
 

  


Hallo,
Ich habe vor, ein Schaltnetzteil zu bauen.
Die erste Frage war da, wo bekomme ich einen geeigneten Trafokern her?
den hab ich dann aus einem defekten 300W PC-Netzteil ausgebaut, getrennt und die alten Wicklungen entfernt.
Vorab: Mir geht es hierbei hauptsächlich um den Lerneffekt.

Die nächste Frage, die sich mir stellte: Was ist das für ein Kern, welche Eigenschaften hat der (Permeabilität, Bsat usw.)

Da dachte ich mir, meß ich einfach mal die B-H Kurve und versuche daraus das nötige zu bestimmen.

Habe dann 2 Wicklungen mit je 55 Windungen aufgebracht und mit frequenzgenerator und Verstärker einen Strom durch die 1.Wicklung geschickt. Strom an 2.2 Ohm Shunt Widerstand gemessen.

An der 2. Spule habe ich einen RC-Reihenglied angeschlossen mit R=57,8K und C=0.1µF.
Dies habe ich getan, da ja mein Uind proportional zur 1. zeitl. Ableitung meines Magnetischen Flußes ist und das RC Glied dann Wieder den Fluß integriert. (Spannung an C abgegriffen, wichtig, daß bei meßfrequenz UC<<UR)

Das Ganze hat an sicht auch funktioniert, nur die gemessen/errechnete Permeabilitätszahl erscheint mir einfach zu niedrig (µ=153, kein Luftspalt)

Bsat hat sich zu ca 4700 Gauss ergeben, was mir ungefähr realistisch erscheint.

Mir scheint also, daß ich das H-Feld irgendwie falsch ablese. Die Formel sollte Ja sein: H=N*I/l mit N: Windungszahl, I: Primärstrom, l: Mittlere länge der magnetischen Feldlinie.
I ergibt sich zu UR/R, R ist der Shunt-Widerstand.

Für l habe ich die Länge der Spule angenommen (ca. 3cm = 0,03m).
Von den Abmessungen handelt es sich um einen EC-52 Kern.

Im Anhang ist ein Foto einer X-Y-Darstellung wobei auf der X-Achse der Spannungsabfall an dem 2.2Ohm Widerstand ist und auf der Y-Achse(0,2V/DIV, da /10 Tastkopf) die Inegrierte Spannung der Sekundärspule.

Aus verschiedenen Datenblättern habe ich gesehen, daß die Permeabilität ca bei 3000 liegen sollte.
Falls jemand einen Tip hätte wäre ich sehr Dankbar.



BID = 477871

Onra

Schreibmaschine



Beiträge: 2485

 

  

Hallo,
wie sicher bist du dir über das Kernformat und woher hast du die µr von 3000?
Die nächste Kernfrage (im wahrsten Sinne des Wortes) ist dann der unbekannte Kernwerkstoff.
Hier: http://www.ferroxcube.com/prod/assets/ec52.pdf
ist das der Al-Wert für Spulen ohne Luftspalt.
Müsstest du nicht die magnetische Länge (105mm in obigem DB) anstatt der Spulenlänge verwenden?

Onra

BID = 477886

rotter

Neu hier



Beiträge: 20

Hallo,
Auf EC-52 bin ich nur wegen den Abmessungen Gekommen.
Mit der effektiven Länge hast du eindeutig recht, das macht auch sinn und entspricht in etwa dem mittleren Umfang einer Hälfte der Kerns (nachgemessen).
Dein Datenblatt hat da jetzt Klarheit geschafft.
die µr von 3000 hab ich einerseits geschätzt, weil in den meisten Datenblättern, die ich mir angeschaut habe Werte in dieser Richtung angegeben waren (es ging mir auch nur um eine Größenordnungsabschätzung um zu wissen, ob meine Meßungen überhaupt sinn machen).
Andererseits habe ich versucht von der alten bewickelung Rückschlüsse zu ziehen und bin auch auf ein µr von mehreren Tausend gekommen.

mit der neuen effektiven Länge komme ich auf ein µr von ca. 500, was mir aber immer noch zu niedrig vorkommt, oder kann das passen??.

Viele Grüße

BID = 477892

Otiffany

Urgestein



Beiträge: 13761
Wohnort: 37081 Göttingen

Vielleicht hilft dir das weiter?
Gruß
Peter

http://www.kaschke.de/framesets/index_ferrite.html

BID = 478315

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
An der 2. Spule habe ich einen RC-Reihenglied angeschlossen mit R=57,8K und C=0.1µF
Das ist nicht so gut.
Einfacher erhältst du die Induktivität, wenn du die Primärwicklung über einen Widerstand mit bekanntem Strom aus einem Netztrafo speist und die Spannung an der Sekundärwicklung misst.
Bei gleicher Windungszahl von Primär und Sekundärwicklung (bifilar wickeln!) gilt dann: L=U/(314*I)

Der Strom darf bei der Messung natürlich nicht so hoch sein, dass der Kern in die Sättigung kommt, aber bei o.L. Kernen erkennt man das an Verzerrungen der Sekundärspannung.
Andererseits kann man aus dem Eintreten der Sättigung die für diese Induktivität mögliche Spannungs-Zeitfläche ermitteln.

Alternativ kann man auch die Induktivität mit einem Kondensator zu einem Schwingkreis ergänzen und dessen Resonanzfrequenz bei impulsförmiger Anregung (z.B. Sägezahnausgang des Scopes lose ankoppeln) bestimmen.
Der so bestimmte Kleinsignalwert wird etwas höher sein, als der mit dem ersten Verfahren ermittelte Wert, weil er den Rückgang der Permeabilität bei hohen Feldstärken nicht berücksichtigt.


In der Praxis rechnet man bei solchen Übertragern auch seltener mit der Permeabilität, sondern eher mit dem AL-Wert, der freilich seinen Ursprung im Quotienten aus Fläche und magnetischer Länge hat.
Die magnetische Länge ist um das µ-fache geringer als die geometrische Länge der Feldlinien.
Daher kommt es auch, dass auf den Wert der Selbstinduktion die Länge des Kernmaterials einen sehr bescheidenen Einfluss gegenüber selbst winzigen Luftspalten hat.

_________________
Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  4 Dez 2007 20:22 ]

BID = 478737

rotter

Neu hier



Beiträge: 20

Hallo,
Vielen Dank für diese Ausführungen, das hat mir weitergeholfen.
Der Einfachheit halber, habe ich die 2. von dir erwähnte Methode genommen um die Permeabilität zu bestimmen (LC-Schwingkreis), und bin auf einen Wert von 540 gekommen, was der 1. Messung verdächtig nahekommt.
Ist es möglich, daß diesen Kernmaterial vielleicht einen "integrierten" Luftspalt hat?
Nicht ganz klar ist mir der Unterschied zwischen magnetischer und geometrischer Länge.
Kommt das aus dem Durchflutungsgesetz?
\fed\mixon\Phi=\mue*H*A=gauss(\mue*A/l)*I*N
unter der Annahme, daß I*N und A und der Gesamtfluß Phi konstant sind und daher mit dem µ von Luft dann le ein anderes sein muß?

Ausserdem habe ich noch einen anderen Kern gefunden, der auf jeden fall einen echten Luftspalt hatte, diesen habe ich dann entfernt indem ich die äußeren Schenkel mit Schmirgelpaier gekürzt habe.
Habe dann an diesem Kern alles nochmal gemessen und bin diesmal mit beiden Messungen ca. auf einen Wert von µr=4000 gekommen.

Mit diesem Kern habe ich testhalber ein kleins SNT gebaut.
Einsetzen will ich das Netzteil für eine CDI Zündung.
Den Kern habe ich mit Primär 2*1 (bei der Berechnung kam 1,4 raus)Windung aus dünnem Kupferblch "bewickelt" (Für Push-Pull bei 100KHZ)
und sekundär 1*33 Windungen.
Als Kontroller habe ich einen SG3526 genommen. (aus altem Netzteil ausgelötet)
Die Ausgangsspannung habe ich auf 300V geregelt, was auch gut funktioniert.
Belastet habe ich den Trafo mit einer 100W Glühbirne.
Die Mosfets (IRF1010N) werden dabei ca. 60 Grad Warm (ohne Kühlkörper).
Die Temperatur hatte ich die Ganze Zeit unter Beobachtung.
Es scheint also ganz gut zu funktionieren.
Ich werde das noch eine Weile testen und dann eine Platine dafür erstellen.

Viele Grüße


BID = 479011

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Nicht ganz klar ist mir der Unterschied zwischen magnetischer und geometrischer Länge.
Ich habe mich da etwas stark verkürzt und ungenau ausgedrückt.
Gemeint ist eigentlich der magnetische Widerstand, der genau wie der elektrische proportional zur Länge und umgekehrt proportional zur Fläche und dem Leitwert bzw. der Permeabilität des Materials ist. http://de.wikipedia.org/wiki/Reluktanz

Ein eingebauter Luftspalt, man spricht nicht bei Ferriten, aber bei Pulvereisenkernen davon, ist bei einem EC-Kern nicht wahrscheinlich, weil dann durch das geringe µ Feldlinien den Kern verlassen, und dadurch das unerwünschte hochfrequente Streufeld des Übertragers stark ansteigt.
Deshalb werden Pulvereisenkerne auch fast nur als Ringkerne gefertigt, weil bei diesen das Streufeld im Idealfall 0 ist.

Anderseits spricht der geringe µ-Wert, so er denn richtig gemessen ist, für Pulvereisen.
Dafür wäre er sogar schon relativ hoch, denn dort trifft man eher Werte zwischen 15 und 500 an.
Dafür ist dann die Sättigungsinduktion dieser Materialien mit 0,7..1,5T aber etwa doppelt bis dreimal so hoch wie bei Ferriten.

Bei Gegentaktwandlern machte ein Luftspalt auch nicht viel Sinn, weil da der Kern möglichst wenig Energie speichern soll.
Luftspalte, egal ob verteilt oder konzentriert, braucht man, wenn der Kern Energie speichern soll (Sperrwandler, Speicherdrosseln, Schwingkreise) oder wenn die Induktivität mit Gleichstrom vorbelastet ist (Glättungsdrosseln, Eintaktwandler, Stromwandler) damit keine Sättigung eintritt.
Eintaktwandler werden vorzugsweise für kleinere Leistung verwendet. Das 300W-Netzteil, aus dem der Kern stammt, dürfte eher als Gegentaktwandler aufgebaut gewesen sein.


Zitat :
habe ich noch einen anderen Kern gefunden, der auf jeden fall einen echten Luftspalt hatte, diesen habe ich dann entfernt indem ich die äußeren Schenkel mit Schmirgelpaier gekürzt habe.
Habe dann an diesem Kern alles nochmal gemessen und bin diesmal mit beiden Messungen ca. auf einen Wert von µr=4000 gekommen.
Das ist ein "unverschämt" hoher Wert, den man vielleicht mit geläppten Polen, aber kaum mit Schmirgelpapier erreichen kann. Schon ein Luftspalt von 50µm, wenn auf die drei Spalte verteilt ist also 25µm, halbiert dir das glatt.
Es spricht also einiges dafür, dass du einen systematischen Fehler machst, der die einen Werte zu tief und die anderen zu hoch ausfallen lässt.



Zitat :
Den Kern habe ich mit Primär 2*1 (bei der Berechnung kam 1,4 raus)Windung aus dünnem Kupferblch "bewickelt" (Für Push-Pull bei 100KHZ)
und sekundär 1*33 Windungen
Das hört sich für mich an, als ob der verfügbare Wickelraum bei weitem nicht ausgenutzt ist.
Im Hinblick auf die (Kern)Verluste und den Stress der Halbleiter durch die Streuinduktivität wäre es wünschenswert die Windungszahl zu erhöhen und Primär und Sekundärwicklungen miteinander zu verschachteln. Wahrscheinlich kann man dann zusätzlich auch die Schaltfrequenz erniedrigen, was sich ebenfalls günstig auf Verluste durch Hysterese, Wirbelstrom, Skineffekt und die Schaltverluste der Halbleiter auswirkt.
Kupferfolie ist ok, aber möglicherweise ist ein Bündel dünnerer Kupferlackdrähte einfacher zu verarbeiten.

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Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



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